CN111437291B - 功能化多能干细胞纳米囊泡制剂的制备及其在防治肺炎中的用途 - Google Patents

功能化多能干细胞纳米囊泡制剂的制备及其在防治肺炎中的用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及功能化多能干细胞纳米囊泡制剂的制备及其在防治肺炎中的用途,属于生物医药技术领域。所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂是将多能干细胞的培养上清去除死细胞、细胞碎片,富集浓缩后获得的。本发明还提供了载有药物的功能化纳米囊泡制剂。并进一步提供了所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡制剂在制备治疗肺炎或肺损伤药物上的应用。与现有技术相比,本发明利用EVs负载法匹拉韦等抗病毒药物,构建既具有抗炎调节免疫又具有直接抑制RNA病毒复制的EVs,很有可能为新型冠状病毒等烈性RNA病毒引起的难治性病毒性肺炎提供有效治疗手段。

Description

功能化多能干细胞纳米囊泡制剂的制备及其在防治肺炎中的 用途
技术领域
本发明属于生物医药技术领域,尤其是涉及功能化多能干细胞纳米囊泡制剂 的制备及其在防治肺炎中的用途。
背景技术
研究表明,人类冠状病毒感染后,炎性单核细胞-巨噬细胞和中性粒细胞在肺 部积聚,这些细胞是细胞因子和趋化因子的主要来源[L.E.Gralinski,R.S.Baric,Molecular pathology of emerging coronavirus infections,J Pathol 235(2)(2015)185-95;R.Channappanavar,S.Perlman,Pathogenic human coronavirus infections:causes and consequences of cytokine storm and immunopathology,SeminImmunopathol 39(5)(2017)529-539.]。病毒的快速复制和旺盛的促炎细胞因子/趋化 因子反应导致肺上皮细胞和内皮细胞凋亡,破坏了肺微血管和肺泡上皮细胞屏障, 导致血管渗漏和肺泡水肿,影响血气交换并最终导致机体缺氧[L.E.Gralinski,R.S. Baric,Molecular pathology of emerging coronavirus infections,J Pathol 235(2)(2015)185-95.]。相关临床资料表明,新型冠状病毒(2019-nCoV)导致的危、重症新冠 肺炎病人约占20%[L.The,Emerging understandings of 2019-nCoV,Lancet 395(10221)(2020)311.];新冠病毒肺炎的主要病理机制是过激的免疫反应导致的大 量自由基引起肺等重要器官损伤[Y.C.Wu,C.S.Chen,Y.J.Chan,Overview of The 2019Novel Coronavirus(2019-nCoV):The Pathogen of Severe Specific Contagious Pneumonia(SSCP),J Chin MedAssoc(2020).]。此外,一些患者病情的突然逆转加 重与炎症风暴的发生密切相关[L.The,Emerging understandings of 2019-nCoV, Lancet 395(10221)(2020)311.]。
多能干细胞包括胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞(iPSC),属最原始最 幼稚的全能干细胞。多能干细胞如ESC具备类似妊娠期胚胎拥有的免疫特权,可 规避同种异体的免疫学反应,在调节免疫反应方面有其独特优势。这是由于ESC 具有非常低水平的MHC I表达和MHC II,CD80,CD86及CD40L的表达缺失。研 究已发现ESC具有强大的免疫调节特性,人、小鼠和大鼠的胚胎干细胞均具有抑 制T淋巴细胞增殖,即使是在有部分抗原提呈细胞存在的情况下[Li,L.,Baroja,M. L.,Majumdar,A.,et al.(2004).Human embryonic stemcells possess immune-privileged properties.Stem Cells,22,448–456.;Koch,C.A.,Geraldes,P.,& Platt,J.L.(2008).Immunosuppression by embryonic stem cells.StemCells,26, 89–98.]。但多能干细胞直接体内移植存在形成畸胎瘤的风险,因此无法直接用于 临床疾病的治疗。
