1、有一定 多肽中,过多重复序列可导致多肽本身的折叠从而 的流动性。为研制仿生的胶囊奠定基础。降低自组装有效长度;疏水基团变异及空间重叠 wa印er等1哈成了一条螺旋结构的多肽,在水相对自组装形成的丝的机械特性没有影响;当多肽 溶液中,可利用疏水基团作用将多肽链自组装成纳米 侧链电荷发生改变时,仅观察到较小的剪切模量变 纤维,溶液的pH值,盐离子强度及其它来改变自组 化。本实验表明,可以通过改变多肽的序列长度就 装纳米纤维的特性,可构建“聪明”的多肽支架材料。能获得明显的数量级自组装肽凝胶剪切模量变化。4多肽自组装构建神经组织工程支架材料xu等嘲合成一组多肽序列,该序列由63个氨基酸残基构成,并且
2、都含有极性非极性氨基酸残多肽自组装成三维多孔支架材料,运用于组织 基,当自组装时可以形成6股链的亲两性的p一折叠 工程,是近年来研究热点。Lutolf等叫1用固相法合成片B(beta-sheets)。这些多肽具有以下特性:在气一MAxl,其序列为H2N-VKvKVKVKVl帆VKvKVKV水界面可自组装成单层结构;圆二色性及红外光 CONH:,V(缬氨酸)与K(赖氨酸)交替排列。初始研谱学证明,这种单层结构由多肽自组装的二级结构 究显示:MAx在pH=90情况下,其相邻赖氨酸脱质 支配;单层中单个蛋白质分子面积有500600 A2 子化,从而屏蔽了电荷间排斥作用而导致其意外自 与蛋白质自组装成
3、亲两性8一折叠片面积一致。组装,或者在MAx,溶液(生理溶液pH=74)中加入万方数据国匿生堑医堂王狸苤查!生!Q旦笠!Q鲞笙!塑堕!堕竺鲤曼坚!Q坐生!:!:型!:!盐,亦可以导至自组装。 自组装支架材料的骨架生长,未加NGF的对照组,将MAx。溶于水溶液中,其浓度为4wt(重量 突起生长不明显,自组装支架材料3周后未降解。 比),加人等体积的PBs(磷酸盐缓冲液)溶液,MAx。用不同来源神经细胞接种于自组装的RADl昏 自组装成为有一定硬度的水凝胶。材料表面,都可观察到神经细胞在该材料表面生长,实验中,MAx。溶于灭菌的H:O中,浓度为有突起生长,其方向沿着材料的轮廓生长,用荧光素4wt,
4、加入等体积无血清DMEM,数秒钟MAx。形亲脂探针FMl43(nuoIescent 1ipophilic pmbe FMl43, 成三维多孔凝胶,用过量的DMEM溶液交换凝胶的 标记神经原间形成的活性突触连接)可在突触传递 H:o,使其达到培养细胞所需环境。 过程中跟踪突触囊泡,共聚焦荧光显微镜显示,神经 流变学测定显示,37加无血清DMEM溶液,元在自组装材料RAD一16表面形成活性突触。 自组装形成的MAx。凝胶的存储模量(storage mod 该实验表明:自组装的RADl6,表面及内部不 ulus,G。)及损失模量(10ss modulus,G:)可发生变化, 仅有利于神经细胞的生长,
5、而且有利于神经元形成在30 min内MAxl凝胶Gl1 500 Pa。2 h可达(G1活性突触,为神经组织工程提供了良好支架材料。2 500 Pa),这足够提织MAx。三维材料的自我支撑silva等1 3】和Niece等1哪设计合成了c16H310 (secf-supporting),G2G1且呈线性相关。AAAAGGGEIKVAV的带有活性区域(IKVAV)的多 将成纤维母细胞接种子MAx。水凝胶表面,结肽,将这种多肽溶解于NaOH溶液中,其pH值为 果表明,细胞不仅可在凝胶表面生长及增殖,并且可 910,其浓度为1帆,加入等体积的含有神经干细 伸出伪足。 胞的DMEM的培养基,可在数秒钟,
