CN110123840A - 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用 - Google Patents

负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110123840A
CN110123840A CN201810135519.9A CN201810135519A CN110123840A CN 110123840 A CN110123840 A CN 110123840A CN 201810135519 A CN201810135519 A CN 201810135519A CN 110123840 A CN110123840 A CN 110123840A
Authority
CN
China
Prior art keywords
excretion body
stem cells
pluripotent stem
human pluripotent
resveratrol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810135519.9A
Other languages
English (en)
Inventor
汪泱
吴复跃
何振东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Rui Kang Kang Biological Technology Co Ltd
Shanghai Rui Tai Biological Polytron Technologies Inc
Original Assignee
Shanghai Rui Kang Kang Biological Technology Co Ltd
Shanghai Rui Tai Biological Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Rui Kang Kang Biological Technology Co Ltd, Shanghai Rui Tai Biological Polytron Technologies Inc filed Critical Shanghai Rui Kang Kang Biological Technology Co Ltd
Priority to CN201810135519.9A priority Critical patent/CN110123840A/zh
Publication of CN110123840A publication Critical patent/CN110123840A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/045—Hydroxy compounds, e.g. alcohols; Salts thereof, e.g. alcoholates
    • A61K31/05—Phenols
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/48—Reproductive organs
    • A61K35/54—Ovaries; Ova; Ovules; Embryos; Foetal cells; Germ cells
    • A61K35/545—Embryonic stem cells; Pluripotent stem cells; Induced pluripotent stem cells; Uncharacterised stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/46—Ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. skin, bone, milk, cotton fibre, eggshell, oxgall or plant extracts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/33—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing oxygen
    • A61K8/34—Alcohols
    • A61K8/347—Phenols
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/99—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution from microorganisms other than algae or fungi, e.g. protozoa or bacteria
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00—Preparations for care of the hair
    • A61Q5/12—Preparations containing hair conditioners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q7/00—Preparations for affecting hair growth

