[发明专利]一种诱导多能干细胞的培养基及其用途

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及人参皂苷的用途，具体涉及含有人参皂苷单体的多能干细胞培养基在提高细胞重编程效率、延缓细胞衰老、促进细胞增殖方面的用途。

技术背景

中草药为药物提供广阔的来源，在传统医学中起重要作用。一些中药对脑部发育、免疫性等有显著疗效，但具体的分子机制还不清楚，包括比如作用靶标、信号通路等。中国传统医学中，中药人参能增强记忆力，明目定神。分析发现人参含有特定活性物质-人参皂苷(ginsenoside，GS)。人参皂苷具有类似基本化学结构，大致可分类为达玛烷型和齐墩果烷型。由于对单体进行生物活性研究，易于阐明其确切的药理作用，发现活性较强的化合物，随着现代分离和分析技术的进步，人参化学成分得到了进一步的阐明，人参皂苷是人参主要的生物活性物质，现已确证人参皂苷单体约40种；根据人参皂苷的皂甙元，可以将他们分为两组：人参二醇(例如Rg1，Rb1，Re，Rf，RC，RB2，Rb3等)和原人参三醇型(例如RS3，RK1，RG5，RS4，RS5等)。其中，Rd、Rg1已用于研究神经细胞增殖的。但是人参皂苷在正常细胞中尤其是在干细胞中固定功能和作用机制并不清楚。

其中，现有技术表明，人参皂苷Rb1在西洋参(花旗参)中含量最多，可影响动物睾丸的潜力，小鼠的胚胎发育等。协调胆碱系统的功能，增加乙酰胆碱合成、释放，改善记忆力。人参皂苷Rb3可增强心肌功能，保护人体自身免疫系统。可以用于各种不同原因引起的心肌收缩性衰竭的治疗。人参皂苷Rd可减少乙酰胆碱诱发的豚鼠离体子宫收缩。对大鼠有减慢心率和双相性血压(先升后降)作用。可抑制猫的行为和脑电图。此外有抗疲劳作用。

2006年，Yamanaka等人建立了一种新的重编程技术，建立了诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell，iPS cell)系。2007年，Yamanaka和Thomson研究组分别建立了人的iPS细胞系。这一重大科学进展使体细胞重编程研究具体到了基因层面，为研究和应用提供宝贵的细胞资源。由于iPS细胞来自于体细胞而非胚胎，可避免伦理争议，具有广阔的应用前景。

细胞重编程是组织修复、器官重建和个体化的再生医疗的基石。如果能掌握细胞重编程技术，将为组织器官重建等重大科学问题扫除屏障。利用自身体细胞重编程为iPS细胞，通过体内外诱导技术获得目标组织和器官，既解决了免疫排斥问题，也解决供型不足的问题，将会成为人类医疗历史上重要里程碑。细胞重编程建立疾病模型ips细胞系可作为疾病机制机理的研究材料，为采取相应的治疗手段提供最可靠的医学依据。肿瘤、糖尿病和神经系统疾病等疑难疾病的发生、发展受表观遗传修饰调控，相对应的，细胞重编程对基因定向编辑的研究将对这些疑难疾病的预防、治疗提供新的思路。

在开展人类ESC、iPSC治疗疾病进程中，需要解决很多科学问题。比如高效获得非病毒非整合完全重编程iPSC，高效诱导iPSC分化为目的细胞、高效去除未分化的残留细胞，快速准确的将多能性干细胞进行胚胎干细胞与iPSC的多能性研究，确认分化获得的目的细胞功能、表观遗传修饰等与体内细胞完全一致性，大规模培养非动物源性(xeno-free)干细胞及分化细胞等问题。目前在某些领域取得一些进展，比如Warren等通过mRNA诱导iPSC，能高效获得非病毒非整合iPSC。但要将iPSC应用于临床治疗，还有很长一段路需要摸索。早期iPSC诱导效率仅为0.01-0.5％，与体细胞核移植为技术基础重编程效率存在很大差距，因此，如何提高iPSC诱导效率是iPSC研究领域的热点研究内容之一。筛选新供体细胞、添加活性小分子诱导是有效提高iPSC重编程效率方法之一,特别是候选小分子能大幅度提高ips诱导效率，现在急需解决的问题是临床前安全性确认。

因此，筛选安全有效的重编程活性小分子具有重要实用价值。

发明内容

如本文中所使用地，术语“iPS”与“诱导多功能干细胞”可互换地使用，二者具有相同的含义。

本发明涉及的人参皂苷单体为人参皂苷单体Rb1、人参皂苷单体Rb3、人参皂苷单体Rd。

本发明的一个目的在于，提供一种诱导多能干细胞培养基，所述培养基含有Rb1、人参皂苷单体Rb3和/或人参皂苷单体Rd，并提供了所述培养基在制备诱导多能干细胞中的用途。

本发明的又一个目的在于，提供人参皂苷单体Rb1、人参皂苷单体Rb3和/或人参皂苷单体Rd在制备用于防治衰老的药物组合物或者在制备用于延缓衰老的保健品或生活产品中的用途。