骨缺损的修复需求和异位钙化疾病的高发病率使得揭示矿化作用机制的相关议题一直备受关注。硫酸软骨素(Chondroitin sulfate, CS)是矿化组织中重要的细胞外基质成分,它可以与多种生长因子和受体相互作用,从而介导牙本质生成和骨形成。此外,硫酸软骨素在骨组织工程领域的应用也十分广泛,但其调节矿化的具体方式尚不明确。
为了解决这一问题,空军军医大学牛丽娜教授团队通过体外仿生矿化手段联合多种表征技术探究了硫酸软骨素对矿化的调节作用,并利用分子动力学模拟对作用机制做出解释。在此基础上发现了硫酸软骨素沉积与跟腱病理性钙化的发生具有相关性。硫酸软骨素促进胶原纤维矿化的能力拓宽了其在骨缺损修复和骨质疏松疾病中的应用,也为病理性钙化疾病的靶向治疗提供了新方向。
图一 硫酸软骨素参与生物矿化机制图
图二 硫酸软骨素可以诱导胶原纤维矿化
图三 CS-ACP形成的机制探究
图四 固定状态的硫酸软骨素对胶原矿化的影响
此外,在大鼠异位骨化模型中发现了矿物质沉积与硫酸软骨素表达具有相关性。而细胞外基质中存在的一种水解酶(透明质酸酶-1)可能充当了硫酸软骨素从固定状态转变为游离状态的催化剂。
该工作以“A seminal perspective on the role of chondroitin sulfate in biomineralization”为题发表在《Carbohydrate Polymers》期刊上,论文的通讯作者为空军军医大学牛丽娜教授,空军军医大学和山西医科大学联合培养研究生郝茄辛硕士,空军军医大学万千千博士、慕昭研究员为本文的共同第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、口腔疾病国家临床医学研究中心以及陕西省重点科技创新团队的资助。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861723002023
- 四川大学王延青 Carbon:仿生矿化协同燃烧活化构建用于钠离子电池的蜂窝状多孔碳负极 2024-10-15
- 四川大学卢灿辉教授/熊锐特聘研究员 Adv. Mater.:生物启迪的手性模板诱导矿化用于生物光子结构材料的构建 2022-10-13
- 华南理工大学朱伟、陆军军医大学罗高兴/于云龙 AFM:搭载仿生矿化黑色素纳米颗粒的微针贴片用于皮肤癌术后创面管理 2022-03-01
- 苏大李刚、余嘉和苏大附属独墅湖医院张喜成合作 Int. J. Biol. Macromol.: 蚕丝织物复合增强人工心脏瓣膜 2024-02-07
- 浙江大学王本/唐睿康Angew:可诱导癌细胞钙化的大分子抗肿瘤药物 2021-01-19
- 川大王云兵教授团队《Chem. Eng. J.》:同时兼具优秀抗凝血、抗钙化和内皮化特性的聚合交联生物瓣膜组织 2020-12-30
- 西北大学范代娣教授、惠俊峰教授和郑晓燕副教授团队 AFM:双离子辅助的轻度光热的可注射水凝胶为骨肉瘤相关的骨缺损修复带来的新曙光 2024-03-27