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其作为制备治疗白发和/或脱发药物或化妆品的应用。与现有技术相比，本发明利用胚胎干细胞与诱导人多能干细胞来源的外泌体作为白藜芦醇的药物载体，可大大提高白藜芦醇的生物学效应，再结合人多能干细胞外泌体自身的功能，可以大大提高对白发的缓解及脱发的治疗作用，同时还对白发或脱发具有预防效果。

Description

负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、 脱发药物上的应用
技术领域
本发明属于细胞生物学、分子生物学及药物研发技术领域，尤其是涉及负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其制备方法与在制备治疗白发、脱发药物或化妆品上的应用。
背景技术
外泌体是一类由细胞分泌的直径约30-150nm的细胞外囊泡，其携带供体细胞来源的多种生物活性物质包括DNA、RNA、蛋白等进入效应细胞，有效调控机体细胞信号转导。研究表明，干细胞分泌的外泌体通过向效应细胞传递干细胞来源的生物活性物质，生理性修复或者清除机体损伤、病变和衰老的细胞，发挥抗炎、调节免疫、促进效应细胞增殖、迁移和分化、促进血管新生等功能。
胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs)与诱导人多能干细胞(inducedpluripotent stem cells,iPSCs)具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。ESCs和iPSCs具有多能性(Pluripotency)，即ESCs和iPSCs可分化成三胚层的任意细胞，具有发育成多种组织的能力，参与部分组织的形成。而成体干细胞仅具备多种分化潜能(multipotency)，即只能分化成为有限的几种细胞。因而ESCs和iPSCs与组织成体干细胞相比在促进组织器官再生更新方面功能更强大。ESCs或iPSCs分泌的外泌体可能包裹了与多能性相关的因子、转录因子、mRNA、microRNA等，表现出比成体组织干细胞外泌体更强大的功能。人多能干细胞产生的外泌体，可以抑制细胞衰老过程，改变靶细胞表观遗传特征，使效应细胞逆转至低分化状态，从而促进修复组织损伤。同时人多能干细胞来源的外泌体，也可以起到与组织干细胞类似的作用，如修复血管、抑制炎症、促进组织干细胞增殖分化等功能。
外泌体是细胞分泌的天然纳米载体，外泌体作为药物的纳米载体得到了广泛的关注与研究。与人工合成的纳米载体相比，外泌体在药物释放领域的应用具有独特的优势。外泌体的组成成分均来源于细胞，避免了人工合成的脂质体、高分子、纳米硅等材料的使用带来的细胞毒性、生物相容性等问题。由于外泌体继承了细胞的磷脂、表面蛋白等物质，具有丰富的生理功能，可以提高药物的传递效率，实现药物的特异性递送、跨生物屏障传递以及免疫豁免等功能。外泌体自身携带的蛋白、基因等物质具有细胞调控能力，可以对特定的疾病起到治疗作用。
目前，多种细胞外泌体构建的纳米药物递送系统已经用于疾病治疗的探索。Wood课题组最先利用未成熟的树突状细胞(immature dendritic cells,iDC)来源的外泌体负载siRNA治疗阿尔兹海默症。iDC分泌的外泌体表面缺乏T细胞激活蛋白(例如MHC-I，MHC-II，CD86)，具有免疫惰性。他们通过基因转染的方法，在外泌体表面蛋白Lamp2b上修饰乙酰胆碱受体识别多肽片段RVG，进而赋予iDC外泌体定位脑部神经细胞的能力；随后，利用电转的方法，将BACE-1的siRNA导入到iDC外泌体中，通过小鼠动物模型，验证了这些载药外泌体治疗阿尔兹海默症的潜力。然而，iDC细胞提取过程繁琐，细胞数量有限，成本高昂，难以产业化生产。同样，肿瘤细胞来源的外泌体也被用于药物递送系统的构建。虽然肿瘤细胞可以无限扩增，制备大量的外泌体，但是它们潜在的安全性风险限制其在临床的使用。最近，研究人员报道了利用牛奶来源外泌体构建的纳米药物递送系统。与细胞来源的外泌体相比，牛奶来源的外泌体提取简便、成本低，实现可以大规模制备满足临床需求。但是，由于牛奶外泌体中含有大量的非人源的基因与蛋白质等物质，其通过静脉全身注射的安全性仍有待进一步确认，而且该研究的重点主要集中于外泌体的药物载体功能，并没有充分发挥外泌体自身所携带的物质对疾病与损伤的治疗潜力。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其制备方法与在制备治疗白发、脱发药物或化妆品上的应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面：
提供人多能干细胞外泌体，所述人多能干细胞外泌体为人胚胎干细胞来源的外泌体或人诱导多能干细胞来源的外泌体。
在本发明的一个实施方式中，所述人多能干细胞外泌体是通过以下方法获得的：
采用无饲养层培养方法，在无血清培养体系培养人ESCs或iPSCs，收集培养基，收集纯化培养基中的外泌体，即为人多能干细胞外泌体。
在本发明的一个实施方式中，采用旋转超滤结合低温超速离心方法收集纯化培养基中的外泌体。
旋转超滤结合低温超速离心方法主要步骤是：将一定容积的培养基于4℃400g离心10min，去除游离细胞，得到的上清移入另一管中，4℃15000g 20min，去除细胞碎片，获得的上清液倒入millipore超滤装置中，用PBS洗脱收集滤膜(100KD)上的浓缩液体，即再次加入PBS，经millipore超滤装置再次超滤，得到的浓缩液转移至30％蔗糖/重水密度垫(1.210g/cm3)，4℃100800g离心210分钟，收集底部蔗糖/重水密度垫，加入两倍体积PBS，转移至可截留100KD分子的超滤细心管中，4℃3500g离心15min；PBS洗涤3次，最终按后续实验要求定容至一定体积，得到Exosomes悬液，分装保存至-80℃。
