自组装肽复合脱钙骨基质作为骨髓富集支架材料的实验研究

目的观察纳米自组装肽RADA16-Ⅰ与脱钙骨基质复合富集材料的表征及性能,为选择性细胞滞留技术(selective cell retention,SCR)提供一种优化的骨髓富集材料。方法 RADA16-Ⅰ在阳离子触发下与脱钙骨基质(demi-neralized bone matrix,DBM)构建复合材料。三维视频显微镜检测孔径大小,X线光电子能谱分析仪(XPS)检测RADA16Ⅰ-与DBM的结合情况,SCR技术检测复合材料对骨髓中有核细胞的富集效果,切片经HE染色后,光学显微镜下观察组织结构。结果 RADA16-Ⅰ水凝胶可有效黏附于DBM材料;RADA16-Ⅰ/DBM的孔径(220.55±158.54)μm显著小于DBM孔径(414.32±175.00)μm(P<0.05);RADA16-Ⅰ/DBM对骨髓中有核细胞的富集倍数为(6.05±0.96)倍显著高于DBM的(2.27±0.41)倍(P<0.05)。结论 RADA16-Ⅰ/DBM复合富集材料能够明显增强骨髓中有核细胞的黏附,可作为一种有效的骨修复材料。

TGF-β_3诱导大鼠前软骨干细胞向软骨细胞特性方向分化及其在KLD-12自组装肽纳米凝胶中的培养

目的探讨软骨组织工程方法中修复软骨缺损理想的种子细胞和支架材料。方法免疫磁珠分离纯化新生大鼠前软骨干细胞(PSCs),分别采用KLD-12自组装肽纳米凝胶三维培养(实验组)和普通培养瓶平面培养(对照组),用转化生长因子β3(TGFβ-3)诱导两组PSCs向软骨细胞特性方向分化。利用RT-PCR、免疫组化等方法测定其向软骨细胞特性方向分化过程中特异性细胞外基质Ⅱ型胶原(collagenⅡ)和聚集蛋白聚糖(aggrecan)表达的情况。结果RT-PCR和免疫组化检测结果表明KLD-12自组装肽纳米凝胶组细胞在诱导7、14 d后均有collagenⅡ和aggrecan表达,且RT-PCR检测结果表明KLD-12自组装肽凝胶组细胞的collagenⅡ和aggrecan mRNA表达水平较对照组高,其差异有统计学意义(均P<0.05)。结论TGFβ-3诱导后的PSCs可向成软骨方向分化,诱导后的PSCs与KLD-12自组装肽凝胶复合有望构建组织工程化软骨,KLD-12自组装肽纳米凝胶是较好的软骨组织工程细胞支架。

自组装肽包裹嗅神经鞘细胞抑制脊髓损伤后胶质瘢痕形成并促进轴突再生

目的研究自组装肽包裹嗅神经鞘细胞(OECs)移植对大鼠脊髓损伤(SCI)后轴突再生的影响。方法成年雄性SD大鼠40只,行脊髓T_(10)节段背侧横断术,动物随机分为4组,每组10只。SAP-OECs组于间隙内移植SAP包裹的OECs悬液,SAp、OECs对照组同法分别移植等量SAP及DF12-OECs悬液;单纯全切对照组不做处理。术后2或4周过量麻醉处死动物,脊髓损伤节段连续冰冻矢状切片。行抗GAP-43和GFAP免疫组织化学和免疫荧光双标染色。结果SAP-0ECs组损伤区内有大量GAP-43免疫反应纤维,SAP组相较OECs及单纯半切对照组则可见相当数量GAP-43免疫反应纤维。OECs及单纯半切对照组损伤区周围可见一条致密度的GFAP阳性的反应性星形胶质细胞条带,而SAP组GFAP免疫反应纤维比对照组少,且多于SAP-OECs组。此外激光共聚焦显微镜下观察SAP-OECs组在损伤后4周GAP-43免疫反应纤维能通过位于脊髓损伤区尾端的GFAP阳性区域。结论自组装肽包裹嗅鞘细胞可以抑制脊髓损伤后胶质疤痕形成并促进轴突再生。

