背景:富血小板血浆水凝胶由于生长因子的突发释放与伤口部位蛋白酶的快速清除,导致生长因子在伤口部位的停留时间较短,近年来研究者关注利用水凝胶材料包封富血小板血浆,以改善富血小板血浆水凝胶的不足.目的:制备自组装多肽-富血小板血浆水凝胶,探究其对富血小板血浆生物活性因子释放的影响.方法:采用固相合成法合成自组装多肽,以D-PBS配制成溶液.将不同体积的多肽溶液分别与富血小板血浆、氯化钙/凝血酶溶液混合制备水凝胶,使体系中多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察成水凝胶状态,并体外检测富血小板血浆中生长因子释放情况.将质量分数1%多肽溶液与质量分数1%人血清白蛋白溶液混合激发多肽自组装,使多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察液体流动状态,并检测自组装多肽的流变力学性能.通过扫描电镜与透射电镜观察多肽(质量分数分别为0.1%,0.001%)-人血清白蛋白溶液的微观结构.结果与结论:①不同体积多肽溶液与富血小板血浆均可形成水凝胶,与富血小板血浆水凝胶相比,0.1%,0.3%多肽-富血小板血浆凝胶可缓解表皮生长因子、血管内皮生长因子的突发释放,延长释放时间至48 h.②添加人血清白蛋白后,0.1%多肽组仍呈流动液体,0.3%多肽组呈半液体状态,0.5%多肽组激发自组装形成水凝胶,确定富血小板血浆中人血清白蛋白可激发多肽自组装;随着多肽质量分数的提高,自组装多肽的存储模量越高,越容易成胶.③透射电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽纳米纤维较短且无序堆积;添加人血清白蛋白后,多肽纳米纤维明显变长,并且相互交联成束,形成致密的纤维网络结构.扫描电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽呈无序堆积的片状结构;添加人血清白蛋白后,多肽自组装成相互交联且有序密集排列的多孔状结构.④结果显示,新型自组装多肽可由富血小板血浆激发自组装,根据人血清白蛋白与多肽的比例可精准调节自组装效果,且多肽对富血小板血浆生长因子有缓释作用,可作为一种新型的生物材料应用于组织修复.

目的 设计二茂铁(Fc)偶联阳离子多肽(以下简称"多肽")的2种同分异构多肽[Fc-K(C8)FFHK、C8-K(Fc)FFHK]以及对照多肽[C8-K(C8)FFHK],探究Fc位置异构对多肽自组装行为及其抗菌效果的影响.方法 采用标准固相合成法合成位置异构的多肽,采用反相高效液相色谱法进行纯化;采用紫外可见分光光度法检测紫外吸收光谱,Zeta电位分析仪测定Zeta电位以分析多肽的稳定性;采用圆二色光谱(CD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、硫代黄素T(ThT)荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)等进行二级结构表征;通过体外活性氧(ROS)生成效率实验、生长曲线法测定实验、平板法实验、细胞毒性实验和溶血性实验评价2种同分异构多肽在抗菌活性和生物相容性上的差异.结果 合成了3种纯度均高于95%的多肽.稳定性实验结果显示,室温下放置24、96 h时,Fc-K(C8)FFHK、C8-K(Fc)FFHK的紫外吸收图谱几乎没有改变,二者的Zeta电位分别减少了0.3、0.5 mV.二级结构表征结果显示,Fc-K(C8)FFHK、C8-K(Fc)FFHK分别自组装成扭曲纳米带和短纳米纤维结构,C8-K(C8)FFHK自组装成圆柱状纳米纤维结构;光学图谱结果显示,3种多肽的β-折叠、α-螺旋等结构含量具有一定差异.体外ROS生成实验结果显示,Fc-K(C8)FFHK在pH 6.0时的ROS生成效率高于C8-K(Fc)FFHK.体外抗菌活性结果显示,对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,2种同分异构多肽的最低抑菌浓度(MIC)值均为50 μg/mL,远低于对照多肽的MIC值(400 μg/mL);对于大肠杆菌,Fc-K(C8)FFHK的抗菌活性优于C8-K(Fc)FFHK.细胞毒性实验和溶血性实验均结果显示,2种同分异构多肽均具有较好的生物相容性.结论 通过偶联Fc,能够提高多肽的抗菌活性;调节Fc在多肽序列中的位置,可调控多肽的自组装行为和抗菌效果.