在本发明的一个实施方式中，无血清培养体系选择市售的型号为TeSRTM-E8TM或mTeSR1或mTeSR2的培养基。
在本发明的一个实施方式中，收集外泌体后，通过电镜、粒径分析、免疫印迹等方法对外泌体的特性进行鉴定，结果符合外泌体特征：直径范围50-150nm，透射电子显微镜下呈双层膜囊状结构，其膜结构表面含有CD9，CD63等标志物。
本发明第二方面：
提供所述人多能干细胞外泌体作为制备预防白发、预防脱发、治疗白发、治疗脱发药物或化妆品的应用。
在本发明的一个实施方式中，应用人多能干细胞外泌体治疗白发与脱发。将人多能干细胞外泌体悬液通过涂抹或微针注射的方式进入头皮，观察人多能干细胞外泌体对白发的缓解及脱发的治疗作用。还研究人多能干细胞外泌体对白发或脱发的预防效果。
本发明第三方面：
提供基于所述人多能干细胞外泌体的制剂，所述制剂选择以下形式中的任一种：
A、悬浮剂：将所述人多能干细胞外泌体溶于溶剂中，以悬浮剂的形式存在；
B、缓释外泌体的复合物：由人多能干细胞外泌体与载体结合形成缓释外泌体的复合物，所述载体包括各种水凝胶、生物膜、纳米结构的生物材料；
C、以人多能干细胞外泌体作为添加剂：以人多能干细胞外泌体作为功效成分的添加剂。
在本发明的一个实施方式中，悬浮剂的溶剂为生理盐水或磷酸盐缓冲液或基础细胞培养基。所述悬浮剂可通过口服、静脉注射，或直接在组织部位注射或喷雾等形式进行使用。
在本发明的一个实施方式中，所述缓释外泌体的复合物采用植入组织损伤部位的形式使用。
在本发明的一个实施方式中，含有人多能干细胞外泌体的添加剂，可以制备多种制剂，如滴剂、软膏剂、乳剂、膜剂、涂抹剂、凝胶剂、糊剂、喷雾剂、气雾剂及贴剂等等；以人多能干细胞外泌体作为添加剂，还可制备成多种形式的化妆品或药妆品。
本发明第四方面：
提供负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体，包括人多能干细胞外泌体及包裹在人多能干细胞外泌体内的白藜芦醇。
在本发明的一个实施方式中，所述人多能干细胞外泌体为本发明第一方面所述外泌体。
在本发明的一个实施方式中，所述白藜芦醇的包裹浓度为20-100μg/mL。
本发明第五方面：
提供所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体的制备方法，通过孵育、电转、挤压、超声、冻融或皂素处理的方法将一定剂量的白藜芦醇包裹入人多能干细胞外泌体。
在本发明的一个实施方式中，孵育的处理技术主要按以下方法进行：将一定浓度的外泌体悬浮液和药物溶液混合，置于一定温度下孵育一定时间。随后将上述溶液置于一定截留分子量的超滤管中，利用生物相容性介质超滤洗涤三次，得到载药的外泌体。本方法中，外泌体悬液的浓度范围为1×106/mL–1×1012/mL，优选为1×1010/mL；孵育温度的范围为4℃–50℃，优选为37℃；孵育时间范围为1h–48h，优选为4h；超滤管的截留分子量范围为10KDa–5000KDa，优选为100KDa；生物相容性介质为生理盐水，生理缓冲液，细胞培养基等。
在本发明的一个实施方式中，冻融的处理技术主要按以下方法进行：将一定浓度的外泌体悬浮液和药物溶液混合，置于一定温度的冰箱中进行冷冻。随后解冻，再冷冻，如此循环一定次数。最后，将上述溶液置于一定的截留分子量的超滤管中，利用生物相容性介质超滤洗涤三次，得到载药的外泌体。本方法中，外泌体悬液的浓度范围为1×106/mL–1×1012/mL，优选为1×1010/mL；冷冻温度范围为-10℃--200℃,，优选为-80℃；循环次数为1–20次，优选为3次；超滤管的截留分子量范围为10KDa–5000KDa，优选为100KDa；生物相容性介质为生理盐水，生理缓冲液，细胞培养基等。
在本发明的一个实施方式中，电转的处理技术主要按以下方法进行：将一定浓度的外泌体悬浮液与药物溶液和电转液混合，置于电转仪中，在一定条件下电转一定时间。随后，将上述溶液置于一定的截留分子量的超滤管中，利用生物相容性介质超滤洗涤三次，得到载药的外泌体。本方法中，外泌体悬液的浓度范围为1×106/mL–1×1012/mL，优选为1×1010/mL；电转液为KCl、K3PO4和OptiPrepTM细胞梯度离心液的混合溶液，其中KCl的浓度范围为1mM–1M，优选为25mM，K3PO4的浓度范围为0.01mM-1M，优选为1.15mM，OptiPrepTM细胞梯度离心液的体积分数范围为80％-0.1％，优选为21％；电转参数中电压的范围为10KV–0.1V，优选为400V，电容的范围为0.1–1000F，优选为150F；电转时间范围为0.1s–1min，优选为10s；超滤管的截留分子量范围为10KDa–5000KDa，优选为100KDa；生物相容性介质为生理盐水，生理缓冲液，细胞培养基等。
在本发明的一个实施方式中，超声的处理技术主要按以下方法进行：将一定浓度的外泌体悬浮液与药物溶液混合，利用针式超声仪在一定条件下对上述混合溶液超声一定时间。随后，将上述溶液置于一定的截留分子量的超滤管中，利用生物相容性介质超滤洗涤三次，得到载药的外泌体。本方法中，外泌体悬液的浓度范围为1×106/mL–1×1012/mL，优选为1×1010/mL；超声条件中，电压的范围为1KV–1V，优选为500V，频率的范围为1Hz–20KHz，优选为2KHz，循环次数的范围为1–100次，优选为6次，循环中超声输出时间为1s–60s，优选为5s，间隔时间的范围为1s–300s，优选为5s；超滤管的截留分子量范围为10KDa–5000KDa，优选为100KDa；生物相容性介质为生理盐水，生理缓冲液，细胞培养基等。
