CN112043725A - 一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，涉及生物医药技术领域。本发明通过对间充质干细胞进行单细胞测序分析，其中高表达抗氧化应激基因包括GPX4、GSTP1、PRDX1、PRDX2、PRDX3、PRDX4、PRDX5、PRDX6、SOD1、SOD2、TXNRD1、NQO1、PARK7、PSMB5、SLC38A1和VIM。此外，通过不同浓度的过氧化氢对所制备的间充质干细胞进行刺激培养，所述间充质干细胞能够分泌包括GSTP1、PRDX1、PRDX2、VIM、GPX4、PSMB5和SOD1等多种抗氧化应激因子。因此，所述间充质干细胞通过高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子表现出一定的抗氧化能力，能够有效抑制人体的炎症反应和免疫细胞过度激活，从而对改善人体氧化应激状态具有积极作用。

Description

一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用
技术领域
本发明涉及生物医药工程技术领域，尤其涉及一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，特别是间充质干细胞用于改善病毒性感染患者氧化应激状态的应用。
背景技术
氧化应激(Oxidative Stress，OS)状态是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。人体几乎所有的器官都很容易受到氧化应激带来的伤害，症状表现各有不同。由其诱发的常见疾病有心脏病、癌症、骨关节炎、风湿性关节炎、糖尿病以及神经退化性问题如阿尔兹海默症、帕金森病。免疫系统的稳态失衡，包括过度激活和衰竭，主要导致严重和危重疾病。同时，由病毒性感染和外源性物质引起的氧化应激会产生氧活性物质(ROS)，并引起炎症、组织损伤和调节细胞内信号级联放大。
本发明提供了一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，通过间充质干细胞高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子实现了对人体氧化应激状态的有效改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，特别是间充质干细胞用于改善病毒性感染患者氧化应激状态的应用，通过间充质干细胞制剂高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子，从而实现对病毒性感染患者氧化应激状态的有效改善。
优选地，所述间充质干细胞高表达的抗氧化应激基因包括GPX4、GSTP1、PRDX1、PRDX2、PRDX3、PRDX4、PRDX5、PRDX6、SOD1、SOD2、TXNRD1、NQO1、PARK7、PSMB5、SLC38A1、VIM。
优选地，所述间充质干细胞在氧化应激条件下分泌的抗氧化应激因子包括GSTP1、PRDX1、PRDX2、VIM、GPX4、PSMB5和SOD1。
优选地，所述间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用包括以下步骤：
S1、制备间充质干细胞制剂；
S2、利用单细胞测序方法对步骤S1中所制备的间充质干细胞进行检测，分析间充质干细胞中的抗氧化应激基因表达情况；
S3、将步骤S1所制备的间充质干细胞置于不同氧化应激刺激条件下分别进行培养，并检测所培养的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况。
优选地，所述间充质干细胞制剂的制备方法包括：
S11、采集脐带并置于培养皿中，然后通过生理盐水对脐带组织进行清洗；
S12、将清洗完毕的脐带组织剪成小组织块并种植于培养皿中培养；
S13、去除培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，将细胞悬液转移至离心管中离心并弃上层清液，再用适量培养液重悬细胞并计数，最后根据计数结果将细胞悬液种植于新培养皿进行培养；
S14、去除步骤S13中新培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，再用细胞筛过滤并将过滤后的细胞悬液转移至离心管中计数离心弃上层清液，再配置细胞制剂悬液并加入细胞制剂悬液重悬细胞，最后将细胞悬液转移至转移袋中并放入低温环境中待取，从而完成间充质干细胞制剂的制备；
S15、对步骤S14中制备的间充质干细胞制剂进行合格检测。
优选地，所述步骤S2的具体实现方式包括：利用单细胞测序方法对所制备的间充质干细胞进行检测，分析间充质干细胞中的抗氧化应激基因表达情况。
优选地，所述步骤S3的具体实现方式包括：首先将所制备的间充质干细胞置于常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下分别进行培养，然后对不同条件下不同时段的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况进行检测分析。
与现有技术比较，本发明提供一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，所述间充质干细胞制剂在氧化应激刺激下能够高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子，并通过多种抗氧化应激因子有效抑制了人体的炎症反应和免疫细胞的过度激活，从而能够对人体的炎症指标和心肌损伤指标进行有效改善。
附图说明
