本发明专利技术属于生物医学技术领域，具体为一种痛感受器皮肤类器官芯片及其培养基、构建方法和应用，一种痛感受器皮肤类器官芯片的培养基，所述培养基由胎牛血清和添加在胎牛血清中的以下成分组成：表皮生长因子、牛垂体提取物、Normocin、B27、神经生长因子、胰岛素、氢化可的松、人类脑源性神经营养因子和辣椒素，用该培养基将皮肤芯片与痛感受器共培养得到痛感受器皮肤类器官芯片，可用于痛觉感受效应的验证。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学，具体涉及一种痛感受器皮肤类器官芯片及其培养基、构建方法和应用。
技术介绍
1、皮肤是人体最大的器官，它具有丰富的感受器，包括痛觉感受器、触觉感受器、温度感受器和压力感受器等。每种感受器都有不同的结构和功能，痛觉感受器是皮肤中最广泛分布的感受器之一，机体能够感受痛觉，必须依赖于痛觉感受器的正常工作。
2、皮肤器官芯片是人体器官芯片的一种，它是通过干细胞、生物材料、纳米加工等前沿技术的交叉集成在体外构建的皮肤微生理系统。皮肤芯片目前已经有一些令人瞩目的进展。例如，研究人员已经成功地从诱导多能干细胞(ipscs)中产生了皮肤细胞，并将其用于生成有组织的皮肤层。这些皮肤细胞可以在3-d系统中保持活力，并转化为不同类型的皮肤细胞，进行自组装形成与人类真实皮肤非常相似的皮肤层。科研人员也在着手研究如何通过皮肤器官芯片更好地了解药物对皮肤的潜在副作用，这是一个具有挑战性但也非常有前途的研究领域。而皮肤芯片的构建方案，主要包括设计并加工适合皮肤细胞生长分化的芯片，并建立对应的通路系统；开发适合皮肤细胞生长的生物材料，利用人源的皮肤细胞和干细胞转化的皮肤细胞进行皮肤芯片构建。在完成相应的生物学评价的基础上，目前皮肤器官芯片的研究在功能、结构、细胞种类和活力以及模型使用寿命上都有不断的完善与进步，为各类疾病建模和临床前治疗评估提供了十分重要的平台。然而，培养皮肤类器官的培养基种类不多，现有的培养基有包含wnt3a、igf、vegf和bfgf的培养基，但该培养基是用于培养皮肤类器官的培养基，并不适用于其他类器官。</p>
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种痛感受器皮肤类器官芯片及其培养基、构建方法和应用。
2、一种痛感受器皮肤类器官芯片的培养基，所述培养基由胎牛血清和添加在胎牛血清中的以下成分组成：80ng/ml～150ng/ml的表皮生长因子、10μl/ml～30μl/ml的牛垂体提取物、80g/ml～150g/ml的normocin、10μl/ml～30μl/ml的b27、80ng/ml～150ng/ml的神经生长因子、3μg/ml～5μg/ml的胰岛素、9ng/ml～11ng/ml的氢化可的松、9ng/ml～11ng/ml的人类脑源性神经营养因子和30μm～50μm的辣椒素。施加辣椒素用以激动trpv1受体，在角质形成细胞与感觉神经元之间的突触样接触中，当trpv1受体被激活时，可能会导致角质形成细胞释放神经递质，与感觉神经元上的特定受体结合，完成信号传递过程。
3、优选的，所述培养基中的各成分的浓度为：表皮生长因子100ng/ml、牛垂体提取物20μl/ml、normocin 100g/ml、b2720μl/ml、神经生长因子100ng/ml、胰岛素4μg/ml、氢化可的松10ng/ml、人类脑源性神经营养因子10ng/ml、辣椒素40μm。
4、优选的，包括以下步骤：
5、构建痛感受器：依次使用细胞抑制剂、第一培养物和第二培养物培养人胚干细胞；
6、培养人胚干细胞时，分别将细胞抑制剂、第一培养物和第二培养物添加在细胞培养基中；
7、所述细胞抑制剂为chir98014和a83-01的混合物，其中，a83-01的终浓度为1μm～3μm和chir98014的终浓度为0.1μm～0.3μm；
8、所述第一培养物为a83-01、chir98014、dbz和pd173074的混合物，a83-01的终浓度为1μm～3μm、chir98014的终浓度为0.4μm～0.6μm、dbz的终浓度为0.9μm～1.1μm，pd173074的终浓度为24nm～26nm；
9、所述第二培养物为缓激肽、前列腺素e2、组胺、5-羟色胺和atp的混合物，缓激肽的终浓度为9μm～1.1μm，前列腺素e2的终浓度为9μm～11μm，组胺的终浓度为9μm～11μm，5-羟色胺的终浓度为9μm～11μm，atp的终浓度为14μm～16μm；
10、构建痛感受器皮肤类器官芯片：利用所述的培养基将皮肤芯片与得到的痛感受器共培养得到痛感受器皮肤类器官芯片。
11、优选的，所述细胞抑制剂添加入的细胞培养基是e6培养基。
12、优选的，所述第一培养物添加入的细胞培养基是e6培养基。
13、优选的，所述第二培养物添加入的细胞培养基是noci-3培养基；
14、noci-3培养基为含有n2添加剂、b27添加剂、20ng/ml～30ng/ml的bdnf/gdnf/ngf/nt-3和0.5μm～1μm pd0332991的deme/f-12培养基。
15、优选的，在共培养20h～30h后向所述培养基中添加促进细胞进入分化状态的试剂。
16、优选的，所述促进细胞进入分化状态的试剂为氯化钙，其加入培养基后，终浓度为1mm～2mm。
17、所述构建方法构建得到的痛感受器皮肤类器官芯片。
18、所述的痛感受器皮肤类器官芯片在制备痛觉感受效应的验证产品中的应用。