研究发现干细胞主要是通过旁分泌机制发挥其生物学功能[C.B,L.Q,Z.B,W. Y,Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles as a Novel Potential TherapeuticTool for Tissue Repair,Stem cells translational medicine 6(9)(2017)1753-1758.]。那么多能干 细胞分泌的细胞外囊泡(PSC-EVs)是否具有多能干细胞自身类似的免疫调节功能 目前尚未见报道。同样,亦未见PSC-EVs在抑制炎症反应方面的报道。
发明内容
针对新型冠状病毒等烈性RNA病毒引起的难治性病毒性肺炎的问题,本发明 提供功能化多能干细胞纳米囊泡制剂的制备及其在防治肺炎中的用途。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
第一方面,本发明提供一种多能干细胞来源的纳米囊泡制剂。
进一步地,所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂为诱导多能干细胞或胚胎干细胞来源的纳米囊泡制剂。
第二方面,本发明提供多能干细胞来源的纳米囊泡制剂的制备方法。
多能干细胞来源的纳米囊泡制剂(PSC-EVs)的制备方法可以采用以下方式获 得:
1、将多能干细胞的培养上清去除死细胞、细胞碎片等物质,富集浓缩,得到 多能干细胞来源的纳米囊泡制剂。
2、物理挤压方法:消化收集一定数量的iPSC单个细胞,PBS重悬细胞,混 匀细胞,利用脂质体挤压器,由大到小依次通过不同直径的微米级与纳米级过滤膜, 得到囊泡混合溶液,进一步通过超滤或超速离心获得纳米囊泡制剂(PSC-EVs)。
采用物理挤压方法的一个实施方式中,PBS重悬细胞的浓度为1-9×108个细 胞。
采用物理挤压方法的一个实施方式中,由大到小依次通过不同直径的微米级与纳米级过滤膜为依次通过5μm、2μm、800nm、500nm、200nm、100nm、50nm的 过滤膜。
细胞在自然状态下分泌的EVs数量有限、周期长,难于直接进行工程化生产。 采用物理挤压方法获得的纳米囊泡制剂(PSC-EVs),与天然分泌EVs具有相似的 结构、粒径和膜蛋白,但是囊泡的产量可提高数百倍,有效降低了囊泡制备的成本, 具有重要的实际应用潜力。
进一步,本发明进一步提供了临床级诱导多能干细胞系(iPSC)来源的纳米 囊泡制剂(PSC-EVs)的制备方法,具体如下:
临床级诱导多能干细胞系(iPSC)的构建与生产全程使用无血清、化学成分 明晰的培养体系。细胞的构建可以采用本领域技术人员的常规技术手段。操作时, 严格按照质控标准进行质量控制。大量扩增收集的临床级iPSC培养上清,通过离 心、过滤等多种方式或者组合方式分别去除死细胞、细胞碎片等物质,富集浓缩成 纳米囊泡制剂(PSC-EVs),将PSC-EVs进行分装冻存。
诱导多能干细胞系(iPSC)来源的纳米囊泡制剂(PSC-EVs)的表征:
通过透射电镜观察了所制备的纳米囊泡的形貌,可见纳米囊泡呈“杯状”结构; 通过免疫印迹技术对纳米囊泡的标记物进行了鉴定,结果显示其表达CD63、CD9、 Tsg101,不表达GM130;通过纳米流式技术检测,所制备的囊泡粒径主要分布在 50-150nm。证明PSC-EVs属于直径在50-150nm的小囊泡。
第三方面,本发明提供一种载有药物的功能化纳米囊泡制剂。
所述功能化纳米囊泡制剂包括纳米囊泡制剂,所述纳米囊泡制剂载有药物,所 述药物包括法匹拉韦、奈非那韦、洛匹那韦、利托那韦或恩曲他滨丙酚替诺福韦中 的一种或几种。
新冠病毒是一种单链RNA正链包膜乙型冠状病毒,其复制依赖RNA聚合酶。 法匹拉韦是广谱RNA聚合酶抑制剂,该药口服吸收后转化为具有生物活性的法匹 拉韦的核苷三磷酸化物,结构与嘌呤相似,能与嘌呤竞争病毒RNA聚合酶。并且 研究发现法匹拉韦的核苷三磷酸化物还可插入到病毒RNA链,诱发病毒的致命性 突变。因而法匹拉韦对各种RNA病毒都具有潜在的抗病毒作用。此外,奈非那韦、 洛匹那韦/利托那韦通过抑制蛋白酶抑制HIV病毒复制;恩曲他滨丙酚替诺福韦片 通过抑制逆转录酶抑制病毒复制。
进一步地,所述功能化纳米囊泡制剂为载有例如法匹拉韦在内的药物的诱导多能干细胞或胚胎干细胞来源的纳米囊泡制剂。
进一步的,提供诱导多能干细胞系(iPSC)来源的功能化纳米囊泡制剂 (F-PSC-EVs)。所述功能化纳米囊泡制剂(F-PSC-EVs)载有药物,所述药物包括 法匹拉韦、奈非那韦、洛匹那韦、利托那韦或恩曲他滨丙酚替诺福韦中的一种或几 种。
第四方面,本发明提供一种载有药物的功能化纳米囊泡制剂的制备方法。
通过孵育、电转、挤压、超声、冻融或皂素处理中的一种或几种组合的方法将 一定剂量的药物包裹入纳米囊泡制剂,得到载有药物的功能化纳米囊泡制剂。
