文献解读 | 微图形纳米纤维的逐步 CAG@PLys@PDA-Cu2+ 修饰用于程序性内皮愈合
2022年7月14日，上海交通大学医学院上海市第九人民医院整形外科Wei Liu团队在《Bioactive Materials》上发表题为“Step-wise CAG@PLys@PDA-Cu2+ modification on micropatterned nanofibers for programmed endothelial healing”的文章。他们的研究表明在微图案化纳米纤维上逐步修饰CAG@PLys@PDA-Cu2+可以显著促进内皮愈合而不造成血栓形成。
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研究简介
内皮在维持血管稳态中起关键作用。功能失调的内皮与各种疾病有关，包括血栓形成和内膜增生。最近，仿生血管移植物被认为是修复病变血管的有前途的替代方案。为了加速内皮化，各种功能修饰已应用于相关血管移植物的制备。然而，由于血管移植物的生物学功能有限，最终导致植入移植物的闭塞，内皮再生仍然远非理想。因此，有必要开发一种新的策略来实现血管移植物的阶段性内皮愈合。
内皮细胞(EC)选择性肽Cys-Ala-Gly (CAG)已被开发并广泛用于促进EC粘附，其对平滑肌细胞(SMC)粘附具有显著的抑制作用，并且不与循环的血细胞和血小板相互作用。赖氨酸(Lys)已被证实能够通过选择性结合血浆纤溶酶原并避免非特异性蛋白质吸附来溶解凝块，从而表现出优异的抑制血栓形成的能力。聚多巴胺(PDA)膜连接的铜离子(Cu2+)具有谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)样活性(促进NO释放)。制备的PDA-Cu2+涂层不仅表现出长期的NO催化活性，而且允许酰胺生物活性分子的二次接枝。基于上述原因，作者通过使用 PDA-Cu2+复合物、PLys分子和CAG肽逐步修饰微图案化纳米纤维，开发了一种程序化内皮再生的新策略。他们进一步对该策略进行评估。结果显示，逐步修饰CAG@PLys@PDA-Cu2+的微图案化纳米纤维可显著增强基质润湿性和蛋白质吸附，表现出良好的抗血栓和出色的内皮再生阶段性调节能力，包括细胞粘附、内皮单层形成和再生内皮成熟。在兔颈动脉节段置换的体内移植中，CAG@PLys@PDA-Cu2+内表面的改良移植有效地加速了原生样内皮的再生，与未改良移植相比，血小板聚集和炎症反应更少。植入后的长时间观察显示血管重构积极，修饰后的血管移植物内皮几乎完全覆盖，平滑肌层成熟，伴有组织良好的细胞外基质。相比之下，未经修饰的血管移植会导致组织形成紊乱，血栓形成的风险很高。
综上所述，逐步修饰CAG@PLys@PDA-Cu2+的微图案化纳米纤维可以显著促进内皮愈合，而不造成血栓形成，从而确定了一种开发功能性血管移植物或其他接触血液的材料/设备的新策略。
图1. 程序化内皮愈合血管移植物逐步修饰示意图
图2. CAG@PLys@PDA-Cu2+修饰的纳米纤维抑制血栓形成的能力
