[发明专利]抗氧化剂在提高脐带间充质干细胞活力中的应用

说明书

本申请公开了抗氧化剂在提高脐带间充质干细胞活力中的应用。具体公开了抗氧化剂在促进脐带间充质干细胞增殖和迁移、降低脐带间充质干细胞分泌TNF‑α以及维持脐带间充质干细胞分化为成骨细胞、成脂细胞和成软骨细胞中的应用，抗氧化剂包括麦角硫因、β烟酰胺单核苷酸或辅酶Q10。本申请不仅发现了三个可显著提高脐带间充质干细胞抗氧化能力的化合物，并考察了它们对干细胞增殖、衰老、细胞因子分泌、迁移、分化等多方面的作用，结果说明适当浓度的抗氧化剂可以不同程度提高脐带间充质干细胞的活力，因此可用于改善脐带间充质干细胞的体外培养性能和体内生物学活性即治疗效应，并且不改变干细胞的本质属性。

技术领域

本申请涉及哺乳动物干细胞培养和应用技术领域，具体涉及抗氧化剂在提高脐带间充质干细胞活力中的应用。

背景技术

人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)是存在于脐带华通氏胶(Wharton’s jelly)和血管周围组织中的一种间充质干细胞。来源于脐带的间充质干细胞因其取材方便，无道德伦理争议，可获取的干细胞数量多、增殖能力强、免疫调节作用大、致癌性极低，分泌干细胞生长因子的总量也非常高，便于扩增和传代，同时又没有配型、排异等问题。因此，作为一种新型治疗用干细胞，脐带间充质干细胞具有非常广阔的临床应用前景。

间充质干细胞在许多疾病的治疗中表现出了它的优越性，主要表现在以下三个方面：一、间充质干细胞可以通过自身的分化作用分化成为相应组织的细胞，起到替代作用；二、间充质干细胞可以通过旁分泌效应分泌细胞因子，这些因子可以促进组织的自身修复效果；三、间充质干细胞可以分泌炎症抑制因子，从而抑制炎症反应和免疫排斥反应。迄今为止，脐带间充质干细胞已广泛用于多种疾病治疗研究，如急性肺损伤、肝脏缺血再灌注损伤、胰岛素抵抗7型糖尿病、阿尔茨海默病、急性心肌梗死、移植物抗宿主病、再生障碍性贫血、关节病、脊髓损伤、系统性红斑狼疮和中风等。

尽管间充质干细胞有许多优点，但在临床应用中仍面临挑战，如治疗需要大量干细胞、干细胞质量不均一、移植后存活能力低，旁分泌能力下降等。因此干细胞疗法的首要任务是在体外生产获得足够数量和均一性的高质量干细胞，同时需要提高输入干细胞在体内的活力，以满足临床需求。研究表明，培养代次的提高和体内微环境的胁迫会导致间充质干细胞的衰老(包括生长和增殖速度减缓，分泌抗炎因子能力下降等)。因此，在体外培养过程和体内微环境保持间充质干细胞的活力至关重要。

发明内容

本申请的各个实施例提供抗氧化剂在提高脐带间充质干细胞活力中的应用，可以解决脐带间充质干细胞在体外连续传代培养时胞内活性氧水平不断增加导致衰老、增殖缓慢和输入体内后受到多种微环境胁迫导致活性氧水平上升和生物学活力降低的问题。

氧自由基作为正常利用氧代谢过程的副产物内源性形成，是导致衰老的重要因素。大量的研究表明，在许多生物体中，氧化损伤随年龄增长而增加，许多不同形式的活性氧(reactive oxygen species，ROS)可能是氧化损伤累积的元祸首，这通常被称为衰老的氧化应激理论。

之前已有一些专利和文献通过在间充质干细胞中添加抗氧化剂来提高干细胞的增殖能力或延缓干细胞的衰老，但主要集中在骨髓间充质干细胞的应用中，应用于脐带间充质干细胞的较少。即使应用于脐带间充质干细胞，也只是对干细胞的增殖与衰老能力进行了探索，或仅说明抗氧化剂降低了干细胞的ROS水平，缺少对抗氧化剂作用于干细胞生物活性的全面考察，比如干细胞的迁移能力，炎性/抗炎相关因子的分泌水平以及分化能力等。

本申请实施例提供抗氧化剂在促进脐带间充质干细胞迁移中的应用，其中，抗氧化剂包括β烟酰胺单核苷酸。

脐带间充质干细胞迁移是体现脐带间充质干细胞活力的一方面，β烟酰胺单核苷酸促进脐带间充质干细胞的迁移，那么β烟酰胺单核苷酸在体内应用时有利于动员并引导脐带间充质干细胞向损伤部位迁移，从而起到更好的组织损伤修复效果。