自组装多肽RADA-16 (RADARADARADARADA)是化学合成的一种纳米材料,最早是麻省理工学院的张曙光教授合成.研究显示,1％的RADA-16溶液在盐溶液的激发下能迅速自组装成纳米纤维水凝胶;在不同的多肽浓度下,RADA-16形成不同的结构形态,经超声波破碎打断的RADA-16纤维会随着时间的延长而重新组装成较长的纳米纤维;pH值的变化也会影响RADA-16水凝胶的形成,在酸性、碱性、中性条件下分别以3种离子状态存在;RADA-16纳米纤维水凝胶能够提供一个利于细胞生长的三维环境,将不同的细胞种植在水凝胶中能够促进细胞的增殖和迁移;已有科学家将RADA-16应用在组织工程中皮肤缺损、软骨修复、神经修复、止血等方面的研究并取得很好的研究成果.本研究主要对RADA-16的研究进展进行阐述.

目的 将RADA-16、珊瑚和BMP-2组成复合材料体系,研究其超微结构及与BMSCs细胞相容性.方法 将RADA-16溶解于10％无菌蔗糖溶液中,浓度为1％(10 mg/mL,m/v),将RADA-16再用等体积细胞培养基DMEM/F12溶液触发多肽自组装,浸润珊瑚,进行电镜扫描.等比例混合RADA-16与BMP-2溶液后,把珊瑚在混合液中浸没,用相同体积的DMEM/F12培养基触发自组装的发生,扫描电镜检测.分离培养兔BMSCs,细胞活性染色观察细胞相容性.结果 RADA-16自组装能够形成凝胶,在50倍电镜下观察珊瑚呈多孔状结构,大小均匀,孔隙在200～500μm范围内,且孔隙紧密排布;130倍扫描电镜下观察,RADA-16自组装多肽凝胶均匀附着于珊瑚孔隙中;1000倍扫描电镜显示,RADA-16自组装形成片层与网状结构,其直径从几微米到几十微米不等;10000扫描电镜显示,在珊瑚孔隙中BMP-2黏附于RADA-16,成功合成复合材料体系(RADA-16、珊瑚、BMP-2),BMSCs培养过程中,实验1组(RADA-16、珊瑚、BMP-2)、实验2组(RADA-16、珊瑚)与对照组(珊瑚)中BMSCs都未见明显死亡细胞,差异无统计学意义(P>0.05).结论 多肽RADA-16在特定的条件下可以自组装复合材料体系(自组装多肽、珊瑚、BMP-2),与BMSCs有良好的相容性,可以作为骨修复组织工程的生物支架材料.

目的:联合细胞膜片和自组装多肽技术构建一种新型BMSCs膜片-RADA16组织工程复合体.方法:利用BMSCs膜片包裹自组装多肽RADA16支架材料构建BMSCs膜片-RADA16组织工程复合体.用扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察复合体形貌及细胞形态、CCK-8测定细胞增殖情况、RT-PCR技术检测自组装多肽支架对细胞成骨分化相关基因表达的影响.结果:与BMSCs膜片相比, 复合体的BMSCs在第3～8天细胞迅速增长, 数量超过BMSCs膜片组 (P＜0. 05) ; RT-PCR结果显示, 复合体的成骨相关基因表达水平高于BMSCs膜片组 (P＜0. 05) .结论:BMSCs膜片-RADA16组织工程复合体能够促进BMSCs的增殖和成骨分化.

目的 观察RADKPS水凝胶对犬椎间盘退变的延缓作用.方法 筛选椎间盘整体情况良好犬16只,每只选取4个椎间盘(L3～4、L4～5、L5～6、L6～7)穿刺建立椎间盘退变模型,L7～S1椎间盘作为正常对照组不作处理.L3～4注射不含活性片段的RADA16-I水凝胶(RADA16-Ⅰ组),L4～5注射PBS缓冲液(PBS组),L5～6注射RADKPS水凝胶40μL(RADKPS组),L6～7注射BMP-7(BMP-7组).造模前4周、造模后4周及干预治疗4、8、12周均进行MRI检查测定椎间盘相对灰度值指数(RGI);造模前4周、造模后4周、干预治疗12周进行X线检查测定椎间盘相对高度指数(DHI％).干预治疗12周取髓核组织进行HE染色及Ⅱ型胶原、蛋白多糖免疫组化染色,检测Ⅱ型胶原、蛋白多糖平均光密度值,采用ELISA法检测髓核组织蛋白多糖及Ⅱ型胶原的含量.结果 注射干预药物后,RADKPS组椎间盘RGI、DHI％未见明显改变(P均>0.05),而BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组椎间盘RGI、DHI％均随干预治疗时间延长逐渐降低(P均<0.05).RADKPS组髓核组织结构完整,可见规则的团簇样髓核细胞,细胞外基质染色均一;BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组均有不同程度的不规则髓核细胞并且细胞逐渐被胶原所代替.治疗8、12周,BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组髓核组织Ⅱ型胶原、蛋白多糖含量均低于RADKPS组(P均<0.05).结论 RADKPS多肽水凝胶对椎间盘退变具有延缓作用.

背景:脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在诱导间充质干细胞神经分化及保护内源性神经元存活等方面具有重要作用.课题组在前期研究中构建了RADA16-BDNF多肽水凝胶支架,发现其具有良好的细胞及神经组织相容性,且能促进间充质干细胞的神经分化.目的:观察携带脐带间充质干细胞的RADA16-BDNF水凝胶支架移植促进脑出血大鼠神经元再生及神经功能恢复的效果及潜在作用机制.方法:①原子力显微镜、扫描电镜观测RADA16-BDNF水凝胶支架的表面结构及携带脐带间充质干细胞后的表观情况;②构建携带脐带间充质干细胞的RADA16-BDNF水凝胶复合支架,并以脐带间充质干细胞作为对照,体外诱导培养分化,免疫荧光染色观察Ki-67及B微管蛋白Ⅲ的表达及细胞形态;③以自体血立体定向注射法制备大鼠脑出血模型,3d后定向注射100 μL携带脐带间充质干细胞(PKH26标记)的RADA16-BDNF多肽水凝胶或PBS,移植后不同时间采用水迷宫实验检测大鼠逃逸时间,评估神经功能恢复情况;移植后60 d采用免疫荧光染色观察脑内微管相关蛋白2的表达.结果 与结论:①RADA16-BDNF水凝胶支架具有微孔隙结构,其孔隙可为携带的细胞提供黏附生长的空间;②RADA16-BDNF水凝胶支架能促进脐带间充质干细胞的体外增殖及神经元分化(P＜0.05),其微孔隙结构能促进神经突起的延伸;③RADA16-BDNF水凝胶支架能促进脐带间充质干细胞在大鼠脑内存活并分化为神经元,提高神经功能恢复效果.