[发明专利]多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs增殖及成骨分化能力药物上的用途

说明书

本发明涉及多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs增殖及成骨分化能力药物上的用途。本发明以多能干细胞来源的外泌体为干预手段，围绕与老年性骨质疏松发病密切相关的BMSCs衰老的调控，开展了系列临床前研究。本发明证明了多能干细胞来源的外泌体具有拮抗年龄相关骨质疏松的作用；体外实验表明多能干细胞来源的外泌体通过转运干性基因mRNA，上调内源性Oct4表达，改善BMSCs衰老，促进成骨分化。多能干细胞来源的外泌体有望成为治疗衰老相关疾病的一种新型治疗工具。

技术领域

本发明属于细胞生物学、分子生物学及药物研发技术领域，尤其是涉及一种多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs增殖及成骨分化能力药物上的用途。

背景技术

老年性骨质疏松是一种常见的衰老相关性疾病，其主要特点是全身骨量减少和骨组织微结构的改变，导致骨组织脆性增加、骨折风险提升。随着世界人口老龄化问题的不断加剧，老年性骨质疏松的发病率越来越高，成为一个日益严重的公共健康问题。我国已进入快速老龄化阶段，骨质疏松发病率呈逐年上升趋势，给广大老年群体的健康带来了巨大的威胁。现阶段抗骨质疏松治疗主要为抑制骨吸收和促进骨形成两大类药物。其中抑制骨吸收类药物主要有双膦酸盐类(Bisphosphonates)、选择性雌激素受体调节剂、组织蛋白酶K抑制剂、RANKL抑制剂、雷奈酸锶、降血钙素等等；促进骨形成主要有甲状旁腺激素、sclerostin抑制剂等等。虽然有关药物研究发展迅速，但是仍有大量骨质疏松患者无法得到有效的治疗，一项针对 22598例病例的大宗研究报道指出，服用双膦酸盐类的人群股骨颈骨折的发生率仍有3％。因而亟待我们积极探索有效防治骨质疏松的新策略。

应用干细胞防治衰老相关性疾病已取得了令人振奋的成果。近年来，研究表明干细胞分泌的外泌体(exosomes)能够通过向效应细胞传递干细胞来源的生物活性物质，发挥促进组织干细胞增殖分化、促进血管新生等诸多重要作用。Kulkarni等研究发现，将年轻BMSCs来源exosomes与衰老小鼠的造血干细胞共培养后，衰老的造血干细胞发生年轻化并部分恢复其造血功能。Ratajczak等研究报道，胚胎干细胞来源的exosomes可通过其内含的多种活性因子及RNA片段促进造血干细胞的存活，还可通过exosomes传递Nanog、Oct4、Rex-1等多能性因子而逆转造血干细胞回到原始分化状态；Katsman等人实验发现，ESC-Exos可通过选择性地转移mRNA(Oct4、SOX2)到视网膜Müller细胞中，并在基因表达及表观遗传学水平上产生影响，使靶细胞获得多能性。

中国专利CN108653334A公开了负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其制备方法与在制备逆转或防治全身器官衰老药物或保健品方面的用途。其利用胚胎干细胞与诱导人多能干细胞来源的外泌体作为白藜芦醇的药物载体，可大大提高白藜芦醇的生物学效应，再结合人多能干细胞外泌体自身的功能，可以大大提高其逆转或防治各器官衰老的效果，该专利中记载，ESC-Exos治疗6个月后，骨质疏松状态明显改善，由于骨质疏松的发病机制涉及多种因素和环节，但是上述专利中并没有涉及人多能干细胞外泌体是怎样发挥其作用的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs增殖及成骨分化能力药物上的用途。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面：提供多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs增殖能力药物上的用途。

本发明第二方面：提供多能干细胞外泌体在制备改善BMSCs成骨分化能力药物上的用途。

进一步地，所述多能干细胞外泌体在制备促进BMSCs细胞Runx2、OPN、 BMP-2或OCN基因的表达药物上的用途。

进一步地，所述多能干细胞外泌体在制备上调BMSCs细胞中Nanog、Oct4和 Sox2基因表达的药物上的用途。