[发明专利]丝蛋白水凝胶及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及生物医学领域，特别涉及丝蛋白水凝胶及其制备方法、应用。该丝蛋白水凝胶由丝蛋白取向凝胶经浓度为0.001％～10％(w/v)的包被材料包被制得。本发明利用不同生物材料对丝蛋白取向凝胶进行包被，调控材料同干细胞的相互作用强度，获得理想的细胞粘附效果，结合结构仿生设计，实现胚胎干细胞命运的体外控制，在无滋养层细胞和基本避免外源性生长因子使用的前提下，采用常规细胞培养手段实现胚胎干细胞的干性长期维持和体外扩增。本技术解决了现有胚胎干细胞技术要求苛刻，费用昂贵等问题，为胚胎干细胞的体外扩增提供了简单、经济且更为稳定的培养基质和技术方法。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，特别涉及丝蛋白水凝胶及其制备方法、应用。

背景技术

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ESCs，简称ES或EK细胞)是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，胚胎干细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。

胚胎干细胞具有多能性(Pluripotency)，特点是可以通过细胞分化(Cellulardifferentiation)成多种组织(所有组织，包括生殖系细胞)的能力，但无法独自发育成一个个体(利用四倍体融合技术可以得到完全由所用ES细胞发育而来的个体)。它可以发育成为外胚层、中胚层及内胚层三种胚层的细胞组织。

具有多向分化潜能的胚胎干细胞在组织修复和再生医学方面具有巨大的应用前景，成为近年来医学前沿重点发展领域。干细胞治疗中的一项关键技术是体外的高效扩增，在扩增过程中保持干细胞的干性，防止其分化则是体外扩增的关键。传统培养方法是在培养基中加入白血病抑制因子来维持细胞干性，但是白血病抑制因子作为外源性因子，其高昂的价格、固有的致瘤性和易于失活等问题严重阻碍了其应用，导致胚胎干细胞安全的临床转化难以实现。

近年来多种促胚胎干细胞增殖的培养基材被开发，但是在使用过程中仍然需要加入生长因子来辅助干性维持，并且维持时间较短，所以胚胎干细胞的培养方法仍然需要进一步优化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种丝蛋白水凝胶及其制备方法、应用。该丝蛋白水凝胶能够在无白血病抑制因子的培养条件下进行小鼠胚胎干细胞体外高效扩增，且细胞干性表达水平高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种丝蛋白水凝胶，丝蛋白取向凝胶经浓度为0.001％～10％(w/v)的包被材料包被制得；

所述包被材料包括明胶、透明质酸、壳聚糖中的一种或两者以上的混合物；

所述丝蛋白取向凝胶的制备方法为：取蚕丝与盐溶液混合煮沸后清洗、干燥，与LiBr溶液混合，透析，离心后收集上清，获得丝蛋白溶液；

取所述丝蛋白溶液浓缩后稀释至浓度为0.5～4wt％，静置，获得纳米纤维水凝胶；

取所述纳米纤维水凝胶搅拌，施加电压，于正极收集所述丝蛋白取向凝胶。

丝蛋白由于具有优异的生物相容性，出色的机械性能和可控的纳米结构、构象和表面特性，是研究干细胞分化、增殖和干性维持等细胞行为的理想备选材料。