促细胞黏附生长的自组装肽水凝胶

随着细胞与组织工程的迅猛发展,能够促进细胞黏附、生长和分化的生物材料基质支架的研究日益重要。具有生物相容性且含水量超过99%的自组装肽水凝胶因其很好地符合理想的生物材料基质支架标准而备受重视。这类自我互补的两亲寡肽含50%的带电残基,并且以交替的离子亲水性和不带电的氨基酸残基周期性重复为特征;在其寡肽的氨基末端可用直接固相合成法修饰几个短序列生物活性模体进行功能化,用以促进不同细胞的黏附生长和靶向定位。现对自组装肽水凝胶的结构特征、自组装机制、对细胞黏附生长的影响以及未来自组装肽生物材料设计的目标进行综述。

新型自组装肽纳米纤维支架材料的生物安全性评价

目的评价新型自组装肽纳米纤维水凝胶支架材料D-RADA16的生物相容性及安全性,为该材料的临床推广应用提供试验依据。方法根据GB/T 16886.1-2011/ISO 10993-1∶2009《医疗器械生物学评价标准》,选取体外细胞毒性试验、全身急性毒性试验、皮内刺激试验、溶血试验、热源试验、微核试验评价D-RADA16的生物相容性。结果细胞毒性试验中,材料共培养组相对增殖率均>90%,细胞毒性为1级,材料无细胞毒性。溶血试验结果显示,生物材料D-RADA16的溶血率为0.96%,符合<5%的国家标准。各组小鼠活动正常,7 d内无小鼠死亡,各组动物未见中毒症状或不良反应,7 d后各组小鼠体质量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。7 d后处死动物,肝、脾、肾大体观察和苏木精-伊红染色法染色未见异常。热原试验显示,3只动物体温升高,最高0.5℃,升高总数为1.2℃,符合<1.4℃的国家标准。皮内刺激试验显示,兔各时间点注射肽溶液后原发性刺激指数均为0分。遗传毒性试验显示,各实验组与阴性对照组微核数比较,差异无统计学意义(P>0.05),各实验组与阳性对照组微核数比较,差异有统计学意义(P<0.05),材料未见明显致突变性。结论新型纳米生物支架材料D-RADA16无细胞毒性、溶血作用、急性毒性、致热原性、皮肤刺激性、遗传毒性,具有良好的生物安全性和生物相容性,为材料进一步的细胞生物学研究及临床应用提供理论依据。

新型自组装肽组织工程支架的研究进展

自组装肽组织工程支架是由互补的两性寡肽组成的纳米级并具有自组装特性的一类新型支架。其纳米级的微观结构与天然细胞外基质类似,这一特性使其成为一种真正的三维细胞培养支架。因此,这类支架具有一些其他支架所无法比拟的优势和特点。下面就自组装肽组织工程支架的结构、特点和应用作一综述。

功能化自组装肽水凝胶在细胞培养中应用

自组装肽水凝胶是一类能够在特定的条件下利用疏水作用、静电作用、氢键、范德华力等非共价作用力来形成内部高度有序结构的多肽分子凝胶。自组装多肽凝胶具有易于设计合成、低免疫原性、低炎症反应、良好组织相容性、生物利用度高等特点,可为各种细胞提供近似于天然的细胞外基质,促进细胞增殖、分化、黏附等细胞生物学行为。因此,自组装肽水凝胶是细胞培养理想支架,具有广阔应用前景。本文主要对功能化自组装肽凝胶在干细胞、成骨细胞、内皮细胞、肿瘤细胞培养中的应用进行综述,期望为功能性自组装肽水凝胶在细胞培养中应用提供理论依据。

