糖胺聚糖在骨组织工程中的应用进展

骨组织缺损是目前最常见的医疗疾病之一。自体骨移植和同种异体骨移植等存在供体不足、移植物免疫反应及移植部位感染等不足,而骨组织工程(BTE)可通过合适的骨替代支架克服目前骨组织重建方法的局限性。骨支架材料应具有生物相容性、生物可再生性和仿生性。天然来源的糖胺聚糖(GAG)可模拟哺乳动物细胞外基质成分,具有稳定和持续释放生长因子、可调的孔隙率、磷酸钙成核位点、一定的黏弹性和保水性。因此,GAG具有调节生物矿化、稳定生长因子、促进细胞黏附及细胞信号转导等功能,可作为一种独特的生物材料广泛用于BTE。

哺乳动物体内的糖胺聚糖是氨基酸还是糖类

糖胺聚糖是哺乳动物体内一种特殊的多糖物质,具有复杂的生物作用及功能,本文将对糖胺聚糖家族的成员及其一般结构、功能及临床应用做详细介绍,以期为中学生物学相关内容的教学提供参考资料。

糖胺聚糖在骨组织工程中的作用机制及应用

背景:复杂骨缺损修复一直是临床上亟待解决的难题,利用生物功能化的组织工程材料促进骨组织再生修复是目前的研究热点之一。以往关于骨组织材料生物化修饰的研究集中于细胞内信号分子的修饰,而对胞外信号分子的修饰和调控作用研究较少。糖胺聚糖作为细胞外基质的重要信号分子,修饰于支架材料中发挥成骨作用是目前新兴研究方向。目的:对糖胺聚糖在骨组织工程的作用机制和应用进展做一综述。方法:检索PubMed数据库和中国知网收录的有关糖胺聚糖参与调控骨组织再生修复及其在骨组织工程中的作用机制与应用的文章,英文检索词为“glycosaminoglycans,proteoglycans,bone tissue engineering,bone tissue engineering materials,osteogenic differentiation”,中文检索词为“糖胺聚糖链、蛋白聚糖、骨组织工程、骨组织工程材料、成骨分化”。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留质量和相关性较高的文章85篇进行综述。结果与结论:(1)糖胺聚糖作为细胞外基质的重要组成部分和信号分子,不仅可以与生长因子结合协助其扩散,还可以促进受体与配体之间的相互作用从而调控骨再生信号通路传导。(2)在骨组织工程中,糖胺聚糖经过化学修饰和交联,或与其他天然或合成聚合物联合修饰于细胞支架中支持细胞黏附和增殖,以及作为信号分子为生长因子提供结合位点稳定生长因子并促进内外源性生长因子与其相应受体结合,可以实现有效的骨组织再生。(3)关于糖胺聚糖在骨组织工程中的应用还有诸多问题未解决,如糖胺聚糖局部长期应用的形式和安全性、对成骨细胞命运的确切作用机制以及合成纯化等问题,还需后续研究不断完善。

复合酶解提取牡蛎糖胺聚糖及其降血糖活性

以福建牡蛎为原料,采用单因素试验和响应面法优化试验确定牡蛎糖胺聚糖复合酶解提取的工艺条件,并对其α-葡萄糖苷酶抑制活性进行研究。结果显示,当料液比为1∶15(g/mL)、起始pH8.0、复合酶添加量2.20%、复合酶质量比(中性蛋白酶∶胰蛋白酶)1∶1.20、酶解温度50℃、酶解时间4 h时,可以达到对牡蛎糖胺聚糖最佳的提取效果,提取率为(0.71±0.02)%。体外α-葡萄糖苷酶的抑制结果显示,牡蛎糖胺聚糖对α-葡萄糖苷酶的抑制作用在0.2~1.0 mg/mL时呈正相关,当牡蛎糖胺聚糖样品浓度为1.0 mg/mL时,对α-葡萄糖苷酶抑制率可达到42.65%,表明其具有一定的降血糖功效。

不同硫酸化程度的糖胺聚糖成软骨作用的体外研究

目的本研究旨在探讨硫酸软骨素(CS)、硫酸皮肤素(DS)与肝素(HEP)对软骨形成细胞成软骨分化和小鼠关节软骨状态维持的作用及其机制。方法小鼠软骨发生细胞系(ATDC5)和小鼠关节软骨组织块在含不同硫酸化程度糖胺聚糖的培养基中培养后,使用细胞增殖试验、阿利新蓝染色、实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹(Western blot)分析来观察细胞增殖、成软骨分化、软骨形成、软骨组织维持的作用,并进一步探讨其潜在机制。结果HEP和DS主要通过激活骨形态发生蛋白(BMP)信号通路,CS主要通过激活蛋白激酶B(AKT)信号通路促进软骨形成细胞的增殖能力、提高基质蛋白多糖的生成、增加Sox9、Ⅱ型胶原蛋白(Col2a1)和聚集蛋白聚糖(Aggrecan)的表达水平。结论本研究探讨了不同硫酸化程度的糖胺聚糖对细胞成软骨与软骨稳态的维持作用差异及其机制,HEP有助于促进软骨形成和维持软骨组织正常状态,CS在损伤软骨组织再生方面效果更好。