在本发明的一个实施方式中,本发明提供了一种物理挤压方法来获得载有药物的功能化纳米囊泡制剂,具体方法为:消化收集一定数量的iPSC单个细胞,PBS 重悬细胞,加入含饱和浓度的药物溶液(例如可以是法匹拉韦),重悬iPSC,混匀 细胞,利用脂质体挤压器,由大到小依次通过不同直径的微米级与纳米级过滤膜, 得到载药囊泡混合溶液,进一步通过超滤或超速离心获得载有药物的功能化纳米囊 泡制剂。
在本发明的一个实施方式中,PBS重悬细胞的浓度为1-9×108个细胞。
在本发明的一个实施方式中,由大到小依次通过不同直径的微米级与纳米级过滤膜为依次通过5μm、2μm、800nm、500nm、200nm、100nm、50nm的过滤膜。
在本发明的一个实施方式中,含饱和浓度的药物溶液加入量为20-100mL。
本发明通过直接对细胞与药物混合后,直接通过物理挤压获得载有药物的功能化纳米囊泡制剂,该方法速度快,有效降低了囊泡制剂制备的成本,具有重要的实 际应用潜力。
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 载有药物的功能化纳米囊泡制剂与游离的药物分离。紫外分光光度计检测药物浓 度。
第五方面,提供多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡制剂的应用。
所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡制剂在制 备治疗肺炎或肺损伤或肺纤维化药物上的应用。
进一步的,所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡制剂在制备治疗病毒性肺炎或急性肺损伤药物上的应用。
所述病毒包括流感病毒H1N1或新型冠状病毒2019-nCoV或SARS病毒或 MERS病毒等。
所述多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡制剂制备 的治疗肺炎或肺损伤药物的剂型为雾化剂型、注射剂型、粉剂型或片剂型。给药途 径可以为:口腔或鼻腔喷雾、雾化吸入、通过支纤镜或插管气管给药、口服及静脉 注射等。
本发明是提供多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或载有药物的功能化纳米囊泡 制剂在制备治疗肺炎或肺损伤或肺纤维化药物上的应用,制备的治疗肺炎或肺损伤 药物通过口腔或鼻腔喷雾、雾化吸入、气管内给药、口服及静脉注射等途径用于人 体疾病的预防与治疗,其规避了直接移植细胞所面临的致瘤、免疫排斥、栓塞及可 能的染色体突变等风险,其生物安全性明显优于直接移植细胞。针对重症肺炎,通 过雾化吸入或气管内给药,纳米囊泡直接进入肺部,相较于全身用药更安全可靠, 且药物利用度也更高。
本发明创造产生过程中,发现多能干细胞自然分泌的纳米级细胞外囊泡虽然 可能通过调节免疫、抑制炎症反应及促进干扰素分泌等而修复受损肺组织,但尚难 以强效直接抑制细胞内病毒复制,因而本发明利用EVs递送相关抗病毒药物进入 细胞直接杀伤病毒,进而制备出了既能调节免疫、抗炎又能直接强效抑制病毒复制 的功能化纳米囊泡制剂。另外,由于大部分抗病毒药物对人体都有很强的毒副作用, 利用EVs递送抗病毒药物直接进入细胞可以大大提高抗病毒药物的效率,从而大 大减轻药物用量,亦即减轻毒副作用。
本发明研究发现,载有药物的功能化纳米囊泡制剂(F-PSC-EVs)对于H1N1 病毒或2019-nCoV等病毒导致的肺损伤具有明显的保护作用,同时,纳米囊泡制 剂(PSC-EVs)对于H1N1病毒或2019-nCoV等病毒导致的肺损伤也具有明显的保 护作用,且F-PSC-EVs保护作用最佳,而单纯药物组的效果不如药物的功能化纳 米囊泡制剂(F-PSC-EVs)或纳米囊泡制剂(PSC-EVs)好。
本发明利用多能干细胞产生EVs负载法匹拉韦等抗病毒药物,构建既具有抗 炎调节免疫又具有直接抑制RNA病毒复制的功能强化的EVs,很有可能为新型冠 状病毒等烈性RNA病毒引起的难治性病毒性肺炎提供有效治疗手段。
附图说明
图1:PSC-EVs的鉴定结果;
图1包括A、B、C三图,A.囊泡的透射电镜照片;B.囊泡的粒径分布;C.囊 泡的表面蛋白的免疫印迹鉴定。
图2.1:纳米囊泡制剂对H1N1及2019-nCoV病毒感染损伤的肺组织病理结构 的影响(HE染色,200×)
图2.2各实验组肺组织的组织学评分;
图2.3纳米囊泡制剂对2019-nCoV病毒感染导致的肺组织纤维化的影响 (Masson染色,200×)
图2.4各实验组肺组织的胶原沉积定量分析结果;
图3:纳米囊泡对肺组织中病毒复制的抑制作用结果(实时荧光定量PCR方 法);
图4:纳米囊泡对小鼠血浆炎性因子水平的影响结果;
图5:PSC-EVs对Treg增殖的影响结果;
