一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞及其制备方法和应用

本发明属于生物医药，涉及干细胞药物，具体是涉及一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞及其制备方法和应用。

背景技术：

1、脊髓损伤是一种高度致残性中枢神经系统创伤性疾病，往往导致损伤节段以下肢体运动和感觉功能缺失。目前全球有超过2500万脊髓损伤患者，且脊髓损伤的发病率随时间和年龄的增长而增加。然而，现有治疗脊髓损伤的方法包括手术减压和药物治疗等，尚不能提高脊髓损伤患者的功能恢复，改善其预后。

2、间充质干细胞(mesenchymal stem cells，msc)是一类具有高度自我更新和多向分化潜能的细胞，其可向神经元细胞分化，发挥直接功能替代作用。其次，msc具有归巢至炎症损伤部位的能力，其到达脊髓损伤部位后，可通过旁分泌途径释放多种细胞因子，直接或间接促进神经元再生并调节免疫微环境。此外，msc可将自身功能正常的线粒体转移至功能障碍的神经元细胞中，进而重建受损细胞的有氧呼吸功能，发挥间接修复作用。基于以上优势，msc有望治疗脊髓损伤疾病。然而，基于msc的细胞疗法未能在临床试验中获得可观的疗效收益，其主要原因是msc移植后由于损伤部位缺氧缺血及氧化应激微环境(高ros环境)的存在，导致细胞存活率低，线粒体功能受损，以及旁分泌功能减弱。

3、因此，构建一种可缓解氧化应激微环境，维持msc在脊髓损伤环境的高活性状态，进而修复受损神经元的线粒体增强型间充质干细胞，可有效促进脊髓损伤患者神经元再生和运动功能的恢复，解决干细胞修复效率不足的研究瓶颈。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞及其制备方法和应用，所述负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞在高ros环境中的存活率明显升高，线粒体数量明显增加且线粒体呈现管状结构，可高表达多种生长因子，有效提高对脊髓损伤患者的治疗效果。

2、实现上述目的技术方案包括如下。

3、本发明的第一个方面，是提供一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞，其以以下制备方法获得：s1.获得表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒；

4、s2.普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别连接上相应的配体或受体，所述配体和受体是能特异性结合的连接系统；

5、s3.将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育，所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞通过配体和受体系统连接，即得。

6、在其中一些实施例中，s1中，将多巴胺和普鲁士蓝纳米粒按质量比为(0.8～1.2):1混合得到所述表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒。

7、在其中一些实施例中，s3中，将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育后，每个间充质干细胞表面连接了15pg～50pg普鲁士蓝纳米粒。

8、在其中一些实施例中，所述配体和受体系统为生物素和链霉亲和素系统。

9、本发明的第二个方面，是提供如上所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞的制备方法，包括以下步骤：(1)将多巴胺溶液加入普鲁士蓝纳米粒分散液中，避光搅拌，获得表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒；(2)将普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别与连接系统中的相应的配体或受体混合孵育，普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别连接上相应的配体和受体；(3)将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育，使所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞通过配体和受体系统连接，即得。

10、在其中的一些实施例中，所述步骤(2)包括：将链霉亲和素、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺加入所述普鲁士蓝纳米粒的分散液中混合孵育，将间充质干细胞与生物素混合孵育。

11、在其中的一些实施例中，所述步骤(3)中，按所述普鲁士蓝纳米粒质量与间充质干细胞数量比为(25μg～100μg)：3×105个进行混合孵育。

12、在其中的一些实施例中，步骤(1)所述普鲁士蓝纳米粒的制备方法包括以下步骤：以铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和盐酸为原料，通过水热法制备获得。

13、在其中的一些实施例中，步骤(1)所述避光搅拌时间为6h～10h；优选为7h～9h。

14、在其中的一些实施例中，步骤(3)所述混合孵育时间为1h～3h；优选为1.5h～2.5h。

15、在其中的一些实施例中，步骤(1)所述普鲁士蓝纳米粒的制备方法还包括以下步骤：将水热法产物使用盐酸溶液进行酸蚀刻处理。

16、本发明的第三个方面，是提供如上所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞在制备治疗脊髓损伤的药物中的应用。

17、本发明的第四个方面，是提供一种治疗脊髓损伤的药物，所述药物包含活性成分和药物学上可接受的辅料；所述活性成分包括如上所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞。

18、本发明具有以下有益效果：

19、本发明通过在普鲁士蓝纳米粒表面涂层合适量的聚多巴胺，可成功将普鲁士蓝纳米粒高效、稳定地连接于间充质干细胞表面，获得表面负载足量普鲁士蓝纳米粒且细胞活力不受影响的间充质干细胞，而且，获得的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞是一种线粒体增强型间充质干细胞，可高效清除环境中的ros，在缺氧缺血及氧化应激微环境中胞内ros水平显著降低，存活率明显提高；线粒体数量明显增加且线粒体呈现管状结构；且在高ros环境中还可高表达多种利于损伤修复的生长因子。

20、本发明表面负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞能有效改善受损神经元细胞线粒体功能，修复受损神经元细胞，促进运动功能的恢复和改善，对脊髓损伤患者的治疗效果明显提升。

技术特征：

1.一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞，其特征在于，其以以下制备方法获得：

2.如权利要求1所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞，其特征在于，s1中，将多巴胺和普鲁士蓝纳米粒按质量比为(0.8～1.2):1混合得到所述表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒。

3.如权利要求1所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞，其特征在于，s3中，将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育后，每个间充质干细胞表面连接了15pg～50pg普鲁士蓝纳米粒。

4.如权利要求1所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞，其特征在于，所述配体和受体系统为生物素和链霉亲和素系统。

5.如权利要求1～4任一项所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多巴胺溶液加入普鲁士蓝纳米粒分散液中，避光搅拌，获得表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒；(2)将普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别与连接系统中的相应的配体或受体混合孵育，普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别连接上相应的配体和受体；(3)将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育，使所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞通过配体和受体连接，即得。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：将链霉亲和素、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺加入所述普鲁士蓝纳米粒的分散液中混合孵育，将间充质干细胞与生物素混合孵育；和/或，

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述普鲁士蓝纳米粒的制备方法包括以下步骤：以铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和盐酸为原料，通过水热法制备获得；和/或，

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述普鲁士蓝纳米粒的制备方法还包括以下步骤：将水热法产物使用盐酸溶液进行酸蚀刻处理。

9.如权利要求1～4任一项所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞在制备治疗脊髓损伤的药物中的应用。

10.一种治疗脊髓损伤的药物，其特征在于，所述药物包含活性成分和药物学上可接受的辅料；所述活性成分包括如权利要求1～4任一项所述的负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞。

技术总结
本发明涉及一种负载普鲁士蓝纳米粒的间充质干细胞及其制备方法和应用，所述间充质干细胞以以下制备方法获得：S1.获得表面含聚多巴胺涂层的普鲁士蓝纳米粒；S2.普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞分别连接上相应的配体或受体，所述配体和受体是能特异性结合的连接系统；S3.将所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞两者混合孵育，所述普鲁士蓝纳米粒与间充质干细胞通过配体和受体系统连接，即得。本发明通过在普鲁士蓝纳米粒表面涂层合适量的聚多巴胺，可成功将普鲁士蓝纳米粒高效、稳定地连接于间充质干细胞表面，获得负载足量普鲁士蓝纳米粒且细胞活力不受影响的间充质干细胞，其能有效改善受损神经元细胞线粒体功能，促进运动功能的恢复和改善。

技术研发人员：冯敏,韦润秀,郭羚,陈逸漫
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24