图1是本发明一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用步骤流程图，
图2是本发明中间充质干细胞制剂的制备方法流程图，
图3是本发明中所述间充质干细胞中抗氧化应激基因表达水平的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
一种间充质干细胞(mesenchymal stem cells，间充质干细胞)用于改善人体氧化应激状态的应用，特别是间充质干细胞用于改善病毒性感染患者氧化应激状态的应用，运用单细胞测序方法对间充质干细胞检测分析其抗氧化应激基因表达情况，并通过将间充质干细胞制剂分别置于常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下进行培养，然后对不同条件下不同时段的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况进行检测分析，所述间充质干细胞能够高表达多种抗氧化应激基因，并在氧化应激环境刺激下分泌多种抗氧化应激因子，通过抗氧化应激因子对人体(特别是病毒性感染患者)的炎症反应和免疫细胞过度激活进行有效抑制，因此，间充质干细胞能够有效改善人体的氧化应激状态。
其中，所述间充质干细胞高表达的抗氧化应激基因包括GPX4、GSTP1、PRDX1、PRDX2、PRDX3、PRDX4、PRDX5、PRDX6、SOD1、SOD2、TXNRD1、NQO1、PARK7、PSMB5、SLC38A1和VIM；间充质干细胞在氧化应激条件下分泌的抗氧化应激因子包括GSTP1、PRDX1、PRDX2、VIM、GPX4、PSMB5和SOD1。
如图1所示，其中，所述间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用包括以下步骤：
S1、制备间充质干细胞制剂；
S2、利用单细胞测序方法对步骤S1中所制备的间充质干细胞进行检测，分析间充质干细胞中的抗氧化应激基因表达情况；
S3、将步骤S1所制备的间充质干细胞置于不同氧化应激刺激条件下分别进行培养，并检测所培养的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况。
如图2所示，其中，所述间充质干细胞制剂的制备方法包括：
S11、采集脐带并置于培养皿中，然后通过生理盐水对脐带组织进行清洗；
S12、将清洗完毕的脐带组织剪成小组织块并种植于培养皿中培养；
S13、去除培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，将细胞悬液转移至离心管中离心并弃上层清液，再用适量培养液重悬细胞并计数，最后根据计数结果将细胞悬液种植于新培养皿进行培养；
S14、去除步骤S13中新培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，再用细胞筛过滤并将过滤后的细胞悬液转移至离心管中计数离心弃上层清液，再配置细胞制剂悬液并加入细胞制剂悬液重悬细胞，最后将细胞悬液转移至转移袋中并放入低温环境中待取，从而完成间充质干细胞制剂的制备；
S15、对步骤S14中制备的间充质干细胞制剂进行合格检测。
本实施例中，所述间充质干细胞制剂采用HUC-间充质干细胞(Human umbilicalcord mesenchymal stem cells，人脐带间充质干细胞)制备而成，其制备过程均在消毒后的超净台中进行，且制备过程中所需器具和耗材等均需要75％酒精进行消毒，在制备过程中还需要对培养皿中的采集物或细胞以及操作具体过程进行详细标注；同时，在步骤S13和步骤S14之间还可以对干细胞进行冻存，若需要进行步骤S14干细胞制剂制备之前需要对冻存的干细胞进行复苏，其中干细胞冻存和复苏操作均属于现有技术，此处不再一一赘述。
本实施例中，对所述间充质干细胞制剂进行合格检测还包括采集物质量检测、脐带间充质干细胞初级细胞库入库检测和脐带间充质干细胞主细胞库入库检测，合格检测的步骤与标准均与现有通行检测一致，此处不再一一赘述。
如图3所示，其中，所述步骤S2的具体实现方式包括：利用单细胞测序方法对所制备的间充质干细胞进行检测，分析间充质干细胞中抗氧化应激基因的表达情况。
其中，所述步骤S3的具体实现方式包括：首先将所制备的间充质干细胞置于常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下分别进行培养，然后对不同条件下不同时段的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况进行检测分析。
本实施例中，从图3中可以看出，我们利用单细胞测序方法对所制备的间充质干细胞进行检测并分析间充质干细胞中抗氧化应激基因的表达情况，所述间充质干细胞高表达的抗氧化应激基因包括GPX4、GSTP1、PRDX1、PRDX2、PRDX3、PRDX4、PRDX5、PRDX6、SOD1、SOD2、TXNRD1、NQO1、PARK7、PSMB5、SLC38A1和VIM；此外，我们将所制备的间充质干细胞置于常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下分别进行培养，并对不同条件下不同时段的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况进行检测分析，检测结果显示，在不同浓度过氧化氢的刺激下，间充质干细胞能够分泌多种抗氧化应激因子，包括GSTP1、PRDX1、PRDX2、VIM、GPX4、PSMB5和SOD1，而这些抗氧化应激因子均能发挥很好的抗氧化作用，因此，其对于改善人体氧化应激状态具有积极作用。其中，本实施例中是对所培养的间充质干细胞上清液进行检测分析，检测结果见表3，表3示出了间充质干细胞在常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下进行培养后抗氧化应激因子分泌情况表。