趋化因子CCL11-糖胺聚糖-趋化因子受体CCR3的相互作用研究

目的 探究趋化因子CCL11与受体CCR3、糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAGs)相互作用过程及机制,为深入阐明CCL11-GAGs-CCR3相互作用关系提供理论参考。方法 利用基因工程技术,构建筛选了CCR3-EGFP单分子表达水平的CHO稳转细胞系,利用全内反射荧光成像(total internal reflection fluorescence,TIRF)与等温滴定量热(isothermal titration calorimetry,ITC)技术研究了不同体外溶液条件下GAGs与CCL11的相互作用,并利用趋化实验及活细胞单分子成像实验考察了GAGs-CCL11对CCR3-EGFP稳转细胞趋化行为的调控及CCR3-EGFP在细胞膜上聚集状态的影响。结果 随着硫酸软骨素链长度的增加,其与CCL11结合放热增多,表明其相互作用力增强,其促进CCL11聚集作用增强。单分子荧光成像技术结合趋化试验研究发现,不同种类及不同比例的GAGs均会影响CCL11与CCR3的相互作用,GAGs的加入,抑制了CCL11对CCR3-EGFP稳转细胞的趋化效应及促CCR3-EGFP聚集的能力,且随着硫酸软骨素分子质量的增加,抑制作用显著增强。结论 GAGs的存在可以显著调控CCL11的聚集状态,进而影响其与受体CCR3的相互作用,本研究为进一步阐明CCL11-GAGs-CCR3相互作用关系提供了一定的实验基础。

蜗牛糖胺聚糖的含量测定及方法学验证

目的:采用1,9-二甲基亚甲蓝光度法测定4种蜗牛制品中糖胺聚糖的含量,并对检测方法进行方法学验证。方法:采用1,9-二甲基亚甲蓝光度法测定蜗牛糖胺聚糖含量,对该方法的专属性、线性、重复性、精密度、准确度、稳定性及耐用性进行考察,并采用该方法测定4种蜗牛制品中糖胺聚糖的含量。结果:该方法测定蜗牛中糖胺聚糖含量具有良好的专属性,最大吸收波长为520 nm;在520 nm波长下测定白玉蜗牛干制品、光亮大蜗牛干制品、白玉蜗牛黏液冻干品、光亮大蜗牛黏液冻干品中糖胺聚糖的含量分别为4.10%、1.90%、15.85%、9.31%。结论:该方法经考察后其专属性、线性、重复性、精密度、加样回收率、稳定性及耐用性均符合相关规定,且操作简便。

中华白玉蜗牛来源糖胺聚糖的提取、分离及其抗氧化活性分析

糖胺聚糖是一种重要的药用活性寡糖,由于蜗牛糖胺聚糖的提取工艺尚不发达,使得蜗牛糖胺聚糖提取物中具有药理活性的有效结构仍不清楚,本文通过优化糖胺聚糖提取工艺,利用化学酶法联合丙酮循环脱脂工艺,经乙醇沉淀从蜗牛不同组织中提取糖胺聚糖,通过咔唑反应对蜗牛肌肉、内脏及黏液中的糖胺聚糖进行定量分析,结果显示,蜗牛肌肉、内脏及黏液中的糖胺聚糖提取率分别为0􀆰776%,1.961%和0.573%,二糖组分分析显示,蜗牛二糖组成以ΔUA2S-GlcNAc为主(98%),并有少量ΔUA2S-GlcNS存在。生物活性分析表明,从蜗牛肌肉、内脏和黏液中提取的糖胺聚糖均具有较高的抗氧化活性。其中,10 mg·mL^(-1)蜗牛黏液糖胺聚糖的总抗氧化能力(T-AOC)最高,为0.6064μmol·mL^(-1),其DPPH·自由基清除率也最高,为64.15%。本研究为蜗牛来源药用糖胺聚糖活性寡糖的制备分析提供研究基础。