自组装肽在牙体牙髓牙周病学领域的研究进展及应用热点

背景:随着自组装肽的研究越来越深入,因其无毒性和良好的生物相容性等特点被认为是一种极具潜力的生物材料,为将来口腔医学的治疗提供应用前景。目的:综述自组装肽在牙体牙髓牙周病学领域的应用以及将来可能面临的挑战及走向。方法:以"self-assembling peptides,periodontal disease,dental pulp stem cells,Regenerative Medicine,tissue engineering,Dental Pulpcytology"为英文检索词,以"自组装肽、牙周病、牙髓干细胞、再生医学、组织工程、牙髓细胞学"为中文检索词,在中国知网、万方数据和PubMed数据库检索有关于自组装肽研究的相关文献,检索时限为2005-2021年,应用摘要检索进行检索。最终选用参考文献共63篇,并进行系统的归纳、总结和分析,对自组装肽在口腔医学领域的研究新进展及挑战进行全面阐述。结果与结论:(1)自组装肽是由氨基酸分子通过分子内/分子间相互作用结构发生自发和可逆地组装过程的一种生物纳米材料。(2)大量实验研究表明,自组装肽作为一种支架可以促进细胞的增殖、分化、迁移和产生细胞外基质成分,还可诱导血管形成,从而被广泛应用牙体牙髓及牙周组织再生。(3)然而目前其仍存在一些不足,如不同状态下稳定性的可变性,机械性能欠缺及不确定的免疫原性等,这提示未来研究中应将重点更侧重于如何增强结构的稳定性,提高机械强度及设计出更加功能化的自组装肽支架。(4)现阶段大量基础研究都趋向性地表现出自组装肽与牙髓干细胞联用较牙髓干细胞单独使用有更多组织再生和成骨的能力。(5)由于自组装肽具有自身稳定性方面的劣势,当其应用到临床上时展现的长期疗效还需要更多的临床试验来证实,但这不阻碍其成为未来研究的热点,从而为牙体牙髓牙周病学领域领域的治疗策略开辟新道路。

自组装肽纳米纤维支架及其在组织工程的应用

自组装肽纳米纤维支架(SAPNS)是近年来被广泛研究的一种生物支架材料,其在三维细胞培养、组织修复与再生等领域得到了越来越多的应用。本综述在介绍SAPNS研究现状的基础上,按外、中、内3个胚层来源组织的顺序阐述了SAPNS在组织工程中的应用进展、存在问题及展望。

自组装短肽水凝胶治疗肿瘤的作用

背景:自组装短肽水凝胶具有良好的生物相容性、可控的物理化学性质和释放性能,在组织工程、药物输送和生物传感等领域具有广泛的应用潜力。目的:总结近年来自组装短肽水凝胶在肿瘤治疗中的研究进展。方法:以“自组装短肽,水凝胶,缓释载体,抗肿瘤,肿瘤治疗;Self-assembling peptide,hydrogel,sustained release,antitumor,tumor therapy”为检索词,检索中国知网、PubMed、Elsevier ScienceDirect数据库2000-2024年发表的相关文献,最终纳入81篇文献进行综述。结果与结论:自组装短肽水凝胶作为一种新型的生物活性材料,可以作为缓释药物载体负载多种抗肿瘤药物、免疫抑制剂等,靶向肿瘤部位、诱导肿瘤细胞死亡、降低药物使用剂量、提高肿瘤部位药物蓄积量,从而降低毒副作用和多药耐药性的产生概率。此外,具有天然活性的抗肿瘤水凝胶能够不依赖于药物直接杀伤肿瘤细胞,单独使用能够最大限度避免抗肿瘤药物的毒副作用。

自组装多肽在牙体组织修复中的应用研究进展

自组装多肽具备特定的氨基酸序列和结构,能够在特定条件下激发内部自由能,促使分子自发组装成具有更高物理化学稳定性的纳米结构。这一技术广泛应用在组织工程、抗癌和抗菌领域,并在牙体组织修复中展现出巨大的应用潜力。本文综述了自组装多肽的组装机制、形态及其在牙体组织修复中的应用,探讨了自组装多肽设计的关键点,并总结了该领域面临的挑战和未来的发展方向。

生长分化因子5基因转染大鼠脂肪干细胞在RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶中的培养

目的:将生长分化因子5(GDF-5)基因转染于大鼠脂肪干细胞并将其培养于RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶,并比较其与二维培养大鼠脂肪干细胞成软骨细胞分化效率。方法:选取雄性SD大鼠采用酶消化-密度梯度离心法提取脂肪干细胞行体外培养,并通过流式细胞术鉴定脂肪干细胞。采用LipofectamineTM2000进行脂质体pcDNA3.1(+)/GDF-5重组质粒瞬间转染大鼠脂肪干细胞。将转染大鼠脂肪干细胞分别置于三维RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶(实验组)及普通二维培养基培养(对照组)。通过RT-PCR、免疫组化及免疫荧光等方法检测培养1和2周后特异性细胞外基质Ⅱ型胶原蛋白(CollagenⅡ)和蛋白聚糖(Aggrecan)表达水平。结果:RT-PCR、免疫组化及免疫荧光检测结果表明RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶组细胞在诱导7d后有CollagenⅡ和Aggrecan表达,并且RT-PCR检测结果表明RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶组细胞的CollagenⅡ和Aggrecan mRNA表达水平较对照组高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:三维RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶有利于生长分化因子5转染脂肪干细胞Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖的表达,促进生长分化因子5转染脂肪干细胞向成软骨细胞方向分化,RAD16-Ⅱ自组装肽纳米凝胶是较好的软骨组织工程细胞支架。

