粘附蛋白与生物材料的内皮化

为了克服心血管移植物在内体内是铁变性及钙化等缺陷，生物材料的内皮化研究已受到人们的 普遍重视。本文综述了粘附蛋白的粘附机制，粘附行为，影响因素以及各种粘附蛋白在不同性状生物材料内皮化中的运用情况。     

生物活性短肽RGD在PET表面接枝方法的研究

在高分子材料表面共价引入人工合成的精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸三肽(Arg-Gly-Asp peptides，RGD)，以达到让内皮细胞与之特异结合并更加牢固的目的。实验用紫外辐照法将活性基团羧基(-COOH)接枝到聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly(ethylene terephtalate)，PET)膜的表面，将液相合成的RGD三肽耦合接枝到处理过的材料表面，光电子能谱对以羧基为活性基团的接肽反应结果进行分析，光学、电子显微镜观察内皮细胞生长情况以检测接枝短肽的生物活性。内皮细胞生长实验结果表明，成功接枝的RGD序列对材料内皮细胞种植起到了促进作用。本实验成功运用紫外接枝与化学耦合，将生物活性短肽RGD接枝到膜表面，探索了一种新的接枝生物活性短肽的方法。     

生物瓣膜材料体外内皮化形态学观察方法的探讨

在牦牛心包生理心瓣膜材料体外内皮化实验中，采用瑞氏染色法，成功地在普通光镜下观察到了心包片上种植的血管内皮细胞形态，多少及排列状况。与扫描电镜相比，该方法简便易行，时效性强，可随时进行，为实验进行生物材料内皮化的形态学观察提供了方便，具有推广价值。     

RGD肽对内皮细胞在聚酯材料表面粘附、增殖的影响

RGD是许多粘附蛋白结构中的高度保守序列，与细胞在生物材料表面的粘附、增殖密切相关。本研究在聚酯薄膜表面分别预衬纤维粘连蛋白和共价接枝RGD三肽，然后在不同聚酯材料上种植体外培养的人脐静脉内皮细胞，结果显示RGD可明显促进细胞在材料表面的粘附和增殖，与纤维粘连蛋白相比，RGD促进细胞粘附的作用更为明显，而在细胞增殖方面，二者的作用无显著性差异。本研究为改进生物材料的表面设计，促进心血管移植物的内皮化提供了一个切实可行的思路。     

生物活性短肽RGD在骨组织诱导再生中的研究进展

临床上对创伤、感染和肿瘤切除后所造成大范围骨缺损的修复至今未得到有效的解决。在基质材料中的生物活性物质能对其周围组织及长入基质材料中的纤维组织发生诱导作用，使其向骨组织方向生长，从而促进骨缺损区的修复。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列(Arg-Gly-Asp，RGD)是细胞膜整合素受体与细胞外配体相结合的识别位点。在一定条件下。人工合成的RGD序列的可溶性小分子多肽能够竞争性地与细胞表面的整合素结合。将细胞外信息传入细胞内。引起细胞一系列的生理变化。目前，国内外研究报道合成的RGD肽具有诱导成骨细胞的生长。抑制破骨细胞之间、破骨细胞与基质之间的黏附，具有诱导骨再生的能力。本文仅就RGD肽在骨组织诱导再生中的应用及其进展作一简要综述。     

RGD肽在肿瘤诊断与治疗中的应用

RGD( Arg - Gly- Asp)肽存在于多种生物细胞外基质中,能特异性识别肿瘤细胞表面的整合素并与之结合,可作为体内RGD肽类物质的竞争性抑制剂,从而能抑制肿瘤细胞与细胞外基质的黏附与迁移、抑制肿瘤血管形成、诱导肿瘤细胞凋亡.RGD肽可以作为载体在肿瘤靶向治疗中发挥重要作用,且在肿瘤显像及肿瘤治疗有潜在应用价值.该文主要介绍RGD肽在肿瘤显像中的应用、在肿瘤治疗中作为载体的应用、对肿瘤的直接抑制作用、在抗栓药物中的应用、对血小板功能的影响、诱导骨组织再生的应用研究与新进展.     

RGD多肽化学修饰聚苯乙烯培养板的细胞相容性研究

目的 考察RGD多肽化学修饰聚苯乙烯培养板细胞相容性研究.方法 采用高锰酸钾硫酸溶液对聚苯乙烯表面进行氧化反应,生成羧基位点;水溶性碳二亚胺活化羧基,接枝明胶、胶原和RGD多肽.用红外光谱、X-射线光电子能谱(XPS)、动态接触角等研究了RGD化学修饰聚苯乙烯的变化,并考察了RGD化学修饰聚苯乙烯后细胞相容性的变化.结果 XPS结果证实了聚苯乙烯表面N原子的引入,RGD是共价键合在聚苯乙烯表面的.动态接触角下降显著,证明修饰表面的亲水性能提高.在修饰后的聚苯乙烯培养板种植入表皮细胞,结果显示提高了细胞的黏附和增殖能力.结论 聚苯乙烯表面进行RGD化学修饰,有利于提高细胞在其表面的黏附和增殖能力,有望为免疫磁珠分离得到的高纯度内皮祖细胞提供良好的培养介质.     