背景:与传统生物材料相比,自组装短肽RADA16具有含水量高、结构稳定、生物相容性好及降解产物无毒等优点,近几年在细胞三维培养、组织修复、快速止血及药物/蛋白缓释等生物医学领域具有良好的应用前景.目的:综述短肽水凝胶RADA16基本结构与性能特点及其在生物医学领域的研究进展.方法:应用计算机检索CNKI,Medline及PubMed数据库2005年至2017年关于自组装短肽水凝胶RADA16的文献,中文检索关键词为"自组装短肽水凝胶;RADA16;支架;组织修复;止血;药物/蛋白缓释",英文检索关键词为"self-assembling peptide hydrogel;RADA16;scaffold;tissue repair;hemostasis;drug/protein release ".结果与结论:生理介质或特定盐溶液条件下,自组装肽类分子能够自发形成独特的β-折叠构型,并自组装成纳米纤维,作为新型组织工程支架材料不仅解决了细胞-材料界面不相容的问题,还具备有效模拟细胞外基质、提高细胞生物活性和维持三维环境等优势,RADA16自组装短肽及其衍生肽在三维细胞培养、组织修复、止血以及药物/蛋白缓释等方面展示了良好的开发应用前景,同时也面临诸多挑战,例如如何与新型生物高分子的整合及如何控制损伤靶点等.

研究探索自组装短肽R2I4R2在人皮肤成纤维细胞体外三维培养的应用效果与对创伤修复过程的作用.通过圆二色谱仪分析不同时间、温度和离子条件对其二级结构的影响;刚果红染色宏观检测短肽自组装情况;体外培养人皮肤成纤维细胞探索细胞在R2I4R2形成的纳米纤维网络中的生长状态及凋亡情况;建立SD大鼠皮肤创伤模型,HE染色与免疫组织化学检测其对皮肤创伤修复的病理变化.结果表明,R2I4R2在不同条件下均可形成较为稳定的二级结构;自组装24h后可形成均一稳定的膜片状结构,为细胞三维培养提供支架;人皮肤成纤维细胞可在R2I4R2形成的纳米纤维网络三维环境中生长且状态良好;动物实验表明,短肽R2I4R2可减少炎症、促进新生血管生成、加速皮肤创伤修复过程.自组装短肽R2I4R2作为新的纳米支架材料,可用于细胞三维培养与皮肤创伤修复.

背景:自组装短肽水凝胶作为一种新型的生物材料,被广泛应用于组织工程、药物释放、止血和抗菌剂等方面.目的:总结近年来自组装短肽水凝胶材料在不同出血模型中的止血效应和机制研究进展.方法:以"自组装短肽,水凝胶,止血,外伤;self-assembling peptide,hydrogel,hemostasis,trauma"为检索词,检索PubMed、CNKI、万方数据库2000至2018年发表的相关文献.结果与结论:自组装短肽材料具有可编程、黏弹性好、生物相容性高和低免疫原性等特性;自组装短肽在生理条件下可形成纳米纤维水凝胶,表现出良好的生物相容性,在不同外科手术伤口中,水凝胶可形成物理屏障,发挥止血效果,而不与凝血级联相互作用或受凝血级联影响,快速有效地控制出血而不伤害周围组织或细胞.合理利用短肽的抗菌和药物缓释特性,在保证快速止血效应的同时,改善伤口微环境,联合生物活性分子共同促进伤口愈合,是现阶段自组装短肽材料的重点研究方向之一.

目的 通过构建基于人血清白蛋白(HSA)的光学纳米探针(ICG-HSA-OPN),靶向合成型平滑肌细胞,实现对动脉易损斑块的精准识别.方法 HSA耦联骨桥蛋白(OPN)活性短肽后,于水溶液中通过静电作用包载吲哚菁绿(ICG)自组装为纳米颗粒.用透射电镜和紫外光谱对探针进行表征,CCK-8实验检测探针对MOVAS细胞系的毒性,激光共聚焦显微镜观察细胞摄取能力.结果 纳米颗粒呈球形,粒径均一,大小约为20 nm;紫外光谱显示ICG已成功包载入HSA纳米探针,CCK-8结果表明不同浓度纳米探针(ICG 0～100μg/ml)的细胞存活率与对照组的差异无统计学意义(P≥0.05);激光共聚焦显微镜下可见靶向OPN纳米探针组细胞摄取能力明显强于非靶向组.结论 本研究成功构建了能够特异性靶向易损斑块内合成型平滑肌细胞的纳米探针,且生物相容好.