表3间充质干细胞在常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下进行培养后抗氧化应激因子分泌情况表
Figure BDA0002686893390000051
从表3中可以看出，与常规条件(即过氧化氢浓度为0μM)下培养的间充质干细胞比较，经过外在氧化应激刺激(即过氧化氢浓度分别为50μM、100μM和200μM的刺激)条件下，在不同时段(即间充质干细胞培养后的6h、12h和24h三个时段)中间充质干细胞中的多种抗氧化应激因子均有所增加，因此，间充质干细胞在氧化应激刺激条件下能够分泌多种抗氧化应激因子，因此，间充质干细胞能够有效改善人体的氧化应激状态。
为了进一步说明本发明的工作原理和技术效果，我们选择普通型新冠阳性患者(即SARS-CoV-2病毒性感染患者)平均分成两组并作为MSC治疗组样本和常规治疗组(即原有治疗方案)样本，其中MSC治疗组的治疗方案是将所制备的间充质干细胞制剂纳入MSC治疗组中并作为原有治疗方案中的唯一干扰因素以对病毒性感染患者进行联合用药，常规治疗组的治疗方案是指原有治疗方案，即国家卫生健康委员会办公厅和国家中医药管理局办公室印发的新型冠状病毒肺炎诊疗方案中所采取的治疗方案。结果表明，与常规治疗组比较，MSC治疗组愈后患者的氧化应激状态能够得到有效改善，因此，我们得出，通过将间充质干细胞制剂应用MSC治疗组中进行联合治疗能够有效抑制病毒性感染愈后患者的炎症反应和免疫细胞的过度激活，并使得病毒性感染愈后患者的炎症指标和心肌损伤指标得到有效改善。从而得出，间充质干细胞能够改善人体氧化应激状态，特别是对病毒性感染患者氧化应激状态进行有效改善，而间充质干细胞抑制病毒性感染愈后患者的炎症反应和免疫细胞的过度激活是通过高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子来实现的。
综上所述，所述间充质干细胞制剂能够高表达多种抗氧化应激基因和在氧化损伤环境中分泌多种抗氧化应激因子，从而达到对人体氧化应激状态的有效改善。
以上对本发明所提供的一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用。
2.如权利要求1所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述间充质干细胞用于改善病毒性感染患者氧化应激状态的应用。
3.如权利要求2所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述间充质干细胞通过高表达多种抗氧化应激基因和分泌多种抗氧化应激因子用于改善病毒性感染患者氧化应激状态。
4.如权利要求3所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述间充质干细胞高表达的抗氧化应激基因包括GPX4、GSTP1、PRDX1、PRDX2、PRDX3、PRDX4、PRDX5、PRDX6、SOD1、SOD2、TXNRD1、NQO1、PARK7、PSMB5、SLC38A1和VIM。
5.如权利要求4所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述间充质干细胞在氧化应激条件下分泌的抗氧化应激因子包括GSTP1、PRDX1、PRDX2、VIM、GPX4、PSMB5和SOD1。
6.如权利要求5所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，其应用步骤包括：
S1、制备间充质干细胞制剂；
S2、利用单细胞测序方法对步骤S1中所制备的间充质干细胞进行检测，分析间充质干细胞中的抗氧化应激基因表达情况；
S3、将步骤S1所制备的间充质干细胞置于不同氧化应激刺激条件下分别进行培养，并检测所培养的间充质干细胞中抗氧化应激因子分泌情况。
7.如权利要求6所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述间充质干细胞制剂的制备方法包括：
S11、采集脐带并置于培养皿中，然后通过生理盐水对脐带组织进行清洗；
S12、将清洗完毕的脐带组织剪成小组织块并种植于培养皿中培养；
S13、去除培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，将细胞悬液转移至离心管中离心并弃上层清液，再用适量培养液重悬细胞并计数，最后根据计数结果将细胞悬液种植于新培养皿进行培养；
S14、去除步骤S13中新培养皿中的培养液，然后通过生理盐水清洗后加入胰酶进行消化，直至培养皿中细胞消化完成后加入终止液终止消化，再用细胞筛过滤并将过滤后的细胞悬液转移至离心管中计数离心弃上层清液，再配置细胞制剂悬液并加入细胞制剂悬液重悬细胞，最后将细胞悬液转移至转移袋中并放入低温环境中待取，从而完成间充质干细胞制剂的制备；
S15、对步骤S14中制备的间充质干细胞制剂进行合格检测。
8.如权利要求7所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述步骤S2的具体实现方式包括：利用单细胞测序方法对所制备的间充质干细胞进行检测，分析所述间充质干细胞的多种抗氧化应激基因的表达情况。
9.如权利要求8所述的间充质干细胞用于改善人体氧化应激状态的应用，其特征在于，所述步骤S3的具体实现方式包括：首先将所制备的间充质干细胞分别置于常规条件以及不同浓度氧化应激刺激条件下进行培养，然后对不同条件下不同时段的间充质干细胞中的抗氧化应激因子分泌情况进行检测分析。
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