[发明专利]一种细胞培养基质及其应用与使用方法

说明书

本发明涉及干细胞培养领域，尤其涉及一种细胞培养基质及其应用与使用方法。本发明提供的细胞培养基质，包括胶原蛋白膜和培养液。本发明利用胶原蛋白膜作为载体，配合有效的培养液，促进了hUC‑MSCs向角膜上皮细胞的分化。实验表明，将hUC‑MSCs接种于胶原蛋白膜后以本发明所述的培养液诱导7天后hUC‑MSCs分化率可达32％。而不采用胶原蛋白膜为载体的诱导的分化率仅为9.54％。说明采用胶原蛋白膜能够显著提高hUC‑MSCs向角膜细胞分化的效率。

技术领域

本发明涉及干细胞培养领域，尤其涉及一种细胞培养基质及其应用与使用方法。

背景技术

健全的角膜上皮细胞是角膜抵御外界各种有害因素损伤的重要条件，结构与功能健全的角膜缘干细胞是角膜上皮细胞再生的主要来源。多种致病因素，如：眼外伤、手术创伤、炎症、药物毒性均可造成角膜缘损伤，造成角膜缘干细胞功能障碍，导致上皮细胞缺失，从而导致增加角膜感染、穿孔、新生血管化的危险。因此，通过体外培养获得大量用于角膜修复的上皮细胞这一难题亟待解决。临床研究表明，通过体外培养自体角膜缘干细胞作为角膜上皮修复的种子细胞取得了良好疗效。但是，自体角膜缘干细胞体外连续培养所要求的培养液成分复杂，细胞不稳定易分化，细胞不能持续扩增，细胞表型发生改变，所以每次移植都要在患者或其家属的正常角膜上取下部分角膜缘组织进行体外培养，操作繁琐，且给患者带来二次痛苦，并且有研究者发现当取供眼角膜缘组织大于三分之二时，将造成健眼的眼表疾病和视力不可逆的下降，使得大多数患者难以接受。因此，非常有必要寻找新的自体和异体移植的细胞来源。

脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)具有的低污染、来源充足、增殖旺盛等优点，并且，脐带间充质干细胞不受任何伦理及法理限制，因而吸引了众多的研究者。但是，体外诱导hUC-MSCs向角膜上皮细胞分化十分困难。

细胞固定化技术可较好地保护细胞，提高细胞对机械和化学环境所造成压力的耐受性，实现细胞高密度培养,提高目的产物产率。用膜作为固定化的载体具有系统稳定、操作简便、经济廉价等优点。对动物细胞培养来说，膜载体的生物毒性、生物相容性对细胞本身的作用是不容忽视的问题，因为这直接影响到细胞的生长、增殖、代谢及最终蛋白的分泌；从操作工艺角度考虑，载体材料的耐热性也是不得不考虑的问题；另外，载体的价格及使用成本，对载体的最终使用具有决定性意义。

因此，利用有机膜材料，建立体外诱导hUC-MSCs向角膜上皮细胞分化的有效方法十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种细胞培养基质及其应用与使用方法。本发明提供的细胞培养基质能够用于脐带间充质干细胞向角膜上皮细胞分化，且能够具有较高的分化率。

本发明提供的细胞培养基质，包括胶原蛋白膜和培养液；

其中，培养液包括基础培养基、表皮生长因子和胰岛素。

本发明将胶原蛋白作为膜载体，具有良好的生物相容性，其能够使细胞在相对稳定的环境中生长和分化。实验表明，采用胶原蛋白膜为载体诱导 hUC-MSCs向角膜细胞分化的效率可达32％，而未采用胶原蛋白膜为载体进行诱导的对比例分化效率仅为9.54％。说明采用胶原蛋白膜能够显著提高 hUC-MSCs向角膜细胞分化的效率。

并且，本发明提供的培养液中添加了表皮生长因子和胰岛素。其中，表皮生长因子(EGF)能够促进表皮细胞的分裂，胰岛素能够促进细胞对葡萄糖、氨基酸的代谢，提高细胞的生长状态。本发明在基础培养液中添加表皮生长因子和胰岛素，从而提高hUC-MSCs向角膜上皮细胞分化的百分率。实验表明，添加表皮生长因子和胰岛素的实验组hUC-MSCs向角膜上皮细胞的分化率可达32％。说明通过添加EGF和胰岛素能够显著提高hUC-MSCs向角膜细胞分化的效率。

在本发明的实施例中，胶原蛋白膜中胶原蛋白的浓度为3g/L～12g/L。

在一些实施例中，胶原蛋白膜中胶原蛋白的浓度为9g/L。