一种人子宫内膜体外三维动态培养体系、三维培养物和应用

本发明属于器官替代，具体涉及一种人子宫内膜体外三维动态培养体系、三维培养物和应用。

背景技术：

1、子宫内膜是胚胎植入物的“土壤”，对胚胎着床和妊娠维持至关重要。与大多数黏膜组织不同，子宫内膜受下丘脑-垂体-卵巢轴调节，在卵巢性激素雌二醇-17β(estradiol-17β，e2)和孕酮(progesterone，p4)的作用下，经历周期性的增殖、分化、凋亡、组织脱落和修复。子宫内膜的异常会导致许多女性常见疾病，包括宫腔粘连、子宫内膜异位症、子宫腺肌症、胚胎植入失败、复发性流产和子宫内膜癌等。

2、尽管传统的体外模型，如二维细胞培养模型和动物模型，为疾病生理病理过程的研究做了大量贡献，但二维细胞模型在模拟细胞的形态结构和体内生理微环境中的细胞间相互作用、物质交换和血流灌注等方面仍有所欠缺，动物模型则因种属的不同，在细胞、遗传、免疫水平以及药代动力学方面存在较大差异，因此很多内膜相关疾病的发病机制仍未阐明，总体上缺乏有效的治疗方案，亟需一种更佳的体外研究模型，但由于子宫内膜结构的复杂性，以及月经周期中各类细胞在卵巢性激素调节下发生的动态变化等因素，导致目前缺少三维子宫内膜类器官培养模型。

技术实现思路

1、本发明提供了一种人子宫内膜体外三维动态培养体系、三维培养物和应用，提供了一种有血管网络的子宫内膜三维动态培养体系(echip)，并提供一种修复受损内膜的新材料或新策略。

2、本发明提供了一种人子宫内膜体外三维动态培养体系，包括复合细胞、水凝胶和培养基；

3、其中所述复合细胞包括人子宫内膜上皮类器官、人子宫内膜间质细胞和人脐带静脉内皮细胞。

4、优选的，所述复合细胞中，人子宫内膜上皮类器官、人子宫内膜间质细胞和人脐带静脉内皮细胞的数量比为(50～200)：(1万～5万)：(5万～20万)。

5、优选的，所述水凝胶的组成成分包括基质胶和纤维蛋白原；

6、所述培养基的组成包括改进的dmem/f12、n2补液、b27补液、胰岛素转铁蛋白硒、glutamax、n-乙酰-l-半胱氨酸、人重组蛋白上皮生长因子、人重组蛋白noggin、人重组蛋白rspondin-1、人重组蛋白fgf-10、y27632、alk-4，-5，-7抑制剂，a83-01、烟酰胺、内皮细胞基础培养液、内皮细胞生长补充物、胎牛血清和青霉素/链霉素溶液。

7、本发明提供了一种三维培养物的培养方法，包括以下步骤：将复合细胞与水凝胶混合形成细胞凝胶复合体，将所述细胞凝胶复合体置于微流控芯片中进行培养，培养过程中通过进液口更换培养基；

8、所述复合细胞包括人子宫内膜上皮类器官、人子宫内膜间质细胞和人脐带静脉内皮细胞；

9、所述水凝胶的组成成分包括基质胶和纤维蛋白原；

10、所述培养基的组成包括改进的dmem/f12、n2补液、b27补液、胰岛素转铁蛋白硒、glutamax、n-乙酰-l-半胱氨酸、人重组蛋白上皮生长因子、人重组蛋白noggin、人重组蛋白rspondin-1、人重组蛋白fgf-10、y27632、alk-4，-5，-7抑制剂，a83-01、烟酰胺、内皮细胞基础培养液、内皮细胞生长补充物、胎牛血清和青霉素/链霉素溶液。

11、优选的，进行所述培养时，微流控的流速设置为1～10μl/min，动态培养5天。

12、本发明还提供了利用上述培养方法得到的三维培养物。

13、本发明还提供了上述人子宫内膜体外三维动态培养体系或上述三维培养物在制备体外内膜器官培养模型中的应用。

14、本发明还提供了上述人子宫内膜体外三维动态培养体系或上述三维培养物在制备体内内膜损伤修复的试剂中的应用。

15、有益效果：本发明为实现血管化子宫内膜三维动态重构培养，将女性子宫内膜上皮类器官(上皮)、子宫内膜间质细胞(间质)和人血管内皮细胞(人脐静脉内皮细胞，huvecs)与水凝胶复合在微流控芯片中，通过微流控动态培养，形成具有血管网络、细胞增殖活跃、对雌孕激素具有应答反应的三维培养物(endometrium on a chip，echip)。本发明提供的三维培养物具有修复受损内膜的功能，进而提高胚胎种植的成功率，为疾病的诊断和治疗提供新的切入点。

技术特征：

1.一种人子宫内膜体外三维动态培养体系，其特征在于，包括复合细胞、水凝胶和培养基；

2.根据权利要求1所述人子宫内膜体外三维动态培养体系，其特征在于，所述复合细胞中，人子宫内膜上皮类器官、人子宫内膜间质细胞和人脐带静脉内皮细胞的数量比为(50～200)：(1万～5万)：(5万～20万)。

3.根据权利要求1所述人子宫内膜体外三维动态培养体系，其特征在于，所述水凝胶的组成成分包括基质胶和纤维蛋白原；

4.一种三维培养物的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：将复合细胞与水凝胶混合形成细胞凝胶复合体，将所述细胞凝胶复合体置于微流控芯片中进行培养，培养过程中通过进液口更换培养基；

5.根据权利要求4所述培养方法，其特征在于，进行所述培养时，微流控的流速设置为1～10μl/min，动态培养5天。

6.利用权利要求4或5所述培养方法得到的三维培养物。

7.权利要求1～3任一项所述人子宫内膜体外三维动态培养体系或权利要求6所述三维培养物在制备体外内膜器官培养模型中的应用。

8.权利要求1～3任一项所述人子宫内膜体外三维动态培养体系或权利要求6所述三维培养物在制备体内内膜损伤修复的试剂中的应用。

技术总结本发明公开了一种人子宫内膜体外三维动态培养体系、三维培养物和应用，属于器官替代技术领域。本发明首次提出将人子宫内膜上皮类器官、人子宫内膜间质细胞和人脐带静脉内皮细胞复合在由基质胶和纤维蛋白原组成的水凝胶中，结合微流控芯片的动态培养，形成具有血管网络、细胞增殖活跃、对雌孕激素具有应答反应的三维培养物。本发明提供的三维培养物具有修复受损内膜的功能，进而提高胚胎种植的成功率。技术研发人员：戴永东,张松英,赵凡萱,刘璐璐,林翔,童晓嵋受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17