[发明专利]利用能量的多能细胞诱导装置和方法

说明书

本发明涉及利用能量的多能细胞诱导装置和方法，更详细地，向已分化细胞施加超声波、激光或热处理等的能量，诱导具有多能性的新型多能细胞。

技术领域

本发明涉及利用能量的多能细胞诱导装置和方法，通过提供超声波、激光或热处理等能量可以诱导具有多能性的多能细胞。

背景技术

多能性(pluripotency)是分化为3胚叶系统，即外胚叶、中胚叶和内胚叶的能力。多能干细胞在临床上在疾病模型和移植中是重要的，因为其在体内形成任意的细胞或组织类型。因此，目前在胚胎干细胞、诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell，iPSC)、体细胞和患者来源细胞的重编程或分化中主要的需求是，为了临床应用，不需要引入外来的遗传物质或化学物质或小分子，需要简单、快速、有效果和安全。在最近的研究中，证明了环境和基因型之间的相互作用与活有机体的基因表达和表型变异密切相关。通过调节结构、机械、磁性、超声波信号等环境刺激可以调节细胞死亡、增殖和细胞吸收效率。与这些方法相近的正确的分子机制还不明朗，因此这些方法只能作为不需要引入遗传物质、化学物质和小分子可以实现安全性的代行方案接受。

在这点上，本发明的发明人在没有基因和化学物质的条件下，通过利用细胞环境信号的能量提供使未分化标记物和由外胚叶、中胚叶和内胚叶组成的3胚叶标记物基因表达，开发诱导分化为3胚叶的具有多能性的新型多能细胞，即Physics(pluripotentsphereyielded by ultrasonicstimulus)细胞的方法。

发明内容

技术方案

本发明的目的是提供一种多能细胞诱导方法以及诱导装置，不需要向已分化细胞引入逆分化诱导因子和化学物质，通过提供能量诱导已分化细胞生成具有多能性的新型多能细胞。

技术手段

为了实现上述目的，本发明提供由已分化细胞逆分化为多能细胞的方法，包括混合培养基和已分化细胞，向所述混合物提供能量，并通过一段时间的培养形成球状体(spheroid)，所述球状体具有多能性。

本发明还提供多能细胞诱导装置，包括可以收纳细胞和培养基的培养室；和设置在所述培养室的一侧，可以向所述细胞和培养基提供能量的供能装置；混合已分化细胞和培养基，向所述混合物提供能量，并通过一段时间的培养形成球状体，所述球状体具有多能性。

技术效果

本发明不需要向已分化细胞引入逆分化诱导因子和化学物质，通过合适的超声波、激光或热处理等提供的能量诱导已分化细胞生成具有多能性并且与公知的诱导性多功能干细胞相比分化特性更强的新型多能细胞。

附图说明

图1为本发明的具有多能性的人类Physics细胞的模拟图；

图2a示出了超声波强度对人类皮肤成纤维细胞的效果，a)比较不同超声波强度下的HDF形态变化，b)不同超声波强度下生成的多细胞球状体的个数。

图2b示出了超声波强度对人类皮肤成纤维细胞的效果，c)超声波处理的HDF的活/死细胞分析结果，d)上述c)中生存和损伤细胞的比例。

图3a示出了在1W/cm²的固定强度下超声波暴露时间的效果，a)比较不同超声波暴露时间下的HDF形态变化，b)不同超声波暴露时间下生成的多细胞球状体的个数。

图3b示出了在1W/cm²的固定强度下超声波暴露时间的效果，c)超声波处理的HDF的活/死细胞分析结果，d)上述c)中生存和损伤细胞的比例。