[发明专利]预刺激干细胞及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种预刺激干细胞及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：选用非目的干细胞的细胞作为辅助细胞，诱导辅助细胞焦亡，获得获得焦亡细胞、焦亡细胞的分泌物、和/或焦亡细胞的提取物用于培养干细胞。本发明所述制备方法可获取受焦亡细胞分泌物预刺激的干细胞，该干细胞能够适应天然的炎症环境，提高干细胞对受损区域的修复能力，是组织工程领域种子材料预处理的新突破，同时所述预刺激干细胞也为解决临床疾病治疗提供可行方案。

技术领域

本发明属于组织工程领域，特别涉及一种预刺激干细胞及其制备方法和应用。

背景技术

干细胞作为一种具有自我复制能力及分化潜能的细胞，可以通过增殖分化及外分泌功能对损伤区域进行修复，一直被认为是组织工程种子细胞的良好选择。病损部位包含大量坏死细胞，缺血缺氧，并伴有大量炎症细胞浸润。将干细胞植入病灶后，由于其所处环境恶劣，大部分干细胞凋亡，使干细胞的治疗效果大打折扣。为增强移植干细胞对炎症环境的适应，研究者提出在移植前对干细胞进行预刺激的方法。与直接应用干细胞相比，经过预刺激的干细胞主要优势在于：①模拟干细胞在移植体内所处环境，在预刺激过程中主动淘汰一部分适应能力差的干细胞，提高干细胞的体内移植存活率；②预刺激后干细胞从静止期或低活性期进入高活性期，增殖、分化及外分泌功能加强，使移植的干细胞对体内恶劣的环境更具有适应性。

现有的干细胞预刺激方法包括①低氧刺激；②炎症因子刺激；③药物刺激；④物理刺激。不同的刺激方法对于干细胞的应激状态产生不同的影响。①低氧刺激是指体外在长期低氧的环境培养干细胞，使干细胞适应体内缺氧环境。然而，体外培养难以长期维持低氧的培养环境，频繁的低氧/复氧过程对细胞损失巨大。②炎症因子刺激是指在干细胞体外培养过程中加入炎症因子如TNF-α、白介素，使干细胞适宜体内坏损组织中的炎症浸润环境。其缺点主要在于添加的炎症因子种类、浓度的控制不当，干细胞存活率低。③药物刺激主要包括基质细胞来源因子(SDF)、干扰素(IFN)这类对细胞活性有关的药物的刺激。这类药物刺激可以使干细胞活化，增殖和分泌功能增强，但过度活化容易导致干细胞体外分化，并且药物刺激并非模拟体内真实环境，干细胞移植后存活率依然不高。④物理刺激是指通过物理刺激如电刺激、光线刺激、声波刺激、热刺激、力学刺激对细胞产生影响。这种刺激通过非接触性影响，较为容易地得到活化后的细胞，但此法给予的刺激无法模拟体内的损伤环境，细胞对此作出的响应未必对损伤环境有利。

以上预刺激的共同特点在于，给干细胞施加人为的作用因素，使干细胞在受到刺激后从静止期转入相对活跃期，增强细胞活动，增强其增殖、分泌、迁移能力，提高移植存活率，以达到更优的治疗效果。但受损组织周围的微环境相当复杂，目前这些处理方法均未能对其实现真实的还原。因此，寻找一种充分模拟体内干细胞刺激环境的条件对移植干细胞具有重要意义。

细胞焦亡(pyroptosis)是一种炎症性细胞坏死，主要发生原因例如是受到一系列微生物感染(如沙门氏菌，弗朗西斯氏菌)和非感染性刺激(包括心肌梗死期间产生的宿主因子)。细胞发生焦亡时，细胞核浓缩，染色质断裂，形成数量众多的焦亡小体；同时，细胞膜上形成1-2nm的小孔，破坏细胞膜的完整性，释放出包含炎性物质如IL-1β和IL-18的细胞内容物。这些细胞内容物的释放，激活及招募其他免疫细胞，诱导炎症因子、趋化因子、黏附因子等的合成，有利于机体迅速对损伤作出反应。

发明内容

基于此，本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种新的预刺激干细胞的制备方法，该制备方法通过诱导细胞焦亡再将其用于预刺激干细胞，可实现对体内损伤环境的最优模拟，使预刺激后的干细胞提高对该微环境的适应能力，增强其治疗效果。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种预刺激干细胞的制备方法，包括如下步骤：

(1)选用非目的干细胞的细胞作为辅助细胞，诱导辅助细胞焦亡，获得焦亡细胞、焦亡细胞的分泌物、和/或焦亡细胞的提取物；