[发明专利]褪黑素在制备预防间充质干细胞早衰药物中的应用

说明书

技术领域

本发明属于医学应用领域，尤其涉及褪黑素在制备预防间充质干细胞早衰药物中的应用。

背景技术

间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）最初发现于骨髓基质中，由于其具有较强的自我更新和多向分化潜能，在组织工程和再生医学领域中已得到广泛运用。为了达到治疗目的，MSCs必须通过体外扩增得到足够的数量，然而MSCs在体外扩增却不得不面临复制衰老的命运。

细胞衰老是细胞逐渐失去增殖能力，细胞周期停滞在G1期的一种现象。此外，据报道，细胞受到氧化应激可能经历一个过早衰老的过程。早衰细胞表现出与复制衰老的细胞相同的功能特征：细胞形状变扁平、变大，丧失增殖的潜力，不可逆的细胞周期停滞，β-半乳糖肝酶(SA-β-Gal)染色阳性率增加。更重要的是，MSCs一旦被诱导成早衰细胞，其分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞、甚至非中胚层起源的细胞以及肝细胞和神经元等能力将会受到显著影响。这些阻碍MSCs在临床中的应用。

活性氧(ROS)如过氧化氢(H₂O₂)、羟基自由基、超氧化物阴离子，会诱导氧化应激和导致DNA损伤。如果不妥善修复DNA损伤，细胞将进展到过早衰老和凋亡。中等水平的ROS对各种细胞过程至关重要，如增殖、分化。然而，在病理条件下ROS过多是有害的，会导致细胞衰老或细胞死亡。最近的研究表明，长期细胞内H₂O₂的积累和接触亚致死剂量的外源性H₂O₂可能诱导MSCs过早衰老。

褪黑素(N-acetyl-5-methoxytryptamine)是一种主要来自松果体分泌的吲哚胺类激素，最近被发现在骨髓中也有高水平的分泌。许多研究表明，褪黑素调节各种生理功能，如促进睡眠、调节昼夜节律和神经内分泌活动。褪黑素有众所周知的抗氧化性能，包括清除过多的自由基和增加细胞内抗氧化酶的合成。研究表明，褪黑素通过减少活性氧生成和提高超氧化物歧化酶产生保护细胞免受促炎性细胞因子损害。此外，褪黑素已被证明可调控终末分化细胞(关节软骨细胞)的生物功能和MSCs的多向分化。然而，褪黑素对氧化应激引起的早衰的MSCs的影响尚未阐明。

发明内容

解决的技术问题：针对现有的褪黑素对氧化应激引起的早衰的间充质干细胞的影响尚未阐明的缺陷，本发明提供一种褪黑素在制备预防间充质干细胞早衰药物中的应用。

技术方案：本发明提供一种褪黑素在制备预防间充质干细胞早衰药物中的应用。

优选的，所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞，从人源、猪源、鼠源或兔源组织获取。

所述的间充质干细胞衰老指细胞丧失增殖能力，SA-β-Gal染色阳性率≥80%，细胞周期停滞在G0/G1期比率≥80%。

所述的药物通过静脉途径或口腔途径进行给药。

所述的药物的制剂形式包括液体制剂、颗粒剂、缓释剂、冲击、片剂或胶囊。

所述的褪黑素的应用包括在组织工程和再生医学方面的应用。

本发明通过测试系列浓度的H₂O₂对间充质干细胞衰老的影响。研究结果表明，低浓度的H₂O₂，如100μM和200μM，诱发SA-β-gal活性，细胞周期停滞在G0/G1期，高浓度的H₂O₂，如400μM，导致细胞死亡，因此本发明采用100-200uM的H₂O₂ 诱导间充质干细胞早衰。

本发明的检测内容包括：（1）褪黑素对H₂O₂ 诱导的早衰间充质干细胞增殖能力的影响；（2）褪黑素对H₂O₂ 诱导的早衰间充质干细胞SA-β-Gal染色阳性率的影响；（3）褪黑素对H₂O₂ 诱导的早衰间充质干细胞细胞周期的影响；（4）褪黑素对H₂O₂ 诱导的早衰间充质干细胞成骨分化能力的影响。

上述内容通过以下技术方案予以实现：