华东理工刘润辉教授课题组《Adv. Mater.》:多肽模拟聚合物实现内皮细胞选择性功能
2022-09-02 来源:高分子科技
血管内皮层作为血管的内部屏障,在许多生理和病理过程中发挥着关键的作用。然而,人工血管和支架植入等造成的内皮层损伤会导致平滑肌细胞的过度增殖、血小板活化等问题,最终引发内膜增生及血栓形成。因此,选择性促进内皮细胞生长和促快速内皮化是维持血管长期通畅的最有效策略之一。目前,只有种类极为有限的细胞外基质(ECM)多肽(REDV和YIGSR)常被用于促内皮化生物材料的活性成分。然而,这些多肽易被酶解、体内稳定性和功能持效性差、价格昂贵且难以大量制备,限制了其实际应用。因此,设计和发现能够替代内皮细胞选择性ECM多肽的功能且针对性克服ECM多肽关键缺点的新种类生物材料,对血管内皮化研究和相关应用具有重要意义。
图1. 用于内皮细胞选择性黏附的细胞外基质衍生肽策略以及β-多肽聚合物策略
图2. β-多肽聚合物的合成、表面制备及内皮细胞和平滑肌细胞的选择性黏附筛选
图3. 表面表征、内皮细胞及血小板的黏附表征
作者进一步研究了内皮细胞和平滑肌细胞在优选β-多肽聚合物NM40CH60表面的选择性增殖能力。研究发现,该聚合物表面能够选择性促进内皮细胞的增殖,而抑制平滑肌细胞的增殖。这表明该聚合物修饰表面具有促进材料快速内皮化的潜力(图4)。
图4. 内皮细胞和平滑肌细胞在聚合物表面的增殖
作者通过测量原位细胞迁移轨迹,评估了内皮细胞和平滑肌细胞在优选β-多肽聚合物NM40CH60表面的迁移能力。结果表明,该表面能够明显促进内皮细胞的迁移,而抑制平滑肌细胞的迁移。同时,对内皮细胞和平滑肌细胞的竞争性生长行为研究表明,NM40CH60表面能够选择性促进内皮细胞的黏附和铺展,且选择性效果优于REDV多肽(图5)。
图5. 内皮细胞和平滑肌细胞在聚合物表面的迁移和共培养
图6. 聚合物改性的316L SS钢丝植入物的体内评价
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200464
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(责任编辑:xu)
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