自组装肽纳米纤维支架用于骨修复的研究进展

目的对自组装肽纳米纤维支架的生物学特性及用于骨修复的研究进展进行综述。方法广泛查阅近年国内外有关自组装肽纳米纤维支架和骨修复研究的文献,并进行综合分析和总结。结果自组装肽纳米纤维支架由氨基酸构成,具有良好的生物相容性,其降解产物无毒性。自组装肽纳米纤维形成的微环境与细胞外基质高度相似,且生长因子的控释和功能基序的修饰显著提高了该材料的生物活性。大量体外细胞复合培养及动物体内骨缺损修复实验结果显示,该支架可促进细胞的黏附、增殖和分化,且有利于体内新骨组织形成。结论自组装肽纳米纤维支架有望成为理想的骨修复材料,但其生物力学性能有待进一步提高。

借助自组装多肽水凝胶构建高活性复层结膜上皮细胞片

目的:评价RAD16-Ⅰ自组装多肽水凝胶构建复层结膜上皮细胞片的效果,并探讨其作用机制。方法:酶消化法提取兔结膜上皮细胞(rCECs),倒置显微镜观察其形态,阿尔辛蓝-过碘酸-希夫染色检测杯状细胞,免疫荧光检测特异性蛋白细胞角蛋白4(CK4)和黏蛋白5AC(MUC5AC)的表达;磷脂酶脱细胞法制得脱细胞的细胞外基质(dcECM),用HE染色、免疫荧光染色及DNA含量检测评估脱细胞效率;基质复水率及降解率检测dcECM性质;用RAD16-Ⅰ混合rCECs后种植于dcECM制得复层结膜上皮细胞片,探讨RAD16-Ⅰ对结膜上皮细胞活力、增殖能力及胞间连接的影响。结果:(1)rCECs整体呈圆形或椭圆形铺路石样改变,特异性蛋白CK4和MUC5AC均为阳性;(2)磷脂酶脱细胞法充分去除异种细胞成分而完整保留天然细胞外基质,dcECM的复水率和降解率与天然结膜相比无显著差异;(3)细胞片检测可见RAD16-Ⅰ能够增强细胞活力、增殖能力、黏附能力及细胞复层能力。结论:RAD16-Ⅰ可以促进细胞快速复层,该过程可能与其增强细胞的活力、增殖能力及胞间连接有关。

自组装多肽支架材料的研究进展

多肽分子可以利用氢键、疏水性作用、π-π堆积作用等非共价键力自组装形成形态与结构特异的多肽分子聚集体,如分子积木、分子开关、分子涂料及纳米纤维等,由于多肽分子良好的生物相容性和可调控的降解性,自组装多肽在组织工程、药物缓释等方面表现出巨大的应用潜力。本文总体介绍了多肽自组装的几种结构模型及自组装的设计原则,重点叙述了自组装多肽作为组织工程支架材料的研究进展。

电喷雾质谱技术研究反应条件对三种含硫氨基酸自组装成肽的影响

研究了三氯氧磷辅助下3种含硫氨基酸的自组装成肽反应,利用电喷雾质谱技术,考察了反应时间、温度和溶剂对3种含硫氨基酸成肽反应的影响,比较了三氯氧磷辅助下3种含硫氨基酸成肽的反应活性。可为寡肽的合成提供一种新的方法。

