一种可注射水凝胶和基因工程化细胞的组合物及其治疗OA的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种可注射水凝胶和基因工程化细胞的组合物用于治疗骨关节炎的应用。具体地，所述组合物包括：(a)基因工程修饰的ADSCs；和(b)包封所述基因工程修饰的ADSCs的可注射水凝胶载体，其中，所述基因工程修饰的ADSCs为过表达TGF‑β1的基因工程化ADSCs。本发明专利技术的组合物具有优异的软骨、软骨下骨保护作用以及抗炎作用，特别适合用于预防和/或治疗骨关节炎。

【技术实现步骤摘要】
一种可注射水凝胶和基因工程化细胞的组合物及其治疗OA的应用
本专利技术涉及生物医药领域，具体涉及一种可注射水凝胶和基因工程化细胞的组合物用于治疗OA的应用。
技术介绍
骨关节炎(Osteoarthritis，OA)是一种常见的慢性退行性关节疾病，全世界约有3亿人患有OA，它是造成老年人残疾的一个重要原因，OA所带来的关节疼痛、功能丧失，严重影响患者的生存质量。OA的病理特征主要表现为关节软骨退行性病变、滑膜炎症、滑膜增生、骨赘形成和软骨下骨硬化。它通常被认为是以关节软骨损伤为特征的“磨损”性疾病，然而炎症往往是与软骨损伤程度加重相关的关键因素，并影响整个关节的生理功能。其原因主要是因为关节中的炎症因子，如TNF-α和IL-1β会影响软骨细胞的正常功能并促进炎症相关的分解代谢基因的表达，进而损伤软骨细胞的细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)。作为一个有潜力的治疗剂，ADSCs(adipose-derivedstemcells,ADSCs)最近已被广泛研究以减轻关节内炎症及减慢关节软骨损伤的进程。它们可以旁分泌出大量抗炎介质和软骨保护化合物。但本领域需要提供效果更好的治疗OA的方法和药物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有优异的软骨、软骨下骨保护作用以及抗炎作用的用于预防和/或治疗骨关节炎的药物组合物。本专利技术第一方面，提供了一种药物组合物在制备预防和/或治疗骨关节炎的药物中的用途，其中，药物组合物包括：(a)基因工程修饰的脂肪干细胞(ADSCs)；和(b)包封所述基因工程修饰的脂肪干细胞的可注射水凝胶载体，其中，所述基因工程修饰的脂肪干细胞为过表达转化生长因子-β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)的基因工程化脂肪干细胞(T-ADSCs)。在另一优选例中，所述骨关节炎为原发性骨关节炎或继发性骨关节炎。在另一优选例中，所述预防和/或治疗骨关节炎包括选自下组的一个或多个特征：(a)增加骨体积，或减少骨体积的下降；(b)提高骨体积/组织体积(bonevolume/tissuevolume，BV/TV)比；(c)增加骨小梁数量(trabecularnumber，Tb.N)，或减少Tb.N的下降；(d)减缓关节软骨病变；(e)减缓骨质流失；(f)提高骨密度；(g)减缓软骨中聚集蛋白聚糖含量降低；(h)减缓软骨中II型胶原含量降低；(i)减缓关节间隙内的炎性反应；和/或(j)降低关节滑液中的TNF-α水平。在另一优选例中，所述软骨病变包括软骨损伤、软骨细胞衰老、或其组合。在另一优选例中，所述过表达TGF-β1的基因工程化脂肪干细胞可过表达人、大鼠和/或小鼠的TGF-β1，和/或与人、大鼠和/或小鼠的TGF-β1氨基酸序列具有至少80％、90％、95％或99％同一性的氨基酸序列。本专利技术第二方面，提供了一种药物组合物，所述药物组合物包括：(a)基因工程修饰的ADSCs；和(b)包封所述基因工程修饰的ADSCs的可注射水凝胶载体，其中，所述基因工程修饰的ADSCs为过表达TGF-β1的基因工程化ADSCs。在另一优选例中，所述水凝胶由选自下组的一个或多种材料构成：聚羧甲基纤维素、海藻酸盐、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟烷基纤维素、烷基纤维素、聚乳酸、微晶纤维素、聚乳酸-羟基乙酸、糊精、羟乙基淀粉、羟乙基壳聚糖、壳聚糖、透明质酸(hyaluronicacid，HA)、胶原蛋白、明胶，以及透明质酸、胶原蛋白、明胶的衍生物。在另一优选例中，所述水凝胶为基于HA和I型胶原蛋白(collagenI，ColI)的细胞基质样水凝胶。在另一优选例中，所述水凝胶通过I型胶原蛋白的自组装和含有巯基(如-CH2CH2SH)的HA(HA-SH)的自交联制备得到。在另一优选例中，所述水凝胶中，所述HA-SH的用量为1-5wt％，如2wt％、3wt％、3.5wt％或4wt％，以所述水凝胶总重量计。在另一优选例中，所述HA-SH的巯基浓度为(1-5)×10-4molg-1，较佳地，(2-4)×10-4molg-1，如3×10-4molg-1、3.5×10-4molg-1、3.98×10-4molg-1、4×10-4molg-1或4.5×10-4molg-1。在另一优选例中，所述HA的Mw为50-200kDa，较佳地，80-120kDa，如80kDa、100kDa或110kDa。在另一优选例中，所述水凝胶中，所述I型胶原蛋的含量为0.1-2mg/mL，如0.8-1.5mg/mL、1mg/mL或1.2mg/mL，以所述水凝胶总重量计。在另一优选例中，所述T-ADSCs在所述水凝胶中的含量为0.1～10×106细胞/mL，较佳地，0.5～5×106细胞/mL、如1×106细胞/mL、2×106细胞/mL、4×106细胞/mL。在另一优选例中，在相同实验条件下，与基因工程化之前的ADSCs相比，所述T-ADSCs的TGF-β1表达量提高20％以上、30％以上、40％以上、50％以上、80％以上或100％以上，以累积表达量计。在另一优选例中，所述过表达TGF-β1的基因工程化ADSCs是通过TGF-β1过表达质粒DNA(如pEGFP-TGF-β1)转染ADSCs后得到的。在另一优选例中，所述转染的递送载体为Lipo2000、Lipo3000、树形高分子、聚乙烯亚胺或聚(β-氨基酯)。在另一优选例中，所述递送载体为聚(β-氨基酯)(poly(β-aminoester)，PBAE)，较佳地聚(β-氨基酯)与质粒DNA的质量比为10-120:1，较佳地60-90:1。在另一优选例中，用于制备所述过表达TGF-β1的基因工程化ADSCs的ADSCs来自：自体、同种异体、异种异体，或其组合。在另一优选例中，所述药物组合物的通过下述方法制备得到，包括步骤：(i)提供T-ADSCs、HA-SH和I型胶原蛋白的混合溶液；和(ii)将所述溶液的pH值调至7.4-8.0，反应形成水凝胶，从而得到所述药物组合物。所述T-ADSCs分散在所述调节pH后的溶液中。在另一优选例中，步骤(ii)，形成水凝胶的反应条件包括以下一个或多个特征：所述反应的温度为37±2℃，较佳地，37±1℃；和/或所述反应的时间为1-30min，较佳地，2-8min，如3、4、5、6或7min。在另一优选例中，所述水凝胶为在生理盐水、注射用水或中性生理性等渗磷酸缓冲液中形成的凝胶。在另一优选例中，所述药物组合物中还包括第二治疗剂，所述第二治疗剂选自下组：抗骨质疏松症药物(如双膦酸盐类(氯膦酸盐(Clodronate，骨膦)、帕米膦酸盐(Pamidronate)和替鲁膦酸盐(Tiludronate))、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种药物组合物在制备预防和/或治疗骨关节炎的药物中的用途，其中，药物组合物包括：/n(a)基因工程修饰的脂肪干细胞(ADSCs)；和/n(b)包封所述基因工程修饰的脂肪干细胞的可注射水凝胶载体，/n其中，所述基因工程修饰的ADSCs为过表达转化生长因子-β1的基因工程化脂肪干细胞(T-ADSCs)。/n