图6.1:PSC-EVs对LPS刺激的巨噬细胞的表型调控;
图6.2:PSC-EVs对LPS刺激的巨噬细胞释放炎性因子与抗炎因子的调控作用。
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
诱导多能干细胞系(iPSC)来源的纳米囊泡制剂(PSC-EVs)的制备与表征
临床级诱导多能干细胞系(iPSC)的构建与生产全程使用无血清、化学成分 明晰的培养体系。细胞的构建为本领域技术人员的常规技术手段。操作时,严格按 照质控标准进行质量控制。大量扩增收集的临床级iPSC培养上清,通过离心、过 滤等多种方式或者组合方式分别去除死细胞、细胞碎片等物质,富集浓缩成纳米囊 泡制剂(PSC-EVs),将PSC-EVs进行分装冻存。
另取少量PSC-EVs样品进行表征。通过透射电镜观察了所制备的纳米囊泡的 形貌,可见纳米囊泡呈“杯状”结构;通过免疫印迹技术对纳米囊泡的标记物进行了 鉴定,结果显示其表达CD63、CD9、Tsg101,不表达GM130;通过纳米流式技术 检测,所制备的囊泡粒径主要分布在50-150nm。证明PSC-EVs属于直径在 50-150nm的小囊泡。具体结果见图1所示。
实施例2
负载法匹拉韦的功能化PSC-EVs的制备。
负载法匹拉韦的功能化PSC-EVs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法匹拉韦包裹入PSC-EVs。本实施例以对细 胞进行物理挤压和电转方法为例进行说明。
物理挤压方法制备载药sEVs:消化收集一定数量的iPSC单个细胞,PBS重 悬细胞计数后,取1-9X108个细胞加入20-100mL含饱和浓度的法匹拉韦溶液, 重悬iPSC,混匀细胞,利用脂质体挤压器,依次通过5μm、2μm、800nm、500nm、 200nm、100nm、50nm的石径膜,得到载药囊泡混合溶液,进一步通过超滤或超 速离心获得载药PSC-EVs。
电转方法制备载药sEVs:将一定剂量的PSC-EVs与法匹拉韦药物溶液和电转 液混合,置于电转仪中,在一定电压条件下进行电转。随后,将上述溶液置于超速 离心管中,超速离心得到载药功能化PSC-EVs。本实施例的方法中,PSC-EVs的 浓度范围为1×106/mL–1×1012/mL,优选为0.1-5×1010/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20mM,K3PO4的浓度范围为0.01mM-1M,优选为1.05mM,OptiPrepTM细胞梯度离心液的体积分数范围为80%-0.1%,优选为20%;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160F; 电转时间范围为0.1s–1min,优选为15s;超速离心速度为10万G;超速离心为 2小时。生物相容性介质为生理缓冲液,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 包裹药物法匹拉韦的PSC-EVs与游离的药物法匹拉韦分离。紫外分光光度计检测 药物浓度。本实施例中,F-PSC-EVs载药浓度:1.9毫克/毫升。
实施例3
纳米囊泡制剂(PSC-EVs)或功能化PSC-EVs(F-PSC-EVs)对于病毒性肺炎 的作用效果
PSC-EVs为iPSC自然分泌的纳米囊泡,F-PSC-EVs为PSC-EVs与负载了法匹 拉韦的PSC-EVs按一定比例混合得到的功能强化的纳米囊泡。利用流感病毒H1N1 和新型冠状病毒2019-nCoV通过常规的呼吸道途径接种病毒分别构建甲型H1N1 病毒(Sw/MN/08)和新型冠状病毒(nCoV-2019BetaCoV/Wuhan/WIV04/2019)感 染BALB/c小鼠肺炎模型。
将BALB/c小鼠肺炎模型分为实验组与模型对照组。
实验组于造模后开始给予PSC-EVs或F-PSC-EVs或单纯同等药物浓度的法匹 拉韦溶液(FAV)雾化吸入干预,评价纳米囊泡制剂对病毒性肺炎的治疗效果。评 价方法如下:
(1)组织形态染色评价小鼠肺组织形态学的改变,根据组织学评分量化,评 价各干预实验组的肺损伤修复状况;实验结果如下:
正常对照组小鼠肺组织中肺泡结构清晰,无明显炎性细胞浸润;而在感染病毒 后第3天,肺炎模型组病毒组小鼠肺组织中出现一定量的炎性细胞浸润,肺泡内明 显充血,并有炎性渗出,肺泡腔边界不清;而PSC-EVs干预实验组,与肺炎模型 组相比,肺组织中炎性浸润的细胞数量减少,肺泡内见少量充血和渗出液,部分肺 泡结构清楚。F-PSC-EVs干预实验组的肺组织的充血和渗出情况较PSC-EVs更少, 肺泡结构基本清楚;单纯FAV干预组的肺组织的充血和渗出情况严重,肺泡结构 不清楚,接近模型组肺组织。实验结果显示PSC-EVs对H1N1病毒及2019-nCoV 导致的肺损伤均具有明显的保护作用,且F-PSC-EVs保护作用最佳,而单纯药物 组的效果不佳,见图2.1和2.2的病理图片及组织学评分。分析可能是法匹拉韦属 水溶性的化合物,不易通过细胞膜进入细胞,因而无法抑制细胞内的病毒复制。而干细胞来源的纳米囊泡易于被细胞摄取,进入细胞的PSC-EVs可通过发挥调节免 疫、抗炎、促进干扰素释放等抑制病毒复制修复肺损伤。F-PSC-EVs因还负载了直 接抑制RNA病毒复制的药物法匹拉韦,因而其直接杀伤病毒的能力更胜一筹。
