[发明专利]一种破坏细胞机械稳态以及促进组织器官的再生修复的方法及其应用

说明书

一种破坏细胞机械稳态的方法及其应用，尤其是涉及一种使用Myosin抑制剂破坏细胞机械稳态导致细胞软化降低组织器官纤维化的方法。以及一种促进组织器官的再生修复的方法及其应用。Myosin抑制剂能破坏细胞机械应力系统稳态，降低病理状态下组织器官的刚性，激发类似于低等生物再生过程中的应激反应和再生反应，利用这些特征极大抑制器官损伤过程中的纤维化，促进组织器官的再生修复。同时利用应激反应极大提高细胞遗传修复能力。其中所述Myosin抑制剂优选为(‑)‑Blebbistatin或其衍生物(‑)‑Blebbistatin O‑Benzoate。所述方法只需单个小分子或单因素处理，操作简单，重复性好，可作为激发应激反应、激发再生反应、提高细胞遗传修复能力和/或促进组织器官的再生修复的一种新方法。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种破坏细胞机械稳态的方法及其相关应用，本发明还涉及一种促进组织器官的再生修复的方法及其相关应用。

背景技术

多细胞生物机体组织、器官由实质细胞和间质细胞及其分泌的胞外基质构成。实质细胞是指组织、器官的主要的结构和功能细胞(如脑的实质细胞就是神经元，肝脏实质细胞是肝细胞)，间质细胞和细胞外基质构成组织和器官的间质部分(主要有间质细胞、胶原蛋白、层黏连蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖、糖蛋白、糖胺聚糖)，主要发挥机械支撑和连接作用，胞外基质构成和维持细胞生理活动的微环境，是细胞与细胞之间的进行信号传导的桥梁，参与并调控多种生理病理过程，在组织创伤修复、再生及纤维化过程中起重要作用。

低等生物再生过程中，损伤导致一个迅速的应激发应，一系列应激蛋白如热休克蛋白家族表达上调，应激反应在损伤24小时内发生；在受损后的第2-2.5天引发再生发应，一些再生起始相关基因和组织特化的基因上调；在再生最后阶段特定分化的组织细胞出现，再生出新的组织。

进化的原因，哺乳动物具有非常有限的再生能力。高等哺乳动物的组织细胞损伤后会引起组织细胞发生变性、坏死并伴随炎症反应。如果损伤很小，损伤的组织细胞周边正常的实质细胞将会发生增生修复，从而完全恢复正常的组织结构和功能。然而如果在较大损伤或反复损伤超出了周围实质细胞的再生修复能力时，为了防止流血过多和降低感染的风险，机体产生剧烈的应激保护机制产生凝血反应、免疫反应和炎症反应，并促进间质部分的纤维结缔组织(细胞外基质)将大量增生对缺损的组织进行修复，伴随发生纤维化的病理改变。尽管增生的纤维结缔组织虽然修复了缺损，以最大程度的保护了组织器官的相对完整性，但这种修复不仅抑制正常的再生修复使得这种修复无法具有原来器官的结构和功能。甚至会由于这种过度、过强和失控的修复反应导致器官的纤维化、硬化从而功能丧失。

在全世界范围内，组织器官的纤维化是许多疾病致残、致死的主要原因，组织器官纤维化在人体各主要器官的相关疾病的发生和发展过程中均起着重要作用。据有关统计资料显示，美国因各种疾病而致死的病人中，有接近45％可以归于组织器官纤维增生疾病。因此控制哺乳动物的纤维化进程是治疗多种疾病一个重要思路。

应力纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构，由大量平行排列的微丝组成，与细胞间或细胞与基质表面的粘着有密切关系，在细胞形态发生、细胞分化和组织的形成等方面具有重要作用。其成分为肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和α辅肌动蛋白。由应力纤维、胞外基质、细胞膜受体(如整合素)、核骨架和细胞骨架的链接器复合体、核纤层、染色体骨架等构成细胞主要的机械应力系统。机械应力系统赋予细胞机械硬度调控，参与细胞内外机械力的感应、传递和产生，调节遗传物质的组装、分布和表达。机械应力系统稳态是特定细胞特征性的指标之一。细胞机械应力系统稳态有助于维持和建立特定细胞属性，维持和稳定细胞特定遗传调控与表达特征，打破细胞机械稳态作为一种细胞损伤即激发细胞应激发应，激发强的细胞损伤修复能力。

本发明利用一种无丢失无流血的方式通过破坏细胞机械应力系统稳态，破坏了细胞机械硬度，软化了细胞，提高了细胞命运的可重塑性，在特定的条件下类似于干细胞可转换为不同命运的细胞。