在本发明的一个实施方式中，通过常规的超滤、超速离心或者脱盐柱等手段将包裹药物白藜芦醇的外泌体与游离的药物白藜芦醇分离。
在本发明的一个实施方式中，通过高效液相色谱(High Performance LiquidChromatography，HPLC)对人多能干细胞外泌体负载白藜芦醇的效率进行检测分析，最终获得人多能干细胞外泌体负载白藜芦醇的纳米药物递送体系。
本发明第六方面：
提供所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体作为制备预防白发、预防脱发、治疗白发、治疗脱发药物或化妆品的应用。
在本发明的一个实施方式中，应用负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体治疗白发与脱发。将负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体悬液通过涂抹或微针注射的方式进入头皮，观察负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体对白发的缓解及脱发的治疗作用。还研究负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体对白发或脱发的预防效果。
本发明第七方面：
提供基于所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体的制剂，所述制剂选择以下形式中的任一种：
A、悬浮剂：将所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体溶于溶剂中，以悬浮剂的形式存在；
B、缓释外泌体的复合物：由所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体与载体结合形成缓释外泌体的复合物，所述载体包括各种水凝胶、生物膜、纳米结构的生物材料；
C、以负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体作为添加剂：以所述负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体作为功效成分的添加剂。
在本发明的一个实施方式中，悬浮剂的溶剂为生理盐水或磷酸盐缓冲液或基础细胞培养基。所述悬浮剂可通过口服、静脉注射，或直接在组织部位注射或喷雾等形式进行使用。
在本发明的一个实施方式中，所述缓释外泌体的复合物采用植入组织损伤部位的形式使用。
在本发明的一个实施方式中，含有人多能干细胞外泌体的添加剂，可以制备多种制剂，如滴剂、软膏剂、乳剂、膜剂、涂抹剂、凝胶剂、糊剂、喷雾剂、气雾剂及贴剂等等；以人多能干细胞外泌体作为添加剂，还可制备成多种形式的化妆品或药妆品。
白藜芦醇是一种天然存在的多酚类化合物，众多研究结果表明，白藜芦醇具有抗炎、抗肿瘤、心血管保护、保肝、神经系统保护、免疫调节、抗衰老等多种药理作用。也有研究结果确切表明白藜芦醇对于多种皮肤病具有一定的预防或治疗作用。白藜芦醇难溶于水，化学性质不稳定，易被氧化分解，口服后在体内迅速代谢，体内生物利用度低，制约了其广泛应用。脂质体及纳米乳等是白藜芦醇的剂型研究的热点。
外泌体是细胞分泌的天然纳米载体，与人工合成的纳米载体相比，外泌体在药物释放领域的应用具有独特的优势。外泌体的组成成分均来源于细胞，避免了人工合成的脂质体、高分子、纳米硅等材料的使用带来的细胞毒性、生物相容性等问题。人多能干细胞外泌体具有抗炎、免疫调节、促进细胞增殖与迁移，清除衰老细胞等功能，且外泌体可通过粘膜屏障或皮肤屏障或血脑屏障直接进入组织细胞内。
利用干细胞外泌体作为纳米载体既可以实现药物的有效递送，同时又可以充分发挥干细胞外泌体的功能，起到更好的疾病治疗效果。在众多种类的干细胞中，多能干细胞(胚胎干细胞、诱导多能干细胞)具有强大的增殖扩增能力，可以实现产业化生产以满足治疗需求。
本发明利用胚胎干细胞与诱导人多能干细胞来源的外泌体作为白藜芦醇的药物载体，可大大提高白藜芦醇的生物学效应，再结合人多能干细胞外泌体自身的功能，可以大大提高对白发的缓解及脱发的治疗作用，同时还对白发或脱发具有预防效果。
附图说明
图1：人多能干细胞分泌的外泌体(ESC-Exos)粒径分布图。
图2：外泌体标志物鉴定。
图3：Res的HPLC标准定量曲线。
图4：ESC-Exos包裹Res的HPLC检测结果。
图5：人多能干细胞外泌体促进毛发再生。
HE染色结果：A为正常秃毛症小鼠；B为ESC-Exos-Res治疗组；C为ESC-Exos治疗组。
图6：诱导衰老后后三组小鼠白色毛发生长情况。
图7A：治疗28天后三组小鼠黑色毛发生长情况。
图7B：三组毛囊黑素细胞表达情况。
图8A：三组新生毛发区脱发情况比较。
图8B：三组脱发区HE染色显示毛囊数目情况。
图9A：不同治疗时间点三组脱发区毛发再生情况。
图9B：第14天三组脱发区皮肤组织病理学检查。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
人胚胎干细胞(ESCs)的培养和外泌体的提取与鉴定
在培养皿中铺一层胚胎干细胞基质胶(ESC-Qualified BD Matrigel,BDSparks,MD,USA)，将ESCs移入该培养皿，加入mTeSR1无血清培养基(StemCellVancouver,BC,Canada)，在温箱内(37℃，5％CO2，饱和湿度)培养，收集每天更换的培养基。将培养基通过0.22微米孔径滤膜过滤及4℃10000g离心30分钟，去除细胞碎片；采用100KD分子量的超滤管，离心(3500g，15min)截留浓缩上清中的外泌体，得到外泌体浓缩液；将浓缩液转移至30％蔗糖/重水密度垫(1.210g/cm3)，4℃100000g离心210分钟，收集底部5ml蔗糖/重水密度垫，加入PBS稀释，转移至可截留100KD分子量的超滤离心管中，4℃3500g离心15min；PBS洗涤3次，最终按后续实验要求定容至一定体积，得到外泌体悬液ESC-Exos，分装保存至-80℃。