珠母贝糖胺聚糖的结构初探及其生理活性

以马氏珠母贝全脏器为原料提取、纯化后所得的珠母贝糖胺聚糖PG2 - 3- 2 ,经醋酸纤维素薄膜电泳显示其迁移率相对接近于 6 -硫酸软骨素 (C - 6 -S) ,红外光谱类似于C - 6 -S。抗肿瘤试验结果显示 :PG2 - 3- 2对体内S180肉瘤和艾氏腹水癌可显著增敏临床抗癌药的抑瘤作用 ,抑瘤率分别达 6 1.96 %与 46 .3%。并有抗凝血作用。

珠母贝糖胺聚糖的纯化及其化学性质

珠母贝糖胺聚糖粗制品经吸附、等电点沉淀、醇沉、溴化十六烷基三甲铵（ＣＴＡＢ）络合等法进行分离纯化，得一糖胺聚糖级分。经醋酸纤维素薄膜电泳显示为单一区带。化学组成分析表明：该级分氨基已糖含量较高（７１．３％），其中以氨基半乳精为主（５９％），含有少量的已糖醛酸，含硫酸基、半乳糖、岩藻糖。元素分析表明其碳、氢、氮、硫的含量分别为３７．７％、５．８％、５．８％、３．０％。对级分的残余氨基酸分析表明，８４．２％氨基酸已被清除。

海蜇糖胺聚糖提取、纯化及其降血脂作用研究

目的以海蜇为原料,研究海洋软体动物的糖胺聚糖的提取、纯化工艺步骤,优化酶解条件;同时,对其糖胺聚糖的降血脂作用进行初探。方法经多酶水解、醇沉后得海蜇糖胺聚糖粗制品(R-GAG),再经吸附、透析、醇沉及CTAB络合沉淀后得海蜇糖胺聚糖纯化物;动物实验,造高脂血症小鼠模型,灌喂海蜇糖胺聚糖粗品20d后,分别通过LRC法、乙酰丙酮显色法测定小鼠血清总胆固醇和甘油三酯水平。结果海蜇糖胺聚糖粗提工艺中最适酶解条件是:木瓜蛋白酶1.5%,枯草蛋白酶1.5%,酶解5h;动物实验,10 g.kg-1R-GAG灌喂高脂血症小鼠20d后,其血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平分别下降为6.83±1.09(P<0.05),4.06±1.28mmol.L-1(P<0.01)。结论经多酶水解得海蜇糖胺聚糖粗制品具有显著的降血脂作用。

翡翠贻贝糖胺聚糖的制备及其生理活性初探

探讨了翡翠贻贝中提取糖胺聚糖的蛋白酶水解及乙醇沉淀等条件。所制备的翡翠贻贝糖胺聚糖含GAG72 .1% ,经动物实验 ,当剂量为 80mg/kg体重时 ,对昆明小鼠移植性肿瘤S - 180的抑瘤率可达 5 2 .4% 。

壳多糖-胶原-糖胺聚糖凝胶人工皮肤的制备

目的 研制一种新型的凝胶类人工皮肤。方法 制备壳多糖 胶原 糖胺聚糖 (GAGs) 成纤维细胞真皮替代物 (DE) ,随后在“成熟”的DE表面接种KC ,先浸没培养 ,再气液界面培养 ,构建完整的人工皮肤。对人工皮肤行组织学分析。结果 人工真皮浸没培养将发生一定程度的收缩 ,接种角质形成细胞将促进其收缩。液气界面培养一定时间后的人工皮肤有结构致密的真皮和分化良好的表皮。结论 我们制作的壳多糖 胶原

近江牡蛎糖胺聚糖的酶解提取及其抗肿瘤活性研究

探讨酶解法提取近江牡蛎糖胺聚糖(SG1)的条件,结果表明:先用枯草杆菌中性蛋白酶1.0%(质量分数),pH7.0,50℃酶解5h,再加胰蛋白酶1.0%(质量分数),pH7.8,50℃酶解5h效果最佳。粗提物SG1的得率为2.40%,总糖胺聚糖含量为13.6%,总糖含量为61.3%。采用四氮唑蓝还原法(MTT法)研究粗提物SG1对人宫颈癌细胞(Hela细胞)的体外抗肿瘤活性,结果显示:500μg/mL剂量组与600μg/mL剂量组48h时的抑制率分别为43.1%(P<0.05),55.8%(P<0.05),近江牡蛎糖胺聚糖粗提物SG1具有较明显的抗肿瘤活性,存在一定的量效关系。

