本文關(guān)鍵詞：膠原模擬多肽及其雜化水凝膠的構(gòu)建及性能研究

  更多相關(guān)文章： 膠原模擬多肽 熱穩(wěn)定性 水凝膠 細(xì)胞3D培養(yǎng)

【摘要】：膠原模擬多肽(CMP)是依據(jù)膠原的氨基酸序列設(shè)計(jì)合成,用于模擬天然膠原部分特征結(jié)構(gòu)或生物學(xué)活性的多肽。它既可以作為模型分子用于研究膠原的結(jié)構(gòu)和功能,也可以用于生物相容性較好的新型生物材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。這為進(jìn)一步研究膠原及膠原類(lèi)生物材料提供了一種新的思路。 本研究在膠原特征性重復(fù)序列Pro-Hyp-Gly(POG)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)合成了不同序列和長(zhǎng)度的CMP,研究了CMP的三螺旋結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性隨序列和長(zhǎng)度的變化規(guī)律。利用CMP三螺旋結(jié)構(gòu)特性,設(shè)計(jì)合成含半胱氨酸的CMP,通過(guò)偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝構(gòu)建CMP雜化水凝膠體系,通過(guò)對(duì)水凝膠體系的結(jié)構(gòu)性能、生物降解性和細(xì)胞相容性的研究,為進(jìn)一步用于細(xì)胞3D培養(yǎng)的新型多肽仿生水凝膠的構(gòu)建和研究提供依據(jù)。 具體研究工作及結(jié)果如下： 1.CMP三螺旋結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性、細(xì)胞相容性研究 設(shè)計(jì)五種包含膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的重復(fù)序列(POG)n及膠原α2β1整合素識(shí)別位點(diǎn)序列GFOGER的不同序列或長(zhǎng)度的CMP,采用圓二色譜表征了CMP的三螺旋結(jié)構(gòu),并通過(guò)檢測(cè)CMP的程序升溫變性和程序降溫復(fù)性過(guò)程中圓二色譜的變化,研究了CMP三螺旋結(jié)構(gòu)的熱變性過(guò)程、解鏈溫度以及復(fù)性過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,五種CMP室溫下均以三螺旋結(jié)構(gòu)的形式存在,CMP的三螺旋結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性隨重復(fù)序列(POG)的個(gè)數(shù)增加而增強(qiáng)；不同于膠原,CMP三螺旋結(jié)構(gòu)的熱變性是可逆的,復(fù)性過(guò)程有明顯的“磁滯”現(xiàn)象。采用CCK-8方法檢測(cè)CMP對(duì)L929的細(xì)胞毒性,結(jié)果顯示,CMP均無(wú)明顯的細(xì)胞毒性。 2.基于CMP與多臂PEG雜化水凝膠的構(gòu)建與結(jié)構(gòu)表征 設(shè)計(jì)合成了含半胱氨酸和粘附序列RGD的CMP,與馬來(lái)酰亞胺化(MAL)的多臂PEG (4-arm或8-arm)偶聯(lián),通過(guò)形成三螺旋結(jié)構(gòu)作為交聯(lián)點(diǎn)而組裝形成水凝膠。考察不同前體濃度和摩爾比的反應(yīng)條件下組裝成膠的情況,確定成膠條件,采用核磁共振表征成膠產(chǎn)物的接枝情況以考察反應(yīng)產(chǎn)率,流變儀測(cè)試水凝膠的粘彈性和機(jī)械強(qiáng)度,通過(guò)原子力顯微鏡、透射電鏡和掃描電鏡觀察水凝膠結(jié)構(gòu)特征。研究結(jié)果顯示,PEG與CMP偶聯(lián)反應(yīng)的產(chǎn)率在80%以上,前體濃度6%,摩爾比1：1為MAL-PEG-CMP水凝膠較好的成膠條件；常溫下4-arm MAL-PEG和8-arm MAL-PEG均能與CMP偶聯(lián),組裝形成穩(wěn)定水凝膠且兩者無(wú)明顯流變學(xué)差別；MAL-PEG-CMP水凝膠體系為多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 3.基于CMP與多臂PEG雜化水凝膠的細(xì)胞生物學(xué)研究 采用L929細(xì)胞考察了用于構(gòu)建多肽水凝膠的CMP的細(xì)胞毒性和細(xì)胞粘附性。研究了MAL-PEG-CMP水凝膠的膠原酶降解特性,利用此雜化水凝膠包被細(xì)胞,考察了MAL-PEG-CMP水凝膠的細(xì)胞相容性。研究結(jié)果顯示,CMP無(wú)細(xì)胞毒性,MAL-PEG-CMP水凝膠能被膠原酶降解,MAL-PEG-CMP水凝膠包被細(xì)胞后的3D培養(yǎng)對(duì)細(xì)胞無(wú)明顯毒性作用,具有較好的細(xì)胞相容性。 綜上所述,基于CMP三螺旋結(jié)構(gòu)特性構(gòu)建的MAL-PEG-CMP雜化水凝膠細(xì)胞相容性良好,且能被膠原酶降解。有望發(fā)展成為一種具有細(xì)胞響應(yīng)性的仿生水凝膠,也為設(shè)計(jì)以多肽為基礎(chǔ)的生物活性材料提供新的研究思路。
【關(guān)鍵詞】：膠原模擬多肽 熱穩(wěn)定性 水凝膠 細(xì)胞3D培養(yǎng)
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 英文縮略詞表4-8
• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-31
• 1.1 前言12
• 1.2 膠原及相關(guān)概念12-14
• 1.2.1 膠原12-13
• 1.2.2 膠原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)13-14
• 1.3 膠原模擬多肽14-18
• 1.3.1 膠原模擬多肽及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)14-15