ESC-Exos的形态通过透射电镜(TEM)观察。将载样铜网(孔径2nm)固定在支架上，将20μL样本滴加到铜网上，室温静置3分钟后，在铜网一侧用滤纸将液体吸去，滴加3％磷钨酸溶液30μL对样本进行负染(室温，5分钟)。用滤纸吸去负染液，将铜网转移至透射电子显微镜下，观察外泌体形态。
ESC-Exos的粒径和浓度通过纳米粒子分析系统(iZon qNano,New Zealand)进行检测，按照操作说明书调节仪器各项参数：将Nanopore(NP100)安装到加样孔下方，调节Stretch至43cm，向加样孔内加入40μL PBS，使电流稳定在100-120nA范围内。吸去PBS，加入40μL 1：100稀释的CPC100标准品(粒径70nm)，测量粒子数和浓度，通过软件得到标准曲线。吸去标准品，PBS洗3次，加入40μL 1:1000稀释的待测样品，测定粒子数和浓度，重复测量3次。通过软件进行数据分析，得出分析报告。结果显示粒径范围为50-150nm，见图1。
通过western blot检测ESC-Exos特异性表面标志物CD9和CD63的表达。具体步骤：外泌体总蛋白提取，通过BCA蛋白分析试剂盒检测样本蛋白浓度，制胶配制10％的分离胶，电泳，转膜，封闭及抗体孵育，化学发光成像分析仪观察条带显影情况。结果所提取的外泌体均表达特异性表面标志物CD9和CD63。见图2。
实施例2
人诱导人多能干细胞(iPSCs)的培养和外泌体的提取与鉴定
在培养皿中铺一层胚胎干细胞基质胶(ESC-Qualified BD Matrigel,BDSparks,MD,USA)，将iPSC移入该培养皿，加入mTeSR1无血清培养基(StemCellVancouver,BC,Canada)，在温箱内(37℃，5％CO2，饱和湿度)培养，收集每天更换的培养基。将培养基通过0.22微米孔径滤膜过滤及4℃10000g离心30分钟，去除细胞碎片；采用100KD分子量的超滤管，离心(3500g，15min)截留浓缩上清中的外泌体，得到外泌体浓缩液；将浓缩液转移至30％蔗糖/重水密度垫(1.210g/cm3)，4℃100000g离心210分钟，收集底部5ml蔗糖/重水密度垫，加入PBS稀释，转移至可截留100KD分子量的超滤离心管中，4℃3500g离心15min；PBS洗涤3次，最终按后续实验要求以PBS定容至一定体积，得到外泌体悬液iPS-exo，分装保存至-80℃。
iPS-exo的形态通过透射电镜(TEM)观察。将载样铜网(孔径2nm)固定在支架上，将20μL样本滴加到铜网上，室温静置3分钟后，在铜网一侧用滤纸将液体吸去，滴加3％磷钨酸溶液30μL对样本进行负染(室温，5分钟)。用滤纸吸去负染液，将铜网转移至透射电子显微镜下，观察外泌体形态。
iPS-exo的粒径和浓度通过纳米粒子分析系统(iZon qNano,New Zealand)进行检测，按照操作说明书调节仪器各项参数：将Nanopore(NP100)安装到加样孔下方，调节Stretch至43cm，向加样孔内加入40μL PBS，使电流稳定在100-120nA范围内。吸去PBS，加入40μL 1：100稀释的CPC100标准品(粒径70nm)，测量粒子数和浓度，通过软件得到标准曲线。吸去标准品，PBS洗3次，加入40μL 1:1000稀释的待测样品，测定粒子数和浓度，重复测量3次。通过软件进行数据分析，得出分析报告。
通过western blot检测iPS-exo特异性表面标志物CD9和CD63的表达。具体步骤：外泌体总蛋白提取，通过BCA蛋白分析试剂盒检测样本蛋白浓度，制胶配制10％的分离胶，电泳，转膜，封闭及抗体孵育，化学发光成像分析仪观察条带显影情况。结果所提取的外泌体均表达特异性表面标志物CD9和CD63。
实施例3
人ESC来源外泌体(ESC-Exos)通过共孵育法包裹白藜芦醇(Res)
ESC-Exos溶液来自实施例1。
Res的定量标准曲线测定：准确称取1mg的Res粉末溶解于1mL的甲醇中，随后将该溶液用甲醇进行稀释，配置成50μg/mL，20μg/mL，10μg/mL的Res的甲醇标准溶液，HPLC进样。色谱条件如下：
色谱柱：Zorbax Extend C-18，150*4.6μm，5–micro
流动相：甲醇：水＝95:5
流速：1mL/min
柱温：室温
检测波长：305nm
获得相应的实验结果后，将色谱峰的峰面积(PA)作为Res浓度(C，μg/mL)的函数作图(如附图3)，得到如下该色谱分离条件下Res的定量标准曲线：
PA＝38.42C+71.12，R2＝0.9991
白藜芦醇的包裹：配制1mg/mL的白藜芦醇(Res)的生理盐水溶液(pH＝4.0)，随后用1N的氢氧化钠水溶液调节溶液pH至6左右。取ESC-Exos溶液100μL(浓度1.0*1012/mL)，向其中加入1mL的Res溶液。37℃孵育1h后，用5mL的生理盐水超滤洗涤溶液两次，留取200μL液体，得到负载Res的ESC-Exos溶液。随后，取50μL该溶液，利用200μL的乙腈进行稀释，12000rad/min下离心，除去蛋白沉淀，上清液在标准曲线的测定条件下，进行HPLC检测。检测结果附图4所示，Res的包裹浓度为35μg/mL。
实施例4：