为进一步观察纳米囊泡制剂对肺组织纤维化的影响,在感染病毒后第7天,取 肺组织固定后进行Masson染色,根据胶原沉积量分析肺组织纤维化状况,结果显 示2019-nCoV模型组肺组织胶原沉积明显,而纳米囊泡制剂(PSC-EVs和 F-PSC-EVs)干预组的肺纤维化程度明显比模型组轻,见图2.3。
(2)针对H1N1病毒及2019-nCoV设计特异引物,通过实时荧光定量PCR 技术对肺组织进行病毒载量检测,评价PSC-EVs对病毒的抑制作用;结果发现 PSC-EVs和F-PSC-EVs均可显著抑制病毒的复制,功能化F-PSC-EVs抑制效果更 突出。而单纯药物组的病毒载量几乎接近模型组。结果见图3所示。
(3)采用常规的酶联免疫吸附技术(ELISA)检测各实验组小鼠血浆中的炎 性因子TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子表达水平的变化;参考图4,结果显示 PSC-EVs及F-PSC-EVs均可显著降低H1N1及2019-nCoV病毒激发的炎性因子水 平,如TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子水平被显著抑制。
ELISA方法测定血及肺组织中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、CCL-1RA、CCL-18 等炎症相关指标的方法采用本领域技术人员的常规技术手段就可以实现。
(4)纳米囊泡调节免疫功能的评价:
A.体外实验:将PSC-sEV或PBS与由C57小鼠提取的脾脏细胞(splenocytes) 共培养3天后使用流式细胞学检测促进调节性T淋巴细胞(Treg)(CD4+CD25+)。 结果显示PSC-EVs可促进体外培养的脾脏细胞中Treg显著增殖。如图5所示,A 为CD4+CD25+Treg细胞流式分析示意图,B为流式细胞学统计结果,可见PSC-EVs 可在体外扩增Treg。
B.体内实验:取经PSC-EVs或PBS干预的病毒2019-nCoV感染小鼠模型的 脾脏制备成单细胞悬液,通过流式细胞术检测比较Treg的变化。结果发现PSC-EVs 干预可促进模型小鼠脾脏细胞中Treg增殖。如图5所示,C为CD4+CD25+Treg 细胞流式分析示意图,B为流式细胞学统计结果,可见PSC-EVs可在体内扩增Treg。
体内外实验结果表明PSC-EVs可显著促进Treg增殖,Treg的增殖可抑制T淋 巴细胞的活性,从而抑制免疫过度激活,达到调节免疫平衡。表明PSC-EVs具备 显著的免疫调节功能。
(5)PSC-EVs的抗炎功能体外评价:
体外培养小鼠巨噬细胞Raw264.7,一组以脂多糖(LPS)与巨噬细胞共培养, 另一组在加入LPS的同时以PSC-EVs进行干预,通过流式细胞术检测巨噬细胞的 表型变化,结果显示,LPS刺激巨噬细胞向M1型(表达CCR-7标记)极化,即 CCR-7阳性细胞增多,而PSC-EVs的干预可使Raw264.7从M1型向M2型(表达 Arg-1标记)极化,即Arg-1阳性细胞增多,如图6.1所示。通过ELISA检测巨噬 细胞分泌因子的变化,结果显示,PSC-EVs的干预可抑制LPS刺激巨噬细胞释放TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子,且可促进IL-10、CCL-1RA、CCL-18等抗炎因 子的分泌,见图6.2。以上结果表明PSC-EVs具有明显的抗炎作用。
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 (4)

1.一种诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或功能化纳米囊泡制剂在制备治疗病毒性肺炎药物上的应用,其特征在于,所述病毒为流感病毒H1N1或新型冠状病毒2019-nCoV;所述功能化纳米囊泡制剂为载有药物的诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂;