19、目前的皮肤芯片上未有加入痛觉感受器的完整芯片，痛觉感受器主要分布在表皮和真皮的较浅层，是初级感觉神经元(drg)向外周的突起，通常称之为外周突，这些神经末梢的纤维含有丰富的受体，能够感知组织损伤、化学物质的刺激等，当组织受到损伤或刺激时，痛觉感受器会产生痛觉信号，通过神经传递到大脑，引起疼痛的感觉。当特定物质刺激或激活痛感受器时，产生的神经冲动可以通过传入神经纤维传递并激活痛觉传导路上的各级神经元，最终引起疼痛感受。而将皮肤芯片和痛觉感受器结合时，需要将原有皮肤芯片中的组成成份与痛感受器的外周突起形成有序结构，并通过自组织具备感受痛觉信息的功能，其中，drg神经元具有特殊的“t”型结构，其外周突是构成痛感受器的重要组成。因此，将drg或具有活性的外周神经纤维与皮肤芯片进行共培养，是有可能构建含有痛感受器、并具有一定功能的皮肤芯片的可行途径。
20、伤害性感觉神经元形成的引导方法如下：培养人胚干细胞(hpscs)，在特定培养基中施加chir98014使hpscs转化为sox10+的神经嵴细胞，再结合使用a83-01、dbz和pd173074，进一步促进神经嵴细胞成熟和分化为特定的神经元类型，如肽能或非肽能的背根神经节细胞。此外，为保证感觉神经轴突的真实传导功能，我们采用炎性因子混合物(包括组胺、前列腺素、缓激肽和腺苷酸)增强nav1.7通道的运输和表面表达，从而增强轴突对伤害性刺激的敏感性。
21、痛感受器和现有皮肤芯片结合的过程，需要将原有皮肤芯片中的组成成份与痛感受器的外周突起形成有序结构，并通过自组织具备感受痛觉信息的功能。其中，角质形成细胞与神经元的相互作用和突触样联系的形成在信息传递中起到关键作用。由于角质形成细胞上的trpv1被激活后才会通过snare蛋白介导的囊泡释放机制，释放神经递质，进而激活感觉神经元传递疼痛信号，故在痛感受器与原本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种痛感受器皮肤类器官芯片的培养基，其特征在于，所述培养基由胎牛血清和添加在胎牛血清中的以下成分组成：80ng/mL～150ng/mL的表皮生长因子、10μL/mL～30μL/mL的牛垂体提取物、80g/mL～150g/mL的Normocin、10μL/mL～30μL/mL的B27、80ng/mL～150ng/mL的神经生长因子、3μg/mL～5μg/mL的胰岛素、9ng/mL～11ng/mL的氢化可的松、9ng/mL～11ng/mL的人类脑源性神经营养因子和30μM～50μM的辣椒素。
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基中的各成分的浓度为：表皮生长因子100ng/mL、牛垂体提取物20μL/mL、Normocin 100g/mL、B2720μL/mL、神经生长因子100ng/mL、胰岛素4μg/mL、氢化可的松10ng/mL、人类脑源性神经营养因子10ng/mL、辣椒素40μM。
3.一种痛感受器皮肤类器官芯片的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述细胞抑制剂添加入的细胞培养基是E6培养基。
5.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述第一培养物添加入的细胞培养基是E6培养基。
6.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述第二培养物添加入的细胞培养基是Noci-3培养基；
7.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，在共培养20h～30h后向所述培养基中添加促进细胞进入分化状态的试剂。
8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于，所述促进细胞进入分化状态的试剂为氯化钙，其加入培养基后，终浓度为1mM～2mM。
9.权利要求3-8任一项所述构建方法构建得到的痛感受器皮肤类器官芯片。
10.权利要求9所述的痛感受器皮肤类器官芯片在制备痛觉感受效应的验证产品中的应用。
...
【技术特征摘要】
1.一种痛感受器皮肤类器官芯片的培养基，其特征在于，所述培养基由胎牛血清和添加在胎牛血清中的以下成分组成：80ng/ml～150ng/ml的表皮生长因子、10μl/ml～30μl/ml的牛垂体提取物、80g/ml～150g/ml的normocin、10μl/ml～30μl/ml的b27、80ng/ml～150ng/ml的神经生长因子、3μg/ml～5μg/ml的胰岛素、9ng/ml～11ng/ml的氢化可的松、9ng/ml～11ng/ml的人类脑源性神经营养因子和30μm～50μm的辣椒素。
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基中的各成分的浓度为：表皮生长因子100ng/ml、牛垂体提取物20μl/ml、normocin 100g/ml、b2720μl/ml、神经生长因子100ng/ml、胰岛素4μg/ml、氢化可的松10ng/ml、人类脑源性神经营养因子10ng/ml、辣椒素40μm。
3...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢俊玲，孙薇，郭莹，曹芝，张子墨，尚梦娟，李静，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。