应用人多能干细胞外泌体及负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体(ESC-Exos-Res)促进毛发再生
选择7周龄的秃毛症C3H小鼠，背部剃毛后，分别应用ESC-Exos-Res悬液、ESC-Exos悬液、白藜芦醇悬液在背部皮肤上进行涂抹，隔日涂抹一次，一直治疗到28天，通过肉眼观察及皮肤病理切片评估人多能干细胞外泌体对秃毛症C3H小鼠毛发再生的影响。实验结果显示，ESC-Exos-Res、ESC-Exos和白藜芦醇悬液均能促进秃毛症C3H小鼠毛发再生，尤以ESC-Exos-Res为显著，单纯的白藜芦醇悬液效果最弱，见图5。
实施例5
应用人多能干细胞外泌体(ESC-Exos)及负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体(ESC-Exos-Res)预防白发。
选择C57BL/6小鼠，随机分为ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res及对照组四组，各组分别予以背部皮肤表面涂抹方式进行预防，隔日涂抹一次，在预防28天后，采用颈背部皮下注注射1g/kg D-半乳糖诱导衰老，连续8周。观察各组皮肤毛色变化情况(比较黑发区域面积/白发区域面积)，见图6。
实验结果显示，Res组可见大量黑发转变为白色，皮肤也出现灰白色；ESC-Exos组涂抹部位有较多白色毛发长出；ESC-Exos-Res组仅可见少量白色毛发长出，剪短或拨开部分新生毛发可见该部位皮肤仍成灰黑色。
实施例6
应用人多能干细胞外泌体(ESC-Exos)及负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体(ESC-Exos-Res)治疗白发。
选择Bcl2-/-小鼠，随机分为ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res及对照组四组，各组分别予以背部皮肤表面涂抹方式进行治疗，在治疗28天时观察各组皮肤毛色变化情况(比较黑发区域面积/白发区域面积)，同时组织学检测三组皮肤毛囊黑素细胞表达情况，见图7A、图7B。
实验结果：Res组仅有少量白发转变为黑色；ESC-Exos组涂抹部位有较多黑色毛发长出，皮肤也出现灰黑色；ESC-Exos-Res组可见约70％黑色新生毛发长出，剪短或拨开部分新生毛发可见该部位皮肤明显成灰黑色；组织学观察显示，ESC-Exos-Res组黑素细胞阳性表达明显高于其余两组，而Res组表达最少。
ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res均可促进治疗白发，且以ESC-Exos-Res效果最显著。
实施例7
应用人多能干细胞外泌体(ESC-Exos)及负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体(ESC-Exos-Res)预防脱发。
选择C57BL/6小鼠，随机分为ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res三组，将实验动物小鼠背部毛发用电动剪毛器剪掉，待其长出新发时，分别在小鼠背部皮内点注射上述各药物，待小鼠背部毛发长出接近正常毛发时，给小鼠腹腔注射紫杉醇80mg/kg体重，每七天注射一次，连续三次，使其新生毛发发生化疗脱发。观察各组背部新生毛发区脱发情况及局部组织病理学检查，结果如图8A、图8B。
实验结果显示，ESC-Exos组脱发情况最严重，Res组次之，ESC-Exos-Res组脱落毛发数最少，预防效果最好。组织病理切片的HE染色显示，ESC-Exos组皮肤内仅有少量毛囊残存，Res组残存毛囊数量较ESC-Exos组多，ESC-Exos-Res组可见皮肤内有大量毛囊。实验结果表明，ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res均可预防脱发，且以ESC-Exos-Res效果最显著。
实施例8
应用人多能干细胞外泌体(ESC-Exos)及负载了白藜芦醇的人多能干细胞外泌体(ESC-Exos-Res)治疗脱发
选择雄性SD大鼠，异氟烷吸入麻醉后，在其背部制作(4*3)cm2的脱毛区，先用宠物推剪将实验区毛发推短至3-5mm，再涂抹脱毛膏，作用3min后用刮匙轻轻(以免损伤皮肤)刮去毛发，再用纯净水清洗实验区，除去残余的脱毛膏。造模次日，选取造模成功的大鼠随机分为ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res三组，每日背部涂抹给药1次，连续给药14天后，观察脱毛区毛发生长情况及脱毛区皮肤组织病理学检查，结果如图9A、9B。
实验结果显示，在给药第1天，各组大鼠脱毛区皮肤光滑、红润，无红肿、损伤现象出现，无残损毛发存在；在给药第5天，各组大鼠脱毛区毛发均呈现，ESC-Exos-Res组呈现较为明显，并且毛发生长密度均匀；在给药第14天，可见ESC-Exos-Res组恢复到正常毛发水平，ESC-Exos、Res组毛发生长状态明显，但毛发分布不均。组织病理切片结果显示，在100倍光镜下，给药第14天ESC-Exos-Res组真皮及皮下组织中可见大量新生毛囊及新生的内毛根鞘，无毛囊萎缩变小现象，胶原纤维正常，无炎症细胞浸润，并且毛囊向下生长至皮下，趋于成熟，ESC-Exos、Res组真皮及皮下可见较多新生毛囊，并且在真皮及皮下的交界处有大量毛囊，说明毛囊处于新生到成熟的过渡状态，还未成熟，真皮厚度由毛发快速生长期(变厚)向正常水平恢复(未恢复到正常厚度)。