缢蛏糖胺聚糖的提取分离及其体外抗肿瘤活性的初步研究

缢蛏肉经胰酶和枯草杆菌中性蛋白酶酶解提取 ,经过分离得粗糖胺聚糖SG1,再经初步纯化得到精制的糖胺聚糖SG3,结果表明 ,胰酶和枯草杆菌中性蛋白酶用量分别为贝肉重量的 1.2 %和 0 .8% ,水解时间为 3h效果最佳 ;SG1得率为 1.5 % ;SG3的总糖含量从SG1的 4 9.7%提高到 73.2 % ,总氮含量从 8.3%降至2 .7% ;SG3的电泳行为表明可能含有 2个以上的组分 ;初步的体外抗肿瘤试验表明 ,SG1对HL 6

毛蚶糖胺聚糖的理化性质及其对小鼠免疫脏器影响的初步研究

以毛蚶全脏器为原料,分离提取糖胺聚糖(SSG),经分级纯化得到三个主要级分,对其理化性质及其对小鼠免疫脏器的影响进行初步探讨。成分分析表明:三个主要级分组成均主要以氨基己糖为主,含有己糖醛酸、硫酸基;红外光谱显示纯化毛蚶SSG的三个级分均含有糖胺聚糖的特征基团。动物实验表明毛蚶糖胺聚糖SSG对正常小鼠的生长无明显的不良作用,SSG低、中、高剂量组(50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg)均可显著提高正常小鼠和免疫低下小鼠胸腺、脾指数。

壳多糖-胶原-糖胺聚糖凝胶人工皮肤的初步研究

目的 研制一种新型的胶原凝胶类人工皮肤。方法 制备壳多糖 -胶原 -糖胺聚糖 (GAGs) -成纤维细胞真皮替代物 (DE) ,观察成纤维细胞 (FB)在凝胶中的生长情况和不同因素对凝胶收缩的影响 ,并绘制 FB生长曲线和凝胶收缩曲线。了解不同含量壳多糖对 FB和角质形成细胞 (KC)生长的影响 ,不同含量壳多糖 DE的抗感染能力。再于“成熟”的 DE表面接种 KC,先浸没培养 ,后行气液界面培养 ,构建完整的人工皮肤。对 DE和人工皮肤行组织学和电镜分析。结果 DE收缩度与 FB数量呈正比 ,终末收缩度与胶原蛋白浓度成反比 ;FB在凝胶中 2～ 9天呈指数增生。 DE基质配方对 FB的生长无明显抑制作用 ,但可促进 KC的生长 ,对金黄色葡萄球菌的抑制作用随壳多糖含量增大而增强。扫描电镜示 DE有丰富的微孔结构。人工皮肤组织学观察见类似于正常皮肤 ,有分化良好的表皮和致密的真皮。结论壳多糖 -胶原 - GAGs胶原凝胶人工皮肤是一种新型、有一定抗感染能力的活人工皮肤。

牡蛎糖胺聚糖小鼠体内抗病毒作用的实验研究

目的研究牡蛎糖胺聚糖（O-GAG）对Ⅰ-型单纯疱疹病毒（HSV-1）感染小鼠的治疗作用以及对免疫功能的影响。方法采用HSV-1感染小鼠模型和细胞培养的方法，通过观察小鼠的生存时间、死亡率、胸腺和脾指数以及巨噬细胞的吞噬功能，分析O-GAG的抗病毒作用。结果O—GAG10～40mg·kg^-1能显著降低HSV-1感染小鼠的死亡率，延长其存活时间，并明显提高病毒感染小鼠的胸腺指数和脾指数；增强巨噬细胞吞噬能力。结论牡蛎糖胺聚糖对Ⅰ-型单纯疱疹病毒感染小鼠有一定的治疗作用并能提高小鼠的免疫功能。

糖胺聚糖分析测定的研究进展

糖胺聚糖是一类重要的生物大分子。综述了利用分子光谱法、高效液相色谱法、电泳法、质谱法和电化学等方法对其进行分析测定的研究进展。

大鼠肾脏糖胺聚糖的种类及二糖组成分析

采用两步酶解和离子交换色谱从Wistar大鼠肾脏中提取糖胺聚糖,以醋酸纤维素薄膜电泳分析糖胺聚糖种类,以弱阴离子交换色谱分离各种糖胺聚糖。纯化后的糖胺聚糖分别经特定糖胺聚糖酶裂解,采用强阴离子交换高效液相色谱(SAX-HPLC)紫外检测分析其二糖组成。结果表明,Wistar大鼠肾脏糖胺聚糖主要由硫酸乙酰肝素和少量硫酸皮肤素组成。硫酸乙酰肝素含有8种二糖,其中含有乙酰基二糖总含量高达77.6%,非硫酸化二糖(Ⅳ-A)含量为59.7%;硫酸皮肤素含有6种二糖,其中单硫酸化二糖总含量为54.8%,非硫酸化二糖含量为32.9%。