【技术特征摘要】
1.一种药物组合物在制备预防和/或治疗骨关节炎的药物中的用途，其中，药物组合物包括：
(a)基因工程修饰的脂肪干细胞(ADSCs)；和
(b)包封所述基因工程修饰的脂肪干细胞的可注射水凝胶载体，
其中，所述基因工程修饰的ADSCs为过表达转化生长因子-β1的基因工程化脂肪干细胞(T-ADSCs)。


2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述骨关节炎选自下组：原发性骨关节炎或继发性骨关节炎。


3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述预防和/或治疗骨关节炎包括选自下组的一个或多个特征：
(a)增加骨体积，或减少骨体积的下降；
(b)提高骨体积/组织体积(BV/TV)比；
(c)增加骨小梁数量(Tb.N)，或减少骨小梁数量的下降；
(d)减缓关节软骨病变；
(e)减缓骨质流失；
(f)提高骨密度；
(g)减缓软骨中聚集蛋白聚糖含量降低；
(h)减缓软骨中II型胶原含量降低；
(i)减缓关节间隙内的炎性反应；和/或
(j)降低关节滑液中的TNF-α水平。


4.一种药物组合物，其特征在于，所述药物组合物包括：
(a)基因工程修饰的ADSCs；和
(b)包封所述基因工程修饰的ADSCs的可注射水凝胶载体，
其中，所述基因工程修饰的ADSCs为过表达TGF-β1的基因工程化ADSCs。


5.如权利要求4所述的药物组合物，其特征在于，所述水凝胶由选自下组的一个或多种材料构成：聚羧甲基纤维素、海藻酸盐、羟丙基甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雪晴，于伟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31