融合自组装双亲短肽提高碱性果胶酶热稳定性

考察了N-端融合自组装双亲短肽（SAP）对PGL热稳定性的影响.将6种具有不同疏水性和柔性的SAP融合至Bacillus sp.WSHB04-02 PGL N-端,得到融合酶PGL-S1、PGL-S2、PGL-S3、PGL-S4、PGL-S5和PGL-S6.与PGL相比,融合酶的55℃半衰期（t1/2）提高9.69 ～ 72.03倍;PGL-S1比酶活提高1.5倍达到458.52 U/mL,其他融合酶比酶活下降38.27％ ～93.94％.此外,6种融合酶Km均较PGL显著下降;S1-PGL的kcat/Km提高3.52倍,其他融合酶kcat/Km则下降38％以上.所有SAP-PGL融合酶最适反应pH均在pH 9.4～10.6,符合其工业应用环境要求.上述结果表明,N-端融合SAP能有效提高PGL热稳定性和催化活性,获得的融合酶S1-PGL具有理想的应用前景.

自组装短肽系统及其材料学应用

模仿天然蛋白质的氨基酸序列设计自组装短肽作为纳米材料近年来引起了人们极大的兴趣。本文介绍了几个发展较为成熟的自组装短肽材料以及它们在纳米医学和纳米生物技术等领域的应用,阐述了自组装短肽作为新型纳米材料的巨大潜力。

自组装短肽RAD16-Ⅰ构建抗肿瘤药物原位水凝胶的初步研究

目的:探索自组装短肽RAD16-Ⅰ构建抗肿瘤药物原位水凝胶的可能性。方法:采用流变仪测量含与不含抗肿瘤药物紫杉醇的0.1%、0.2%、0.5%RAD16-Ⅰ水溶液与等体积的磷酸盐缓冲液(PBS)混合前后的储存模量(G′)、损耗模量(G″)、相位角(Δ)等流变学参数;通过倒置显微镜观察含与不含紫杉醇的RAD16-Ⅰ水溶液加入乳腺癌MDA-MB-435S细胞的培养基后形成的水凝胶状态及对细胞形态的影响(与紫杉醇水溶液比较)。结果:在含与不含紫杉醇的RAD16-Ⅰ水溶液中,G′近似或略大于G″,随RAD16-Ⅰ浓度增加G′和G″变化很小;与不加PBS比较,加入PBS后G′显著增加且呈浓度依赖性,G″也有增加但增加幅度比G′要小很多,Δ显著变小。含紫杉醇的RAD16-Ⅰ溶液在细胞培养基中能形成并保持水凝胶状态,水凝胶与同浓度紫杉醇水溶液作用于细胞相同时间后的细胞形态基本相同。结论:含紫杉醇的RAD16-Ⅰ水溶液可在模拟生理条件下形成水凝胶,并保持凝胶状态和紫杉醇固有的抗肿瘤作用。

自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ水凝胶在肿瘤细胞三维培养中的应用

背景：已有研究表明培养在三维环境中的细胞,其基因表达模式和生物学活动更接近生命有机体。目的：拟采用自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ水凝胶建立乳腺癌细胞MDA-MB-231的三维培养体系以揭示自组装纳米短肽在肿瘤细胞三维培养中的作用。设计、时间及地点：体外观察实验,于2006-09/2007-12在四川大学华西医院纳米生物医学技术与膜生物学研究所细胞学实验室完成。材料：RADA16-Ⅰ由美国BD公司提供;人乳腺癌细胞株MDA-MB-231由中国科学院上海细胞生物学研究所提供。方法：利用圆二色谱仪、原子力显微镜、流变仪对三维培养基质RADA16-Ⅰ水凝胶进行材料表征。通过F-肌动蛋白及细胞核的荧光复染来揭示细胞在三维环境中的细胞形貌。利用钙黄绿素AM对活细胞进行荧光染色,观察细胞在三维基质中的存活力。主要观察指标：①RADA16-Ⅰ的二级结构,纳米纤维网络,凝胶流变性质。②MDA-MB-231在三维培养中的细胞表型,细胞活性。结果：①自组装短肽RADA16-Ⅰ形成了纳米纤维网络结构,纤维直径20-50nm,具有类似体内细胞外基质的结构,形成基质凝胶后可模拟体内的细胞微环境,用于细胞的三维培养。②MDA-MB-231细胞在三维基质中生长呈现出纺锤状的细胞形貌,在基质中的生存状态均较好,细胞与材料具有较好的生物相容性。结论：自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ有良好的结构与性能,能充分支持MDA-MB-231细胞的三维培养。