[发明专利]Kartogenin在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用

说明书

本发明属于细胞医药领域，公开了Kartogenin在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用，试验表明，KGN能够促进BM‑MSC成骨分化，可以提高SIRT1、ALP、COL1A1、RUNX2、BGLAP的基因表达水平以及相应蛋白的表达含量。因此本发明证明了KGN对干细胞的成骨分化潜能具有促进作用，本发明提供的Kartogenin在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用可为医学研究及组织工程学研究等提供全新的促进骨愈合能力的方案。

技术领域

本发明属于细胞医药领域，涉及使用Kartogenin（以下简称KGN）在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用。

背景技术

骨髓间充质干细胞（BM-MSC）是一种成体干细胞，其与造血干细胞一同存在于骨髓中。成人组织来源的BM-MSC在生物组织工程学中具有高度的吸引力，由于其自我更新、高增值性和中胚层分化潜力，能够在临床实际应用中修复受损组织，促进组织功能修复。当今学术界普遍认为，成骨细胞起源于BM-MSC。提高BM-MSC的成骨分化能力，对骨生物学研究，乃至临床治疗具有指导意义。

SIRT1基因是一种具有NAD-依赖的蛋白去乙酰化酶活性的多功能转录调节因子，在骨与软骨的代谢中发挥着重要的作用。经典的WNT/β-actin信号转导通路是调节骨代谢的重要信号转导通路，SIRT1可通过与FOXO转录因子结合，从而令其去乙酰化，下调 FOXO3表达，调节WNT/β-actin信号转导通路，促进其介导的成骨转录。大量研究表明，使用SIRT1基因激动剂可促进成骨细胞分化，阻碍干细胞向脂肪细胞分化，有利于骨形成。

现阶段研究表明，RUNX2基因是早期启动成骨转录程序的主要转录因子。RUNX2属RUNX蛋白家族，在成骨细胞分化与骨基质蛋白形成中扮演着重要角色。RUNX2的缺失将会直接导致骨发育不良甚至骨缺损。因此，相对高表达的RUNX2对于成骨细胞的生长与成熟有促进作用，进一步地，可以激活I型胶原（COL1A1）和骨钙蛋白（BGLAP）基因的表达。

SIRT1基因参与骨形成过程，体内外实验表明，沉默SIRT1在机体内的表达可直接降低RUNX2转录因子的活性，抑制成骨细胞生长；反之，提高SIRT1的活性有利于RUNX2、ALP及COL1A1的表达，抑制肿瘤坏死因子-α介导的细胞凋亡。干细胞内SIRT1基因及其他骨形成相关基因的表达量直接影响其成骨分化效果。

Kartogenin（KGN）由Kristen Johnson等在2012年被发现，并发现其能够通过调节CBFb-RUNX1转录程序诱导软骨形成，但对于KGN在成骨诱导方面却无相关报道。我们大胆推测KGN在诱导BM-MSC成骨时也发挥着积极作用。发明人尝试通过体外实验在成人BM-MSC成骨分化阶段加入KGN促进成骨，通过检测相关基因在细胞内的表达证明，取得了良好效果。

发明内容

要解决的技术问题：针对以上现有技术存在的问题，本发明公布了使用KGN在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用，在骨与软骨修复领域受到广泛关注的今日，目前KGN在许多研究中被证实能够诱导软骨形成修复，而未有相关报道说明KGN在成骨诱导方面的作用。促进BM-MSC诱导成骨可为临床开发新型骨修复药物提供靶点，为研究骨缺损提供新的思路。本发明利用KGN促进成骨分化，并揭示了其作用机制。

技术方案：本发明检测内容包括：（1）KGN对于BM-MSC成骨分化茜素红染色及钙结节定量表现。（2）KGN对于BM-MSC中成骨相关基因及蛋白表达的影响。

Kartogenin在制备提高骨髓间充质干细胞成骨分化能力药物的应用。

优选的，所述的药物为片剂、颗粒剂、口服液、注射液或胶囊剂。

优选的，所述的药物包含药学上有效剂量的Kartogenin和药学上可接受的辅料。

使用KGN促进骨髓间充质干细胞成骨分化的实验方法，包括以下步骤：