6、该多肽溶液自 用liveldead assay kit试剂盒,激光共聚焦显微组装成为三维多孔的含有神经干细胞(neural stem 镜观察显示:(calcein AM在活细胞由水解产生绿色 cells,Nsc)的支架材料,其渗出液材料pH在75左 荧光,乙啡啶二聚体被活细胞排除,在死细胞显示 右,适于细胞生长。fluorescemt viability cytotoxicity 红色荧光),水凝胶的MAx。表面的成纤维母细胞全 assay kit试剂盒检测,荧光素标记,激光共聚焦显微 部显示绿色,这个结果表明,MAx。表面的细胞相容 镜显示:细胞在自组装的多肽支架材料表面及内部 性好,无毒。
7、该实验结果表明:多肽在DMEM(Dul 生长良好,未发现死亡细胞,免疫细胞化学检测显 beccos modified Ea91es medium)作用下(或生理盐 示:干细胞在材料中分化为NF(+),GFAP(+)的神溶液触发下)可自组装成为具有一定硬度的组织工经元及胶质细胞,且胶质细胞比例小于20。 程支架材料,这种支架材料具有良好的细胞相容以上实验表明可设计合成含有活性(拟活性) 性,可促进细胞的生长及分化,为将该材料应用于 的多肽通过自组装构建神经组织工程支架材料。神经组织工程奠定基础。5展望Holmes等12】在实验中根据自组装两亲性寡肽序列由有一定重复单位的带阳电荷的赖氨酸(1y-可
8、构建“智能化”的多肽生物支架材料,其结构 sine,K)及精氨酸(arginine,R)与带阴电荷的天冬氨 与功能可随周围环境发生改变。含有$链的两亲性 酸(aspartate,D)及谷氨酸(glutamate,E)交替排列所 多肽易于通过自组装构建智能材料,该多肽序列在 构成,因此设计合成拟EAK 1 6一(nAEAEAKAKA 外界环境的触发下可发生折叠形成自组装的多肽 EAEAKAKc)的一条多肽序列:RAD 1 6一ACNRAR 支架材料,当环境刺激因素消失后自组装多肽支架 ADADARARADADAcNH2,萋中RAD拟RGD。 材料解聚并溶解嗍,而多肽序列并未受到破坏,恢复 将鼠的
9、Pc,:细胞用置于用基质胶包被的培养 原有的结构,另外,还可以设计使多肽序列带有不 瓶中培养,培养液为RPMl640培养基+10灭活的 同的活性区域,从而诱导不同的细胞反应1蜘,采用多 马血清及5一FBs,然后将细胞用胰酶离解,并加入肽自组装材料作为载体包裹不同的工程化的细胞 合成的多肽,多肽在含细胞的培养基中自组装形成 逃避机体的免疫反应将细胞运送到靶位点等”_7】。使三维多孔结构(细胞预先用cell一Tracker-cMFDA标 多肽自组装材料具有广泛应用前景。 记),激光共聚焦显微镜观察发现,7 d后PC。:细胞 参考文献在自组装的RADl6材料内部形成突起,相差显1 Whiteside
10、s GM,Mathias JP,Seto CTMolecular self-assembly and微镜证实,18 h后,Pc。:细胞黏附自组装材料RADn粕0ch蚵s时:A cheII】ical sm拄e盱fbr吐1e syn出esis 0f narlos锄cttlresJ一16表面,细胞呈现锥形外观,加入NGF(50 gL)Science,199l,254(5036):1312一1319后,24 h后可观察到细胞生长的突起变长,突起沿(下转第314页)万方数据314豳匿垒塑匿堂至爨翘焘!塑!笙!壁基夔艘鲞箍!塑!坐璺地婴堂堑竖!堡!鱼望i嫂!:!:墅翌!:!Nat Biotechnol200422:19820316 Morgan NY,En舀ish s,Chen W,et a1Real time in vivo noninvasive7 Dubertret B,Sk叫ddes P,No玎匠s DJel砖1n vivo ima舀ng of quanoptic越im喇ng using neari糠hred nuores(:ent quanlum dotsJ】Al“m面s enc帮ul蜘l法ph唧稿醛拳mieelle