实验结果表明，ESC-Exos、Res、ESC-Exos-Res均可促进治疗脱发，且以ESC-Exos-Res效果最显著。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.人多能干细胞外泌体作为制备治疗白发和/或脱发药物或化妆品的应用。
2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述人多能干细胞外泌体为人胚胎干细胞来源的外泌体或人诱导多能干细胞来源的外泌体，
所述人多能干细胞外泌体是通过以下方法获得的：
采用无饲养层培养方法，在无血清培养体系培养人ESCs或iPSCs，收集培养基，收集纯化培养基中的外泌体，即为人多能干细胞外泌体。
3.根据权利要求1所述应用，其特征在于，采用旋转超滤结合低温超速离心方法收集纯化培养基中的外泌体。
4.负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体作为制备治疗白发和/或脱发药物或化妆品的应用。
5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体包括：人多能干细胞外泌体，及包裹在人多能干细胞外泌体内的白藜芦醇。
6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述白藜芦醇的包裹浓度为5-100μg/mL。
7.根据权利要求5所述应用，其特征在于，通过孵育、电转、挤压、超声、冻融或皂素处理的方法将白藜芦醇包裹入人多能干细胞外泌体。
8.根据权利要求5所述应用，其特征在于，通过超滤、离心或者脱盐柱等手段将包裹药物白藜芦醇的外泌体与游离的药物白藜芦醇分离。
9.如权利要求1或4所述应用，其特征在于，作为制备预防白发、预防脱发、治疗白发、治疗脱发药物或化妆品的应用。
10.如权利要求1或4所述应用，其特征在于，制剂选择以下形式中的任一种：
A、悬浮剂：将所述人多能干细胞外泌体或负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体溶于溶剂中，以悬浮剂的形式存在；
B、缓释外泌体的复合物：由所述人多能干细胞外泌体或负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体与载体结合形成缓释外泌体的复合物，所述载体包括各种水凝胶、生物膜、纳米结构的生物材料；
C、以人多能干细胞外泌体作为添加剂：以所述人多能干细胞外泌体或负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体作为功效成分的添加剂。
CN201810135519.9A 2018-02-09 2018-02-09 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用 Pending CN110123840A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810135519.9A CN110123840A (zh) 2018-02-09 2018-02-09 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810135519.9A CN110123840A (zh) 2018-02-09 2018-02-09 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110123840A true CN110123840A (zh) 2019-08-16

Family

ID=67567937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810135519.9A Pending CN110123840A (zh) 2018-02-09 2018-02-09 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110123840A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012076194A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Orthogen Ag Kombinationspräparate mit cytokin-antagonist und corticosteroid
CN104894062A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 暨南大学 一种干细胞外泌体补片及其制备方法与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012076194A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Orthogen Ag Kombinationspräparate mit cytokin-antagonist und corticosteroid
CN104894062A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 暨南大学 一种干细胞外泌体补片及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAJENDRAN RAMYA等: "Extracellular vesicles derived from MSCs activates dermal papilla cell in vitro and promotes hair follicle conversion from telogen to anagen in mice", 《SCIENTIFIC REPORTS》 *
