文獻解讀 | 微圖形納米纖維的逐步 CAG@PLys@PDA-Cu2+ 修飾用于程序性內(nèi)皮愈合
2022年7月14日,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市第九人民醫(yī)院整形外科Wei Liu團隊在《Bioactive Materials》上發(fā)表題為“Step-wise CAG@PLys@PDA-Cu2+ modification on micropatterned nanofibers for programmed endothelial healing”的文章。他們的研究表明在微圖案化納米纖維上逐步修飾CAG@PLys@PDA-Cu2+可以顯著促進內(nèi)皮愈合而不造成血栓形成。
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研究簡介
內(nèi)皮在維持血管穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用。功能失調(diào)的內(nèi)皮與各種疾病有關(guān),包括血栓形成和內(nèi)膜增生。最近,仿生血管移植物被認為是修復(fù)病變血管的有前途的替代方案。為了加速內(nèi)皮化,各種功能修飾已應(yīng)用于相關(guān)血管移植物的制備。然而,由于血管移植物的生物學(xué)功能有限,最終導(dǎo)致植入移植物的閉塞,內(nèi)皮再生仍然遠非理想。因此,有必要開發(fā)一種新的策略來實現(xiàn)血管移植物的階段性內(nèi)皮愈合。
內(nèi)皮細胞(EC)選擇性肽Cys-Ala-Gly (CAG)已被開發(fā)并廣泛用于促進EC粘附,其對平滑肌細胞(SMC)粘附具有顯著的抑制作用,并且不與循環(huán)的血細胞和血小板相互作用。賴氨酸(Lys)已被證實能夠通過選擇性結(jié)合血漿纖溶酶原并避免非特異性蛋白質(zhì)吸附來溶解凝塊,從而表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制血栓形成的能力。聚多巴胺(PDA)膜連接的銅離子(Cu2+)具有谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)樣活性(促進NO釋放)。制備的PDA-Cu2+涂層不僅表現(xiàn)出長期的NO催化活性,而且允許酰胺生物活性分子的二次接枝。基于上述原因,作者通過使用 PDA-Cu2+復(fù)合物、PLys分子和CAG肽逐步修飾微圖案化納米纖維,開發(fā)了一種程序化內(nèi)皮再生的新策略。他們進一步對該策略進行評估。結(jié)果顯示,逐步修飾CAG@PLys@PDA-Cu2+的微圖案化納米纖維可顯著增強基質(zhì)潤濕性和蛋白質(zhì)吸附,表現(xiàn)出良好的抗血栓和出色的內(nèi)皮再生階段性調(diào)節(jié)能力,包括細胞粘附、內(nèi)皮單層形成和再生內(nèi)皮成熟。在兔頸動脈節(jié)段置換的體內(nèi)移植中,CAG@PLys@PDA-Cu2+內(nèi)表面的改良移植有效地加速了原生樣內(nèi)皮的再生,與未改良移植相比,血小板聚集和炎癥反應(yīng)更少。植入后的長時間觀察顯示血管重構(gòu)積極,修飾后的血管移植物內(nèi)皮幾乎完全覆蓋,平滑肌層成熟,伴有組織良好的細胞外基質(zhì)。相比之下,未經(jīng)修飾的血管移植會導(dǎo)致組織形成紊亂,血栓形成的風(fēng)險很高。
綜上所述,逐步修飾CAG@PLys@PDA-Cu2+的微圖案化納米纖維可以顯著促進內(nèi)皮愈合,而不造成血栓形成,從而確定了一種開發(fā)功能性血管移植物或其他接觸血液的材料/設(shè)備的新策略。
圖1. 程序化內(nèi)皮愈合血管移植物逐步修飾示意圖
圖2. CAG@PLys@PDA-Cu2+修飾的納米纖維抑制血栓形成的能力