[发明专利]棕色脂肪细胞产物在制备防治骨质疏松药物中的应用

说明书

本发明公开了一种棕色脂肪细胞产物的制备方法，采用相应制备方法得到的棕色脂肪细胞产物能够促进BMSC的成骨分化，减少破骨细胞数量及降低与破骨分化相关的基因表达水平，增加皮质骨及松质骨的骨体积分数以及厚度，能够用于制备防治骨质疏松的药物。

技术领域

本发明属于药物新用途技术领域，具体涉及棕色脂肪细胞产物在制备防治骨质疏松药物中的应用。

背景技术

体内的脂肪组织分为白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)、棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)和米色脂肪组织(beige adipose tissue,BAT)，WAT的主要作用是储存能量；BAT为产热脂肪组织，主要存在于新生儿肩胛间区等部位，能通过非战栗性产热增加机体能量代谢维持新生儿的体温；米色脂肪组织是散在分布于白色脂肪组织内的具有类似棕色脂肪功能的产热脂肪，运动、寒冷以及β3肾上腺素受体激动剂均能促进米色脂肪的产生[1,2]。棕色脂肪细胞与肌纤维细胞相同均来源于Pax7+/Myf5+干细胞，而白色脂肪和米色脂肪细胞则来自Pax7-/Myf5-干细胞。棕色脂肪具有能够分泌多种信号因子来发挥自分泌和旁分泌作用，也能通过血液循环或者对中枢神经的影响而远程发挥作用，例如棕色脂肪细胞特异性敲除小鼠PPAR，会损伤血管周围脂肪组织并促进动脉粥样硬化[3]，因此棕色脂肪组织也被认为是一种内分泌器官[4]。肌肉对骨量的影响已经被广泛研究[5]，但与其有共同起源的棕色脂肪细胞对骨量的影响研究甚少。

骨代谢主要受骨改建(bone modeling)和骨重建(bone remodeling)两个过程的影响。骨的结构主要由骨改建决定，骨改建能够改变骨内外的形状和大小，其特点为骨生成和骨吸收不必相伴而生，某一部位可以只存在骨生成或者仅仅只有骨吸收[6]。在机体生长过程中，骨形成(bone formation)主要发生在骨外膜表面，且不必为破骨吸收表面；骨内膜和骨外膜均可发生的骨吸收，骨吸收(bone resorption)发生在骨内膜，可以引起长骨的髓腔扩大，发生在干骺端则能够促进干骺端和骨干融合。骨重构或者骨骼的更新主要通过骨重建完成；骨重建主要发生在骨单元，由破骨细胞吸收受损或者衰老的骨骼，而后成骨细胞在吸收处形成新骨[7]。当骨形成和骨吸收活动平衡时，骨量得到维持，但是如果骨吸收多于骨形成或者骨形成少于骨吸收就会引起骨量降低，进一步发展将会导致骨质疏松[6]。骨质疏松症(osteoporosis，OP)是由于多种原因导致的骨密度和骨质量下降，骨微结构破坏，造成骨脆性增加，从而容易发生骨折的全身性骨病。它是50岁以上个体骨折的主要原因之一，可能会造成身体和心理上严重而复杂的后遗症，并伴有相对死亡率的增加等风险。骨质疏松症分为原发性和继发性二大类；原发性骨质疏松症又分为绝经后骨质疏松症(Ⅰ型)、老年性骨质疏松症(Ⅱ型)和特发性骨质疏松(包括青少年型)三种。绝经后骨质疏松症一般发生在妇女绝经后5～10年内；老年性骨质疏松症一般指老人70岁后发生的骨质疏松；而特发性骨质疏松主要发生在青少年，病因尚不明。

BAT能够通过影响机体的能量代谢，降低肥胖和慢性代谢疾病的发生率。当生热活性增强时，BAT分泌的细胞因子可以通过自分泌和旁分泌的形式增加自身血流和神经支配从而引起肥大和增生[8,9]。在一些研究中，BAT移植可促进全身交感神经系统活动，提高受体小鼠心脏、肝脏、肌肉、内脏WAT和BAT的交感神经张力，提示BAT释放的因子可能对中枢神经系统有影响[10]。不仅如此，越来越多的证据表明，BAT对骨量具有积极作用[11]。Rahman等人使用FOXC2过表达引起BAT含量增加的小鼠模型发现，与野生型小鼠相比，转基因小鼠与骨转化率相关的骨形成增加，导致其小梁骨骨量增高，表明BAT能促进骨骼合成代谢[12]。其他研究表明，脂肪干细胞来源的外泌体可以缓解人体软骨的退行性变[13]，来自人脐带间充质干细胞的外泌体可以通过HIF-1促进稳定骨折大鼠模型血管生成进而促进骨折愈合[14]，此外内皮细胞[15]、骨髓间充质干细胞[16]和巨噬细胞[17]等分泌的外泌体也具有促进血管生成或者骨折愈合的作用。提示BAT的分泌产物中存在某些物质可以影响骨量。