人内皮抑素抗肿瘤相关肽基因的克隆表达及活性研究

目的克隆并表达人内皮抑素抗肿瘤相关肽,检测其生物活性。方法人工合成人内皮抑素1~30位氨基酸(30肽,序列25~31由RGIRGAD改为RGDRGD)所对应的核苷酸序列,连接到质粒pTYB2中,再转化至大肠埃希菌BL21(DE3)中表达,几丁质亲和层析树脂一步纯化30肽。通过MTT法、鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验、小鼠体内抑瘤实验比较30肽和内皮抑素抗肿瘤活性。结果MTT证实30肽体外对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)、胃癌7901细胞(SGC-7901)半数抑制浓度IC50为36μg/ml、47μg/ml,显著低于内皮抑素IC50179μg/ml、202μg/ml。CAM实验中30肽对血管的抑制作用更强。30肽在小鼠体内抑瘤率47.8%,效果优于内皮抑素28.7%。结论30肽具有更强抗肿瘤活性,有可能成为治疗肿瘤的一种新药物。     

人肿瘤抑素相关T21RGD肽的表达与纯化

目的 构建引入RGD序列人肿瘤抑素相关21肽（T21RGD）―内含肽―几丁质结合蛋白融合表达载体，实现目的肽的几丁质珠亲和层析一步纯化。方法 人工设计合成T21RGD肽基因， 经重组定向克隆插入到原核表达载体pTYB2，酶切和测序鉴定正确后转化入大肠杆菌BL21（DE3），IPTG诱导其融合表达，对表达蛋白进行几丁质珠亲和层析，DTT诱导柱上裂解以获得T21RGD肽。经Trcine-SDS-PAGE和反相高效液相色谱(RP-HPLC)对纯化产物进行鉴定。结果 质粒酶切和测序结果显示，含T21RGD肽基因按正确方向和序列插入质粒,融合蛋白表达量达菌体蛋白总量的50％以上，Trcine-SDS-PAGE显示了T21RGD肽目的条带与预期相符，反相高效液相色谱测定峰纯度达97％。结论 成功构建T21RGD肽融合表达载体，实现了融合蛋白在大肠杆菌中高效表达和T21RGD肽几丁质珠亲和层析一步纯化，为进一步研究T21RGD肽抗肿瘤活性和作用机理奠定基础。     

RGD肽表面修饰聚苯乙烯及其细胞相容性研究

目的以聚苯乙烯二维平面为模板研究了蛋白表面修饰技术,构建具有生物活性的生物材料表面。方法采用物理包被法依靠疏水作用在PS表面架构明胶、胶原和RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）多肽的生物活性层。通过光电子能谱（XPS）分析修饰表面的元素含量变化,N元素含量显著提高,说明蛋白分子在表面存在。Bradford方法定量分析明胶、胶原和RGD多肽的表面吸附量。结果XPS证实了表面N原子的引入,存在酰胺键,确定蛋白分子存在于PS表面。结论动态接触角下降显著,证明修饰表面的亲水性得到提高。并在明胶、胶原和RGD多肽修饰表面接种人表皮细胞,对比考察其对细胞行为的影响,提高了细胞的黏附和增殖能力。     

Endothelialization and patency of RGD-functionalized vascular grafts in a rabbit carotid artery model

To address the growing demand of small-diameter vascular grafts for cardiovascular disease, it is necessary to develop substitutes with bio-functionalities, such as anticoagulation, rapid endothelialization, and smooth muscle regeneration. In this study, the small-diameter tubular grafts (2.2 mm) were fabricated by electrospinning of biodegradable polymer polycaprolactone (PCL) followed by functional surface coating with an arginine-glycine-aspartic acid (RGD)-containing molecule. The healing characteristics of the grafts were evaluated by implanting them in rabbit carotid arteries for 2 and 4 weeks. Results showed that at both time points, all 10 of the RGD-modified PCL grafts (PCL-RGD) were patent, whereas 4 of the 10 non-modified PCL grafts were occluded due to thrombus formation. Scanning electron microscopy (SEM) data showed abundant platelets adhering on the surface of the midportion of the PCL grafts. In contrast, only few platelets were observed on the PCL-RGD surface, suggesting that RGD modification significantly improved the hemocompatibility of the PCL grafts. Histological analysis demonstrated enhanced cell infiltration and homogeneous distribution within the PCL-RGD grafts in comparison with the PCL grafts. Furthermore, immunofluorescence staining also showed a 3-fold increase of endothelial coverage of the PCL-RGD grafts than that of PCL grafts at those two time points. After 4-week implantation, 65.3 ± 7.6% of the surface area of the PCL-RGD grafts was covered by smooth muscle cell layer, which is almost 23% more than that on the PCL grafts. The present study indicates that RGD-modified PCL grafts exhibit an improved remodeling and integration capability in revascularization.     