吴红英等: "白藜芦醇对辐射诱导小鼠毛发脱色的治疗作用研究", 《中国活性氧生物学效应学术会议》 *
袁鹏等: "外泌体作为中药载体的研究进展", 《药学学报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110123838A (zh) 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其制备方法与用途
CN110152015A (zh) 负载抗肿瘤药物的人多能干细胞外泌体及其制备方法与用途
AU2015343845B2 (en) Composition for differentiation induction of adipocyte containing stem cell-derived exosome, regeneration of adipose tissue, and skin whitening or wrinkle improvement
CN108354947A (zh) 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体在制备治疗难愈性皮肤创面相关疾病药物上的用途
EP3862009A1 (en) Composition for skin regeneration and wound healing, comprising induced exosomes
CN109152737A (zh) 结合基质的纳米囊泡及其用途
EP3532036A1 (en) Process for isolating and lyophilizing extracellular vesicles
US10092495B2 (en) Use of a composition comprising avocado perseose in the protection of epidermal stem cells
BRPI0619967A2 (pt) composições para o cuidado da pele
CN110123839A (zh) 负载光敏药物的人多能干细胞外泌体及制备与用途
JP6367372B2 (ja) 育毛を刺激する小サイズの幹細胞の能力および当該幹細胞の使用
CN113134015B (zh) 细胞外囊泡及其在皮肤产品的用途
CN110191714A (zh) 制备用于毛发生长的组合物的方法，该组合物包含从引入了nanog的羊水中胎儿衍生间充质干细胞获得的外泌体
Xu et al. Hair regenerative effect of silk fibroin hydrogel with incorporation of FGF-2-liposome and its potential mechanism in mice with testosterone-induced alopecia areata
Tian et al. Co-delivery of bioactive peptides by nanoliposomes for promotion of hair growth
CN110151726A (zh) 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体在制备治疗骨与关节退行性疾病药物上的用途
Rajendran et al. Engineered extracellular vesicle mimetics from macrophage promotes hair growth in mice and promotes human hair follicle growth
KR101998103B1 (ko) 중간엽 줄기세포 유래 나노베지클을 포함한 탈모 방지 또는 발모 촉진용 조성물
KR101321346B1 (ko) 인체유래 줄기세포 배양액 추출물을 포접시킨 리포좀을 함유하는 화장료 조성물
US20220347225A1 (en) Composition comprising skeletal muscle stem cell-derived exosome as active ingredient for improving skin condition
KR20100096447A (ko) 돼지 태반 조직 유래 줄기세포의 배양물 및 그 추출 단백질을 함유한 화장료용 조성물
DE102015119880B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Haarfollikeln und de novo Papillen sowie deren Verwendung für in vitro Tests und in vivo Implantate
CN110123840A (zh) 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体及其在制备治疗白发、脱发药物上的应用
CN108653334A (zh) 负载白藜芦醇的人多能干细胞外泌体在制备逆转器官衰老药物上的用途
JPWO2020032186A1 (ja) 口腔上皮細胞が産生する細胞外小胞を含む局所適用組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190816