本發(fā)明涉及一種誘導(dǎo)造血干細胞向紅細胞分化的方法。
背景技術(shù):
干細胞定向分化調(diào)控是干細胞研究關(guān)注的重點課題之一。除了基因轉(zhuǎn)錄因子、細胞生長因子以及化學(xué)誘導(dǎo)劑等生物化學(xué)方法之外,人們發(fā)現(xiàn)材料表面性質(zhì)對體外介導(dǎo)干細胞定向分化具有決定性的作用,因此,利用材料表面特性調(diào)控介導(dǎo)干細胞分化行為逐漸成為研究的新熱點。造血干細胞可分化為紅細胞、白細胞、淋巴細胞、血小板和巨核細胞等。介導(dǎo)造血干細胞定向分化為紅細胞以提供適合的移植細胞,是目前細胞替代療法在地中海貧血癥及白血病治療等領(lǐng)域亟待解決的問題。專利申請cn201380080663.2,cn201380080656.2,cn201010153969.4均采用添加生化試劑或生物因子對干細胞進行定向分化。但是,這些方法不僅成本較高,且引入的動物血清及生化試劑可能產(chǎn)生免疫原性等風險。laslo,p(doi:10.1016/j.cell.2006.06.052)研究發(fā)現(xiàn)利用各種細胞因子及生物化學(xué)試劑可促進造血干細胞向紅細胞分化。這些方法操作較為復(fù)雜,且紅細胞分化比例不高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種誘導(dǎo)造血干細胞向紅細胞分化的方法。
本發(fā)明的誘導(dǎo)造血干細胞向紅細胞分化的方法是通過將清洗干凈的鈦酸鍶{111}晶面單晶片經(jīng)黑暗處理后利用紫外光照射鈦酸鍶{111}晶面單晶表面原位形成特定羥基性質(zhì)表面,所利用的紫外光為波長185nm,功率40w,照射時間為30~60min。
本發(fā)明的鈦酸鍶{111}晶面單晶表面原位形成特定羥基性質(zhì)表面(終端羥基/橋羥基的比例為4.0~4.3)。
本發(fā)明方法的獲得基于分子動力學(xué)模擬以及生物化學(xué)實驗結(jié)果分析得到,特定干細胞分化方向的確定由材料表面蛋白質(zhì)分子的構(gòu)型決定,而蛋白質(zhì)分子構(gòu)型又可有材料表面特定的羥基性質(zhì)調(diào)控。而造血干細胞向紅細胞的分化對于終端羥基/橋羥基的比例為4.0~4.3的材料表面尤其敏感。
本發(fā)明的誘導(dǎo)造血干細胞向紅細胞分化的方法。所采用造血干細胞來源為小鼠靜態(tài)骨髓來源。采用紫外光先對鈦酸鍶{111}晶面單晶表面照射處理,產(chǎn)生具有特定羥基性質(zhì)的表面,繼而在其上培養(yǎng)造血干細胞,利用常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)21天可獲得成熟分化的紅細胞。所產(chǎn)生的特定羥基性質(zhì)表面通過x射線光電子能譜表征測定。所獲得的紅細胞比例通過流式細胞鑒定確定。所提供的利用材料表面羥基性質(zhì)的誘導(dǎo)干細胞定向分化的方法不僅操作簡單方便,成本極低,而且可以顯著提高造血干細胞向紅細胞方向的分化比例,而且可避免動物血清及生化試劑應(yīng)用的風險和免疫原性,適用在干細胞療法治療地中海貧血癥、白血病等領(lǐng)域。
具體實施方式
實施例1
將鈦酸鍶{111}晶面單晶片表面用去離子水在超聲波中清洗干凈;將清洗后的鈦酸鍶{111}晶面單晶片,在紫外光下照射(波長185nm,功率40w),照射時間30min;在鈦酸鍶{111}晶面單晶表面原位形成終端羥基/橋羥基的比例為4.0;將造血干細胞以5×104/cm2的密度均勻種在鈦酸鍶{111}晶面單晶片上,以常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基進行培養(yǎng),每隔兩天換液一次;經(jīng)21天的培養(yǎng),經(jīng)流式細胞鑒定獲得成熟分化的紅細胞比例為67%。
實施例2
將鈦酸鍶{111}晶面單晶片表面用去離子水在超聲波中清洗干凈;將清洗后的鈦酸鍶{111}晶面單晶片,在紫外光下照射(波長185nm,功率40w),照射時間60min;在鈦酸鍶{111}晶面單晶表面原位形成終端羥基/橋羥基的比例為4.3;將造血干細胞以5×104/cm2的密度均勻種在鈦酸鍶{111}晶面單晶片上,以常規(guī)的dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基進行培養(yǎng),每隔兩天換液一次;經(jīng)21天的培養(yǎng),經(jīng)流式細胞鑒定獲得成熟分化的紅細胞比例為84%。