[发明专利]一种抑制人脐带间充质干细胞衰老凋亡、激活自噬的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种抑制人脐带间充质干细胞衰老凋亡、激活自噬的方法及其应用，本发明通过雷帕霉素激活Wnt/β‑catenin通路和自噬抑制衰老和凋亡，促进间充质干细胞增殖、迁移和神经分化，为改善间充质干细胞的命运和干细胞治疗在退行性疾病中的应用提供了新的选择。

技术领域

本发明申请属于干细胞处理技术领域，其涉及一种雷帕霉素在人脐带间充质干细胞领域中的应用方法及其用途，具体为雷帕霉素抑制人脐带间充质干细胞衰老凋亡、激活人脐带间充质干细胞的自噬。

背景技术

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有较高的自我更新能力和多重分化能力，在治疗阿尔茨海默病等神经退行性疾病方面具有广阔的前景。然而，体外培养的MSCs可能表现出复制性衰老，主要表现为细胞活力低、迁移和分化能力降低，直接影响用于细胞移植的效果。体外诱导人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)向神经元样细胞分化的方法很多。然而，这些分化方案的效率较低。因此，提高MSCs的细胞活力和神经分化率是提高干细胞移植效果的关键。

自噬是一种受mTOR信号负调控的细胞内分解代谢机制，通过自我更新、分化等多种机制在维持干细胞稳态和命运中发挥重要作用。雷帕霉素(Rapamycin,Rap)是一种自噬激活物，也可抑制mTOR信号通路。研究表明，Rap可有效调节小鼠胚胎干细胞的心脏分化、肝祖细胞的软骨分化、脂肪分化和肝分化。此外，自噬在MSCs神经元分化过程中被激活。既往研究表明自噬通过调节Notch1信号通路促进骨髓间充质干细胞向神经元分化。然而，Rap诱导的自噬在hUC-MSCs增殖和神经分化中的作用及其机制尚不清楚。

Wnt/β-catenin信号通路在调节干细胞命运中发挥重要作用，如自我更新和分化。正常情况下，胞质β-catenin与APC、Axin、GSK-3β和CKIε结合，导致β-catenin降解。Wnt/β-catenin信号通路一旦激活，胞质β-catenin转移到细胞核，与LEF1/TCF家族相互作用，诱导下游靶基因CyclinD1、c-Myc表达，调节细胞增殖分化。研究表明，自噬可通过调节Wnt/β-catenin信号通路促进心脏或肝脏分化过程。但Rap是否能通过Wnt/β-catenin信号转导促进hUC-MSCs的神经分化还有待进一步研究。

在本发明中研究了Rap对hUC-MSCs增殖和神经分化的影响，并进一步探讨了Wnt/β-catenin信号转导和自噬在Rap诱导的神经分化中的作用。我们发现Rap通过抑制Wnt/β-catenin信号通路和激活自噬以剂量依赖的方式促进hUC-MSCs的增殖、迁移和神经分化，同时抑制衰老和凋亡。

发明内容

本发明公开了一种抑制人脐带间充质干细胞的衰老和细胞凋亡，和/或激活细胞自噬的方法，该方法具体为采用雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞。

以每5-18万个细胞/孔密度，采用1-10nM浓度的雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞，从而抑制人脐带间充质干细胞的衰老和凋亡。

本发明涉及的雷帕霉素诱导人脐带间充质干细胞自噬的方法，以每5-18万个细胞/孔密度，采用1-20nM浓度的雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞。

以每5-18万个细胞/孔密度，采用1-20nM浓度的雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞，降低人脐带间充质干细胞P16表达，和/或增加人脐带间充质干细胞SIRT1和/或PCNA表达。

提高人脐带间充质干细胞表达提高间充质干细胞表达Beclin 1和/或LC3-II/LC3-I的水平，和/降低人脐带间充质干细胞P62表达水平的方法，其特征在于，采用雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞。

以每5-18万个细胞/孔密度，采用1-10nM浓度的雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞提高细胞LC3-II/LC3-I的表达；以每5-18万个细胞/孔密度，采用1-20nM浓度的雷帕霉素处理人脐带间充质干细胞以提高细胞Beclin 1的表达，和/或降低细胞P62的表达。