納秒脈沖電場調(diào)控干細胞和促進分化技術(shù)
隨著社會老齡化以及人民生活水平的提高,以干細胞為核心的再生醫(yī)學(xué)發(fā)揮著越來越重要的作用。關(guān)節(jié)軟骨損傷及其退行性病變-骨關(guān)節(jié)炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質(zhì)量的下降。本項目利用納秒脈沖電場選擇性降低DNA甲基化,提升干細胞干性,促進干細胞多向分化。應(yīng)用范圍 本項目可用于誘導(dǎo)多能干細胞(iPS)制備;干細胞分化前準備和成骨、成脂以及成軟骨分化;體內(nèi)骨、軟骨再生;骨關(guān)節(jié)炎的早期干預(yù)和對癥治療;細胞治療;細胞分泌因子調(diào)控等領(lǐng)域。 項目階段 1.納秒脈沖電場是新興的、能夠精確控制場強和脈寬的電場技術(shù),可以比傳統(tǒng)電場更加精準地控制參數(shù),以及提升場強到KV/cm。它有效地穿透細胞膜、作用到細胞器和染色質(zhì),發(fā)揮廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。 2.我們發(fā)現(xiàn)納秒脈沖電場的不同參數(shù)組合(場強、脈寬、頻率、刺激個數(shù)、應(yīng)用時間點等)會引起不同的生物學(xué)作用。基于該理念,實驗室前期工作發(fā)展了使用納秒脈沖電場:a.選擇性DNA去甲基化;b.提升干細胞干性;c.促進干細胞分化(成骨、成脂和成軟骨);d.促進處理后的干細胞體內(nèi)軟骨再生的能力;e.提升細胞分泌因子能力;f. 改良傳統(tǒng)的“電擊杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125),開發(fā)出能夠連續(xù)為細胞施加刺激的導(dǎo)電薄膜。
北京大學(xué)
2021-04-13