[发明专利]黄酮类化合物在诱导肌源性细胞体外高效分化中的应用

说明书

本发明公开了黄酮类化合物在诱导肌源性细胞体外高效分化中的应用，属于动物细胞培养及细胞培养肉技术领域。本发明考察不同黄酮类化合物对肌源性细胞体外成肌分化的影响，发现一种或多种黄酮类化合物能够有效促进肌源性细胞在体外高效分化产生肌纤维，同时显著提高肌纤维特异性蛋白MyHC的表达量，缩短优质肌肉蛋白的合成时间，有利于肌肉干细胞的高效生产，推动细胞培养肉产业的快速发展。

技术领域

本发明涉及黄酮类化合物在诱导肌源性细胞体外高效分化中的应用，属于动物细胞培养及细胞培养肉技术领域。

背景技术

细胞培养肉技术是一项新兴的未来食品生产技术，它通过从活体动物获得干细胞体外大量扩增，然后利用生物支架和3D打印等技术分化并构建肌肉组织，最后经过食品化处理形成风味、营养和形态完整的肉制品。随着社会发展和国家经济实力的提升，人们对肉类的需求也逐渐增大。此外，依赖传统农业的肉类生产方式与资源环境之间的矛盾日益突出，禽畜饲养需要消耗大量的水、土地等资源，并排放大量温室气体，对环境造成污染，同时还存在着动物伦理和公共健康等问题。相比于传统肉类的生产方式，细胞培养的方式可以减少7％～45％的能源消耗，降低78％～96％的温室气体排放量，降低99％的土地使用，减少82％～96％的用水量等。因此，以细胞培育为主的高效环保的肉类生产方式将成为未来满足人类肉类需求的有效解决方案之一。

培养肉的大规模生产面临着两大关键问题，一是如何在体外快速、大量获得肌源性细胞；二是如何使肌源性细胞高效分化产生蛋白含量高、营养丰富的肌纤维。前一问题已得到较多的关注，包括在生长培养基中添加细胞因子、小分子化合物等策略被证实有效。但后者仍然缺少合适的解决策略。目前在公认的体外分化培养基即含有马血清的DMEM培养基中，小鼠成肌细胞的分化率不到30％，融合率不足20％，猪、牛等物种肌源性细胞的分化率约40％～60％，并且产生的肌纤维中蛋白质含量低，无法满足生产培养肉的数量、营养等方面的需求。因此，亟需一种能够提高肌源性细胞体外分化效率的策略。

发明内容

本发明的目的是针对培养肉生产过程中肌源性细胞分化效率低下的现状，将黄酮类化合物添加至肌源性细胞的分化体系中，显著提升了细胞的分化效率。

本发明提供了一种诱导肌源性干细胞体外分化的方法，所述方法是将肌源性干细胞在含有黄酮类化合物的体系中进行分化培养。

在一种实施方式中，所述黄酮类化合物包括柚皮素、表儿茶素、金雀异黄酮、木犀草素和/或槲皮苷。

在一种实施方式中，所述黄酮类化合物的含量为0.1-50μM。

在一种实施方式中，在所述体系中，所述柚皮素的含量为1-10μM、表儿茶素的含量为5-20μM、金雀异黄酮的含量为0.1-1μM、木犀草素的含量为1-10μM、槲皮苷的含量为1-10μM。

在一种实施方式中，所述柚皮素的含量优选为10μM；所述表儿茶素的含量优选为10μM；所述金雀异黄酮的含量优选为100nM；所述木犀草素的含量优选为10μM；所述槲皮苷的含量优选为1μM。

在一种实施方式中，所述肌源性干细胞包括猪成肌细胞。

本发明提供了一种用于肌源性干细胞分化的培养基，所述培养基中含有黄酮类化合物。

在一种实施方式中，培养基中还含有DMEM培养基、马血清、青霉素和链霉素。

在一种实施方式中，培养基中还含有97vol％DMEM培养基、2vol％马血清、1vol％青霉素-链霉素双抗溶液。

在一种实施方式中，所述青霉素-链霉素双抗溶液中，青霉素含量为10000U/mL，链霉素含量为10mg/mL。

本发明提供了一种诱导肌源性干细胞分化的方法，所述方法是将肌源性干细胞在含有黄酮类化合物的体系中进行分化。