目的 构建纳米自组装短肽RADA16-Ⅰ三维细胞培养模型,探讨卵巢癌细胞A2780三维培养的可能性.方法 采用透射电镜观察细胞支架材料结构特征;MTT比色法观察细胞粘附情况;通过荧光显微镜和DNA含量测定检测细胞生长情况;免疫组化法检测细胞粘附分子(整合素β1、E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白)表达情况;ELISA检测细胞相关因子(VEG-FA、EGF、FGF2、IGF1)表达水平;活性氧检测法检测支架材料中细胞氧活性情况.结果 与Matrigel和Ⅰ型胶原(Collagen Ⅰ)相比,纳米自组装短肽RADA16-Ⅰ具有较长纤维,且形成的纤维网架结构较为密集;A2780对短肽RADA16-Ⅰ的粘附力相似于Matrigel、Collagen Ⅰ(P＞0.05);三维培养第3天A2780开始聚集成团且活性良好,在RADA16-Ⅰ中细胞增殖相对Matrigel与Collagen Ⅰ较慢,但保持一定增殖速率;在RADA16-Ⅰ三维培养体系中,细胞氧活性良好,且细胞粘附分子(整合素β1、E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白)和细胞相关因子(VEGFA、EGF、FGF2、IGF1)均有表达.结论 纳米自组装短肽RADA16-Ⅰ可成为体外A2780研究的三维实验模型.

本研究通过自组装短肽探索其在软骨细胞体外三维培养的应用和对兔膝关节软骨损伤的修复作用.通过圆二色谱仪(CD)考察比较加入生长因子前后短肽二级结构的变化;原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)检测短肽微观结构;刚果红染色宏观观察短肽自组装情况.将SciobioⅡ形成的纳米纤维网络支架作为软骨细胞体外三维培养的材料,检测在细胞在短肽中的生长及凋亡情况;建立兔膝关节软骨损伤模型,通过HE染色检测软骨损伤修复过程的病理改变.结果 显示,在加入生长因子前后,短肽的二级结构未发生显著改变;短肽自组装24 h后可形成纳米支架结构,为细胞的三维培养提供了纳米微环境;人正常软骨细胞可以在短肽形成的三维纳米网络支架结构中生长;动物实验表明短肽可加快兔膝关节软骨损伤修复的进程.我们的研究发现,短肽可用于软骨细胞的三维培养,并对兔膝关节软骨损伤有较好的修复作用.

肿瘤已成为威胁人类生命的一大杀手,目前主要采用手术和放、化疗等手段进行治疗,但由于放、化疗的细胞选择性差、毒副作用明显且易引起肿瘤细胞产生耐受(/药)性,不利于肿瘤的持续治疗,因此亟待研发具有定向定位优势、毒副作用低的新型靶向药物.原位自组装多肽能识别肿瘤部位的特异性高表达物质,在肿瘤部位靶向性聚集形成稳定的纳米结构,实现精准和高效治疗,有望成为一种新型的抗肿瘤药物.本研究基于多肽原位自组装的设计理念,利用溶酶体内组织蛋白酶L的催化活性,设计了靶向溶酶体且能够原位自组装的多肽分子Fmoc-FFRIKFERQ-OH,研究了该分子的自组装特性及抗肿瘤活性.结果显示,在体外酸性条件下,组织蛋白酶L能精准切割Fmoc-FFRIKFERQ-OH分子,其酶切产物Fmoc-FFR-OH自组装形成长纳米纤维结构,对肿瘤细胞A375和SH-SY5Y均具有较好的杀伤作用.该分子通过靶向溶酶体杀伤肿瘤细胞且对正常细胞的毒性较低,有望成为一种新型的抗肿瘤药物.

纳米自组装短肽RADA16是一种具有独特氨基酸序列特征的生物材料,在一定条件下可自发组装形成含水量超过99％的纳米级纤维网格结构.该结构具有成分稳定、可修饰、生物相容性高和无免疫原性等特点,能模拟体内细胞外基质的孔隙度和结构,不仅为细胞提供适宜生长的微环境、促进受损组织的修复与重建,还具有良好的载药能力,近年来在细胞三维培养、组织工程、再生医学等领域得到了广泛的研究和运用.本文就纳米自组装短肽在细胞培养、药物缓释、再生医学等方面的应用作一简要综述.