促进内皮细胞在小口径人工血管表面的黏附方法探讨

人工血管内皮化是解决人工血管移植体内后血栓形成和提高远期通畅率的最有前途的途径之一.为了使内皮细胞在小口径人工血管表面形成一层完整的覆盖并减少血栓形成,一般采用对人工血管做黏附基底预处理、在生物反应器中对人工血管进行三维流动培养、对内皮细胞进行基因修饰以及改变内皮细胞的带电性质等方法.本文对此方面的研究进展进行了综述,初步探讨了促进内皮细胞在小口径人工血管表面黏附的方法.     

Promoting Endothelialization of Polymeric Cardiovascular Biomaterials

The lack of a blood compatible synthetic interface is one of the largest unaddressed challenges in the field of biomaterials science. This technological shortcoming hinders the successful clinical application of small diameter vascular grafts and other cardiovascular devices such as stents and artificial heart valves. Therefore, intensive research activities are ongoing to develop polymer materials with improved blood compatibility. One attractive strategy to improve the blood compatibility of an interface is to design surfaces that promote the development of an endothelium, the monolayer of endothelial cells that line our native vasculature and is responsible for blood compatibility. This article describes the recent strategies that have been used to generate polymeric materials that promote the development of an endothelium, discusses shortcomings in the field, and proposes future directions of research that can be undertaken to design next generation polymeric biomaterial that promote endothelialization.

     

结合RGD肽的聚酯材料表面粘附内皮细胞的抗剪切力研究

精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸(RGD)是许多粘附蛋白的高度保守氨基酸序列.生物材料表面结合RGD肽有助于内皮细胞在材料上的粘附、迁移和增殖.本研究在体外流动条件下观察结合RGD肽或纤维粘连蛋白的聚酯材料表面粘附内皮细胞的抗剪切能力,并通过观察肌动蛋白和踝蛋白的表达初步探讨影响细胞粘附稳定性的机制.结果显示材料表面结合RGD或纤维粘连蛋白可以增加细胞的粘附强度,提高抗剪切能力;而RGD和纤维粘连蛋白导致的细胞抗剪切能力增加可能与细胞内肌动蛋白和踝蛋白的表达增加有关.     

粘附蛋白在环氧交联牛心包材料体外内皮化中作用的实验研究

为研究生物材料体外内皮化的最佳条件 ,我们作了血管内皮细胞 (EC)在PC牛心包材料上生长特性的研究。方法为环氧交联 (PC)牛心包材料 ,漂洗后用 3种不同的粘附蛋白预衣被 ,种植犬的血管EC ,未衣被组作为对照。结果表明 :Fibronectin(FN)及Laminin(La)组 ,经 710d培养 ,片上EC形成单层 ,而未衣被组及CollagenI(CL I)组PC心包片上无细胞生长。结论 :(1)PC牛心包材料的确具有细胞毒性 ;(2 )La及FN具有拮抗PC细胞毒性的作用 ;3)经La及FN的衣被 ,PC牛心包生物材料达到了体外内皮化的要求 ,其中以La效果最佳 ,与FN相比 ,两者有显著性差异 (P <0 0 5 )。粘附蛋白CL I在本实验中没有发挥其促EC粘附及生长作用。     

生物材料和医用装置生物学评价

本文简述了生物材料和医用装置的生物学评价项目选择以及生物学评价方法,并对生物学评价的意义和发展历史及现状作了概述.     

生物材料血液相容性体外评价的研究进展

体外实验因其快捷、方便、特点 ,通常被用作生物材料血液相容性评价的初步筛选实验。在体外血液相容性评价中 ,需选用合理的血液与材料接触模型、敏感而又特异的检测指标 ,在整个实验中尽量避免外界非待测材料对血液的激活作用。另外接触时间、接触方式、切变率以及参照材料的选择等均是重要的影响因素。近年来 ,体外评价方法虽已取得很大进展 ,但仍有待于标准化 ,以更有效地评价生物材料的血液相容性。