• 1.3.2 膠原模擬多肽的性質(zhì)及應(yīng)用15-18
• 1.4 多肽水凝膠18-23
• 1.4.1 多肽水凝膠概況18
• 1.4.2 自組裝多肽水凝膠18-21
• 1.4.3 多肽水凝膠的應(yīng)用21-23
• 1.5 課題的提出及研究?jī)?nèi)容23-24
• 參考文獻(xiàn)24-31
• 第二章 膠原模擬多肽熱穩(wěn)定性分析及細(xì)胞生物學(xué)評(píng)價(jià)31-47
• 2.1 前言31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑31-32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法32-35
• 2.3.1 CMP的設(shè)計(jì)與合成32-33
• 2.3.2 CMP圓二色譜法測(cè)試樣品的制備33
• 2.3.3 常溫圓二色譜測(cè)試33
• 2.3.4 變溫圓二色譜測(cè)試33-34
• 2.3.5 CMP降溫復(fù)性過(guò)程的圓二色譜測(cè)試34
• 2.3.6 CMP的細(xì)胞毒性測(cè)試實(shí)驗(yàn)34
• 2.3.7 數(shù)據(jù)處理34-35
• 2.4 結(jié)果與討論35-45
• 2.4.1 CMP特征性三螺旋結(jié)構(gòu)的表征35-37
• 2.4.2 CMP升溫變性過(guò)程及解鏈溫度(T_m)的確定37-40
• 2.4.3 CMP的降溫復(fù)性過(guò)程40-41
• 2.4.4 CMP圓二色譜熱力學(xué)曲線中“磁滯”現(xiàn)象41-42
• 2.4.5 CMP細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)42-45
• 2.5 小結(jié)45
• 參考文獻(xiàn)45-47
• 第三章 基于膠原模擬多肽與多臂PEG雜化水凝膠的構(gòu)建及結(jié)構(gòu)表征47-61
• 3.1 前言47
• 3.2 試劑與儀器47-48
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法48-50
• 3.3.1 含半胱氨酸CMP設(shè)計(jì)、合成及圓二色譜測(cè)試48-49
• 3.3.2 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠49
• 3.3.3 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠的流變學(xué)測(cè)試49
• 3.3.4 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠的結(jié)構(gòu)表征49-50
• 3.3.5 數(shù)據(jù)處理50
• 3.4 結(jié)果與討論50-59
• 3.4.1 含半胱氨酸CMP的三螺旋結(jié)構(gòu)分析50-51
• 3.4.2 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠的反應(yīng)條件分析51-55
• 3.4.3 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠的流變學(xué)評(píng)價(jià)55-57
• 3.4.4 含半胱氨酸CMP偶聯(lián)功能化多臂PEG組裝成水凝膠的結(jié)構(gòu)分析57-59
• 3.5 小結(jié)59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 第四章 基于膠原模擬多肽與多臂PEG雜化水凝膠的細(xì)胞生物學(xué)研究61-73
• 4.1 前言61
• 4.2 試劑與儀器61-63
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法63-64
• 4.3.1 含半胱氨酸的CMP細(xì)胞毒性測(cè)試實(shí)驗(yàn)63
• 4.3.2 含半胱氨酸的CMP細(xì)胞粘附測(cè)試實(shí)驗(yàn)63
• 4.3.3 MAL-PEG-CMP30-RGD水凝膠對(duì)膠原酶的降解實(shí)驗(yàn)63-64
• 4.3.4 含半胱氨酸的CMP偶聯(lián)多臂PEG水凝膠用于3D細(xì)胞培養(yǎng)64
• 4.3.5 數(shù)據(jù)處理64
• 4.4 結(jié)果與討論64-70
• 4.4.1 含半胱氨酸的CMP細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)64-66
• 4.4.2 含半胱氨酸的CMP細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)分析66
• 4.4.3 膠原酶降解MAL-PEG-CMP30-RGD水凝膠66-68
• 4.4.4 膠原模擬多肽水凝膠3D細(xì)胞培養(yǎng)初探68-70
• 4.5 小結(jié)70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 全文總結(jié)73-74
• 碩士期間發(fā)表論文情況74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張之寶;王靜潔;陳暉娟;熊青青;劉玲蓉;張其清;;圓二色譜研究膠原模擬多肽三螺旋結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年04期

2 丁曉嵐;高紅旗;;圓二色光譜技術(shù)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)方法[J];實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理;2008年10期

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本文編號(hào)：1088281