[发明专利]一种用于诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化的培养基及其应用

说明书

本发明提供了一种用于诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化的培养基及其应用，该培养基包含以下组分：基础培养基、10～50ng/mL转化生长因子β1、0.5～1mM丙酮酸钠、10～50μg/mL抗坏血酸、100～300nM地塞米松、10～50μg/mL脯氨酸、10～50mg/mL牛胰岛素‑转铁蛋白‑硒钠。本发明的提供的培养基能够促进诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化，采用该培养基诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化周期短，分化效率高。并且该培养基不含有血清，具有更加安全、高效、经济的优点。

技术领域

本发明涉及干细胞培养技术领域，尤其涉及一种用于一种诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化的培养基及其应用。

背景技术

骨关节炎是骨科临床的常见疾病，可导致退行性病变、创伤等造成的关节软骨缺损，应用组织工程方法修复关节软骨缺损展示了令人鼓舞的前景。种子细胞是组织工程化软骨形成的首要条件。

牙髓干细胞(dental pulp stem cells，DPSCs)是一种具有广阔的临床应用前景的再生医学和组织工程领域中的种子细胞，不仅具有同其他间充质干细胞一样的良好增殖分化能力和多向分化潜能，同时无胚胎干细胞的致瘤性。牙髓干细胞可以在体外诱导向软骨组织分化，它和骨髓间充质干细胞还具有相似的免疫表型，低免疫原性，异体使用不产生排斥反应。同时，DPSCs增殖能力和克隆能力强，来源丰富、取材过程避免了对人体的二次创伤和伦理法律问题，由于DPSCs所具有的这些优势，使其成为一种极具研究潜力的种子细胞。DPSCs被诱导成为软骨细胞(chondrocytes)后，软骨细胞外具有一层富含蛋白多糖(aggrecan)的基质，是软骨分化的标志物，可被阿尔新蓝染成蓝色或蓝绿色。常用的软骨细胞分化培养基添加了胎牛血清(Fetalbovine serum，FBS)，其被运用到细胞培养增值和诱导的各种实验中，是体外扩增间充质干细胞最有效的培养基。但是，由于胎牛血清成分复杂，使用含血清的培养基培养细胞存在潜在的细胞毒性作用、外源病毒和致病因子污染问题，使细胞培养的标准化和终产品纯化难度加大，异种血清的残留也易导致临床上的过敏反应。因此，需要研发一种无血清的诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化且诱导周期短分化效率高的培养基。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化的培养基及其应用。本发明的提供的培养基能够促进诱导牙髓干细胞分化成为软骨细胞，采用该培养基诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化周期短，分化效率高。并且该培养基不含有血清，具有更加安全、高效、经济的优点。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于诱导牙髓干细胞向软骨细胞分化的培养基，包含以下组分：基础培养基、10～50ng/mL转化生长因子β1、0.5～1mM丙酮酸钠、10～50μg/mL抗坏血酸、100～300nM地塞米松、10～50μg/mL脯氨酸、10～50mg/mL牛胰岛素-转铁蛋白-硒钠。

在骨组织中，转化生长因子β1的异构体约占转化生长因子β的80％-90％，不同转化生长因子β基因中因其启动子的差异而表现出不同调节机制。骨微环境中潜在的转化生长因子β1激活对于调节控制骨再建过程有十分重要的作用。其对软骨代谢的作用主要是：诱导间充质细胞向软骨细胞分化，促进软骨特异性基质的合成，如增加成骨细胞I型胶原的合成，骨基质蛋白，骨粘连素，蛋白聚糖，纤维结合蛋白的产生，并保护软骨基质不被各种蛋白酶水解破坏，也可诱导滑膜中的间充质细胞持续迁入软骨缺损处。转化生长因子β1可产生抑制或刺激两种作用，对软骨细胞的增殖分化具有双向调节作用。

转化生长因子β1和β3属于转化生长因子β(TGF-β)的两种异构体，它们的分泌是由不同基因编码的，调节方式也不同，它们的生物功能是多效的，包括生长控制，细胞分化，胚胎形态学及免疫作用。转化生长因子β3作为较新被发现的亚型，其在软骨和纤维组织形成、组织创伤修复方面的研究比较成熟。

抗坏血酸对干细胞分化为软骨细胞有较大作用，主要是促进胶原合成时脯氨酸和赖氨酸的羟基化，同样促进非胶原基质蛋白的合成。