所述诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂是将诱导多能干细胞的培养上清去除死细胞、细胞碎片,富集浓缩后获得的,所述诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂的纳米囊泡呈杯状结构;所述诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂表达CD63、CD9、Tsg101,不表达GM130;所述诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂的囊泡粒径分布在50-150nm。
2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂或功能化纳米囊泡制剂制备的药物的剂型为雾化剂型、注射剂型、粉剂型或片剂型。
3.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述功能化纳米囊泡制剂中载有的药物选自法匹拉韦、奈非那韦、洛匹那韦、利托那韦或恩曲他滨丙酚替诺福韦中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述应用,其特征在于,所述功能化纳米囊泡制剂为载有法匹拉韦的诱导多能干细胞来源的纳米囊泡制剂。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104666344A (zh) * 2015-02-28 2015-06-03 广州医科大学附属第一医院 间充质干细胞外泌体在制备治疗肺纤维化的药物制剂中的应用
CN108354947A (zh) * 2018-03-29 2018-08-03 汪洪 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
CN109078020A (zh) * 2018-09-26 2018-12-25 南开大学 一种防治肺损伤的干细胞来源的外泌体制剂
CN109432130A (zh) * 2018-12-20 2019-03-08 中科广聚(北京)生物医学技术中心有限公司 间充质干细胞外泌体在制备预防和治疗放射性肺损伤的药物中的应用
CN109602766A (zh) * 2019-01-25 2019-04-12 汪泱 一种人多能干细胞来源的外泌体的应用
WO2019238693A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-19 Health And Biotech France (H & B France) Extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104666344A (zh) * 2015-02-28 2015-06-03 广州医科大学附属第一医院 间充质干细胞外泌体在制备治疗肺纤维化的药物制剂中的应用
CN108354947A (zh) * 2018-03-29 2018-08-03 汪洪 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
WO2019238693A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-19 Health And Biotech France (H & B France) Extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells
CN109078020A (zh) * 2018-09-26 2018-12-25 南开大学 一种防治肺损伤的干细胞来源的外泌体制剂
CN109432130A (zh) * 2018-12-20 2019-03-08 中科广聚(北京)生物医学技术中心有限公司 间充质干细胞外泌体在制备预防和治疗放射性肺损伤的药物中的应用
CN109602766A (zh) * 2019-01-25 2019-04-12 汪泱 一种人多能干细胞来源的外泌体的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
外泌体在流感病毒感染及其引发的肺部炎症中作用的研究进展;袁娉等;《病毒学报》;20190911;第35卷(第05期);第831-835页 *
外泌体在病毒感染诊断和治疗中的作用研究;毛慧等;《中国生物工程杂志》;20200315;第40卷(第03期);第104-110页 *
干细胞胞外囊泡在急性呼吸窘迫综合征中的治疗作用;程婷婷等;《中华肺部疾病杂志(电子版)》;20181020;第11卷(第05期);摘要,正文第一至三节 *

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