[发明专利]纳米自组装短肽三维细胞培养技术在病毒分离培养中的应用

说明书

本发明公开了一种利用纳米自组装短肽三维细胞培养分离培养病毒的方法，其特征在于：其包含以下步骤：(1)三维培养敏感细胞：二维复苏培养敏感细胞，取生长状况良好单层培养细胞，用0.25％胰酶消化，将收集的细胞用10％蔗糖洗涤，再用10％蔗糖制备成细胞悬液，在细胞培养板中加入相应完全培养液，肽溶液与细胞悬液充分混合后,缓慢加入培养液中使其集中在中央，待凝胶完全凝固后放入CO₂培养箱中，隔日换液；(2)上述步骤中制得的三维培养模型，接种目标病毒,细胞培养板中每孔接种目标毒感染三维细胞，置37℃培养。

技术领域

本发明涉及纳米自组装短肽(RADA16-1、KLD12)三维细胞培养技术在病毒培养中的应用。

背景技术

在微生物引起的疾病中，病毒引起的疾病约占75％。病毒性疾病不仅传染性强、流行广，而且有效药物少。除急性感染外，有些病毒还可引起持续性感染，有些甚至与肿瘤和自身免疫病的发生密切相关。因此，一直以来对病毒的理化特性、致病机制、免疫机制及抗病毒药物的研究已经成为医学与生命科学研究的热点之一。病毒因缺少编码能量代谢或蛋白质合成所需元件(线粒体、核糖体)的遗传信息，只有在活细胞内方可显示其生命活性，因此比能在无生命培养基上生长的其他微生物培养困难。目前病毒培养方法有动物接种、鸡胚培养及细胞培养，其中细胞培养法为病毒分离鉴定、病毒研究中最常用的方法。

病毒体外研究多采用单层细胞培养法，培养装置常为玻璃或塑料的二维平面。事实上，这种培养方法是无法模拟具有空间结构的细胞外基质(extra-cellular matrix，ECM)与细胞之间的相互作用，许多细胞从组织中分离并进行二维平面培养后，会逐渐平面化、异常分化并失去分化表型。数十年来人们逐渐认识到，细胞外微环境中各种细胞因子、神经递质、细胞之间及细胞与ECM相互粘附等多种信号积极参与了调节细胞的生长、分化、增殖及凋亡等生命活动。因此细胞培养技术经过不断的改进，经历了由二维到三维，由静止三维培养到动力三维培养的过程。细胞三维培养技术在组织工程、再生医学及肿瘤细胞体外研究中得到了广泛的应用。近年来有学者将动力三维细胞模型用于病毒的培养中取得成功，研究发现在三维细胞模型中的病毒感染效率较二维单层细胞培养模型高。但动力三维细胞培养较麻烦,条件不易控制,且材料较昂贵,不能用于大多数细胞和病毒的分离培养。自组装短肽形成的三维多孔纳米支架能够模仿天然ECM结构，为细胞生长提供支持，广泛应用于生物医学、组织工程学等研究领域。且这类自组装短肽水凝胶具有：(1)良好的生物相容性，无免疫原性，不携带任何危险的病原菌以及细胞毒性；(2)可调控生物降解速度；(3)易于设计或修饰；(4)形态结构的可控性；(5)能促进细胞粘附、生长和分化；(6)来源容易、制备简单等优点。目前未见将自组装短肽三维细胞培养技术应用于病毒分离培养的研究。我们前期的研究发现，RADA16-1、KLD12水凝胶中的293T细胞能被腺病毒感染，病毒感染后的细胞培养时间明显较二维培养时间长，且病毒感染后48-72h才能观察到病毒增殖，6-7d才能观察到细胞病变，这与临床病毒感染过程相似。

利用纳米自组装短肽(RADA16-1、KLD12)作为细胞三维培养支架体外培养细胞，这可以模拟细胞在体内生长的微环境，不仅可延长细胞体外培养时间，而且便于长时间体外观察病毒感染细胞情况。因此，建立纳米自组装短肽细胞三维培养病毒模型，有利于模拟体内微环境，在体外开展关于病毒持续性感染及病毒与肿瘤关系等方面的研究。与动力三维培养、旋转三维培养、微管三维培养、磁悬三维培养、组织三维培养相比，大大节约了成本，其操作简单易控，重复性好，能进行高通量的研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决目前病毒体外培养时间短、培养困难，尤其缺少体外病毒慢性感染模型的问题。本发明用纳米自组装短肽(RADA16-1、KLD12)三维细胞培养技术作为基础，体外培养病毒，能延长病毒在体外细胞内复制增殖的时间，三维培养能模拟体内微环境，与传统方法相比延长了培养时间、简化了操作流程、节约了成本。