[发明专利]在无机胞外纳米基质上不添加生长因子进行的神经干细胞增殖和分化

说明书

本申请公开了用于神经干细胞增殖和分化的纳米结构，以及增殖和分化神经干细胞的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月23日提交的美国临时专利申请序列号62/340,500和2017年5月22日提交的美国非临时专利申请序列号15/600,808的优先权，这个两个专利申请的公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明属于生物技术和医药工业领域。具体地，本发明涉及用于在不使用化学生长因子的情况下分化神经干细胞的方法和底物。

背景技术

近年来，干细胞疗法在生物医学科学中发展起来并且进展极快。它将有望治疗神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病甚至中风。在干细胞疗法中，使用到细胞培养技术。必须使用化学生长因子以诱导干细胞增殖和细胞分化。许多这些生长因子也是能促进癌细胞生长和癌症转移的生长因子。因此，迫切需要开发在不使用化学生长因子的情况下诱导体外干细胞增殖和分化的方法。

本发明的目的是提供用于借助物理结构进行神经干细胞增殖和分化的方法和物理底物，而无需使用化学生长因子。

就本发明人所知，本文公开的本发明相对于现有技术具备新颖性和创造性。

本部分或本申请的任何其他部分中对任何参考文献的引用或标识，不应被解释为承认这样的参考文献可用作本申请的现有技术。

发明内容

本发明属于生物技术和医药工业领域。具体地，本发明涉及用于神经干细胞的细胞分化的方法和底物。在本发明的一个实施方案中，提供了用于借助物理结构进行神经干细胞分化的方法和底物，而不需要使用生长因子。

在本发明的第一方面，提供了一种纳米结构，其包含多个纳米螺旋体(nanohelix)或纳米Z形折弯体(nanozigzag)，其中所述多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体由包含SiO₂或TiO_x的材料制成，其中x在0.33 ≤ x ≤ 2的范围内。

在本发明第一方面的第二实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中所述干细胞是神经干细胞。

在本发明第一方面的第一实施方案中，提供了一种纳米结构，其包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体，其中每个纳米螺旋体的长度为至少540nm，每个纳米螺旋体包括至少两个节并且一个螺旋的节为至少240nm。

在本发明第一方面的第二实施方案中，提供了一种纳米结构，其包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体，其中每个纳米Z形折弯体的长度为至少550nm，每个纳米Z形折弯体包括至少三个节并且一个节为至少165nm。

在本发明第一方面的第三实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中SiO₂纳米螺旋体具有12.6±1.8μN/nm的劲度(stiffness)。

在本发明第一方面的第四实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中SiO₂纳米Z形折弯体具有19.7 ± 2.3μN/nm的劲度。

在本发明第一方面的第五实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中所述纳米结构使用GLAD技术制造。

在本发明第一方面的第六实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中TiO_x，其中x在0.33 ≤ x ≤ 2的范围内，并且该纳米结构具有不超过26μN/nm的独立于形状的劲度。

在本发明第一方面的第七实施方案中，提供了包含多个纳米螺旋体或纳米Z形折弯体的纳米结构，其中纳米螺旋体是左旋的或右旋的。