[发明专利]一种利用自组装多肽衍生物水凝胶培养细胞球体的方法、一种细胞球体及其应用

说明书

本发明提供了一种利用自组装多肽衍生物水凝胶培养细胞球体的方法、一种细胞球体及其应用，属于生物材料技术领域。所述细胞球体的培养过程中包括与自组装多肽衍生物水凝胶共同培养，自组装多肽衍生物水凝胶中自组装多肽衍生物的结构为Biotin‑^DPhe‑X。本发明的细胞球体克服了现有技术中细胞球体制备工艺复杂、细胞活性低的问题，通过自组装多肽衍生物水凝胶与细胞悬液共同培养，能够有效得到细胞球体，并保证细胞球体的活性，当所用细胞为干细胞时，能够保留细胞干性。本发明中的细胞球体还能够用于制备类器官以及肿瘤，通过本发明细胞球体得到的肿瘤与实体瘤特征相似，能够用于药物筛选。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种利用自组装多肽衍生物水凝胶培养细胞球体的方法、一种细胞球体及其应用。

背景技术

在组织工程和再生医学中，细胞球比单分散细胞或单层培养细胞更具优势。例如，研究表明，细胞球可以通过提高细胞存活率、增加生长因子的分泌和保持细胞多能性来提高干细胞的治疗效果。对于肿瘤细胞，由于生理相关的形态学和空间排列，细胞球体在药物筛选方面也比2D培养细胞获得更准确的结果。3D肿瘤球可以模拟肿瘤和微环境的几个重要特征，包括表型异质性、生长动力学和细胞间相互作用。此外，2D培养的肿瘤细胞通常显示出比天然肿瘤更低的化疗或放疗抗性。但现有技术中的细胞球存在一系列问题，比如细胞活性低、细胞干性不能维持等，上述问题的出现常与生产细胞球体的材料有关。

在报道的用于生产细胞球体的材料中，水凝胶使用最广泛，因为它们与天然细胞外基质(ECM)有相似之处。现有技术中水凝胶分为天然水凝胶和合成水凝胶两种类型，但是天然水凝胶存在诸如成分不明确、稳定性不一致以及潜在的抗原性和免疫原性风险等缺点(例如市售的Matrigel，由基底膜提取物和来自动物的天然ECM成分组成)；合成水凝胶则存在成本高、制备工艺复杂、生物相容性不完善等问题(例如PEG、藻酸盐和PuraMatrix等)，这些问题严重阻碍了其广泛应用和临床转化。

因此，现有技术中缺少一种制备工艺简单、能够维持细胞活性的细胞球体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用自组装多肽衍生物水凝胶培养细胞球体的方法、一种细胞球体及其应用，用于解决现有技术中细胞球体制备工艺复杂、细胞活性低的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用自组装多肽衍生物水凝胶培养细胞球体中的方法，将所述自组装多肽衍生物水凝胶与细胞共同培养获得细胞球体；所述自组装多肽衍生物水凝胶中自组装多肽衍生物的结构为Biotin-^DPhe-X；

其中：Biotin为封端基团；^DPhe为D构型的氨基酸Phe；X为活性多肽序列。

优选的，所述活性多肽序列为Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg-Gly-Asp。

优选的，所述自组装多肽衍生物水凝胶中自组装多肽衍生物的含量不低于0.7wt％。

优选的，所述共同培养为将自组装多肽衍生物水凝胶涡旋后与细胞悬液混合，放置10～15min后加入培养基进行培养，得到细胞球体。

优选的，所述自组装多肽衍生物水凝胶与细胞悬液的体积比为1～5∶1。

优选的，所述所述细胞悬液为MCF-7、4T1、ISCs以及HT29细胞悬液。

优选的，所述细胞悬液中细胞浓度为200～600个/μL或5～40个/μL。

优选的，所述培养过程中每1～2天更换20～50％培养基。

本发明还提供了一种细胞球体。

本发明还提供了一种细胞球体在类器官制备、细胞复杂性研究、药物筛选、肿瘤模型建立中的应用。