具有雙重促進(jìn)細(xì)胞黏附效用的生物活性多肽的設(shè)計(jì)與合成.pdf

1、細(xì)胞與材料的相互作用是生物材料研究中的一個基本科學(xué)問題。利用材料的化學(xué)表面改性達(dá)到改善材料的生物相容性并促進(jìn)細(xì)胞在其上的黏附,并最終構(gòu)建仿細(xì)胞外基質(zhì)的材料是組織工程等再生醫(yī)學(xué)研究的重要問題,也是本論文的研究中心。細(xì)胞黏附往往是細(xì)胞對材料的第一步響應(yīng),并影響細(xì)胞后續(xù)的遷移、生長、凋亡等行為。不論是特異性黏附,還是非特異性黏附,均涉及到細(xì)胞內(nèi)骨架的形成以及信息傳遞等復(fù)雜的過程。
　　精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)作為細(xì)胞外基質(zhì)上纖

2、維連接蛋白的一段序列,是細(xì)胞膜上整合素在細(xì)胞外基質(zhì)上可以識別的最小序列。含有RGD的環(huán)五肽cyclo(-RGDfK-)(f為D型苯丙氨酸,K為L型賴氨酸)是目前為止最有效促進(jìn)細(xì)胞特異性黏附的多肽序列,被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞與材料相互作用的研究以及材料的表面生物活性修飾以促進(jìn)細(xì)胞在材料表面的特異性黏附。但是和依靠非特異性細(xì)胞黏附的細(xì)胞培養(yǎng)板比起來,卻并未顯著提高細(xì)胞的總體黏附數(shù)量,因此,有必要設(shè)計(jì)更為有效促進(jìn)細(xì)胞黏附的化合物。
　　本博士

3、學(xué)位論文試圖考察細(xì)胞特異性與非特異性黏附之間是否具有協(xié)同效應(yīng),并設(shè)計(jì)適合生物材料改性的、具有雙重促進(jìn)細(xì)胞黏附效用的活性多肽試劑。本論文主要圍繞著下面三點(diǎn)展開:
　　1.組合多肽的設(shè)計(jì)和合成。設(shè)計(jì)了一系列含有cyclo(-RGDfK-)、并帶有不同電荷的直鏈寡肽的組合型多肽,并予以了固相合成。通過系統(tǒng)考查了細(xì)胞在多肽表面的黏附行為,發(fā)現(xiàn)了其中帶有正電荷的多肽cyclo(RGDfK)-KKK-thiol(簡稱RGD-K)具有特別強(qiáng)烈的

4、促進(jìn)細(xì)胞黏附的效用。RGD-K包含三部分:與整合素作用誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生特異性黏附的環(huán)狀c(-RGDfK-);與細(xì)胞包被層(PCC)作用引導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生非特異性黏附的帶正電的鏈狀寡聚賴氨酸側(cè)鏈,此側(cè)鏈還同時作為一個spacer,以滿足c(-RGDfK-)與整合素反應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合;巰基作為功能化端基可以使多肽固定于金表面形成一個單分子層。多肽主鏈的連接、側(cè)鏈延伸及端基巰基化在樹酯上完成,而環(huán)狀c(-RGDfK-)部分是在液相中通過分子間的縮合反應(yīng)完成。

5、合成線路簡化了在環(huán)肽上接枝側(cè)鏈的過程,使用試劑毒性小,純化過程簡單。
　　2.所合成多肽的生物效應(yīng)的證實(shí)和協(xié)同作用的發(fā)現(xiàn)。利用上述多肽試劑在金表面得到了多肽的自組裝單分子層,并通過測量材料表面黏附細(xì)胞的數(shù)量、鋪展面積、長徑比以及觀察細(xì)胞骨架的形成等細(xì)胞試驗(yàn),不僅證實(shí)了所設(shè)計(jì)的組合多肽可以顯著地促進(jìn)細(xì)胞在材料表面的黏附及伸展,而且揭示了特異性黏附和非特異性黏附之間存在協(xié)同作用。
　　3.相關(guān)水凝膠材料的制備。將合成的多肽修飾在

6、金納米圖案化PEG水凝膠表面,構(gòu)建出具有細(xì)胞黏附反差的納米圖案,考查了細(xì)胞在其上的黏附行為。通過調(diào)節(jié)PEG水凝膠聚合的條件提高PEG水凝膠的力學(xué)性能,嘗試讓PEG水凝膠的黏彈性更接近于細(xì)胞外基質(zhì),為構(gòu)建出一個結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能都類似于細(xì)胞外基質(zhì)的材料提供可能性。
　　上述工作為進(jìn)一步研究細(xì)胞與材料相互作用的科學(xué)問題提供了一種材料化學(xué)手段。RGD-K以及同時誘導(dǎo)細(xì)胞特異性與非特異性黏附的技術(shù)及設(shè)計(jì)理念在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如:整合素靶向藥物,生