基于SCR技術(shù)的多層rFN/CDH融合蛋白界面促成骨效應(yīng)及其機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-11 06:11
背景自體骨是植骨材料的“金標(biāo)準(zhǔn)”,然而取骨會(huì)造成嚴(yán)重的并發(fā)癥,臨床需要大量高活性骨替代材料。成骨性、骨誘導(dǎo)性和骨傳導(dǎo)性是影響骨愈合的核心因素。羥基磷灰石、β-磷酸三鈣、多聚乳酸等合成材料及脫鈣骨基質(zhì)(demineralized bone matrix,DBM)等天然生物材料缺乏成骨前體細(xì)胞和成骨誘導(dǎo)因子,成骨活性十分有限。經(jīng)典的組織工程骨(tissue engineered bone, TEB)成骨能力良好,但制備過(guò)程復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。骨髓中含有豐富的成骨相關(guān)細(xì)胞和因子,既往研究表明骨髓局部注射或與支架材料復(fù)合可促進(jìn)骨愈合。通過(guò)選擇性細(xì)胞滯留(selective cell retention,SCR)技術(shù),可以有效地將骨髓中成骨成分富集于疏松多孔材料,從而實(shí)現(xiàn)高活性組織工程骨術(shù)中構(gòu)建。由于制備過(guò)程中細(xì)胞外基質(zhì)大量丟失,通常用于SCR技術(shù)的DBM支架材料骨髓富集效率相對(duì)有限,通過(guò)表面修飾增強(qiáng)支架材料粘附性是提高富集效率和特異性的有效手段。在前期研究中,課題組采用多聚賴(lài)氨酸、RADA-161水凝膠等修飾DBM支架材料,修飾后材料孔徑縮小,對(duì)細(xì)胞物理攔截作用增強(qiáng),材料骨髓富集效率和成骨...
【文章來(lái)源】:中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1主要研究?jī)?nèi)容:(1)層層自組裝構(gòu)建LBL-rFN/CDH多層蛋白界面修飾DBM支架材料并檢??
清表達(dá)的蛋白活性高于包涵體[3()_32]。根據(jù)前期誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們采用含0.5mM?IPTG??和0.5%甘油的LB培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)含有rFN/CDH融合基因的Rosetta-gami(DE3)重組細(xì)??菌,在細(xì)菌培養(yǎng)至培養(yǎng)基吸光度為0.6?0.8時(shí),均出現(xiàn)少量可溶性表達(dá)(如圖2A所示),??但從電泳結(jié)果來(lái)看,純化的蛋白純度很差,雖然在目的分子位置有明顯蛋白條帶,但比??例僅20%左右,其他可能為截?cái)啾磉_(dá)或者降解帶,不適合用于實(shí)驗(yàn)。??如圖3所示,包涵體蛋白提取,Ni2+金屬層析純化后,10%?Elution?Buffer洗脫蛋白??中含有大量rFN/CDH融合蛋白(分子量75kD),純度高,可滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需求;100%?Elution??Buffer洗脫蛋白中含有較高純度的融合蛋白;將純化蛋白收集,以PH=9.0的Tris-HCl??透析純化后,再次Ni2+金屬層析純化后,三個(gè)批次制備的rFN/CDH融合蛋白均具有極??高的純度,僅在分子量>130KD處有一雜帶,雜帶分子量為rFN/CDH的二倍,考慮為??其二聚體。??一一?:::_?-??29??
接觸角反映的是材料表面對(duì)液體的親疏程度,本研究中以去離子水作為測(cè)量溶液,??接觸角越大,材料親水性越高,反之亦然。材料的親水性取決于材料表面的化學(xué)組成及??分子排列方式,因而在一定程度上可以反應(yīng)材料表面成分的變化。如圖4所示,脫蛋白??骨皮質(zhì)(第〇層)接觸角較大,親水性差,表面修飾PEI后(第1層),其接觸角明顯??降低,此后隨修飾層數(shù)增加,接觸角不規(guī)則變化。當(dāng)修飾到第8層(-PEI-rFN/CDH-??(Chi-rFN/CDH)3)以后,隨修飾層數(shù)增力口,接觸角波動(dòng)在34°(rFN/CDH)或45°(Chi),??接觸角趨于穩(wěn)定,提示層成分隨修飾層數(shù)增加外層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定改變,即己形成穩(wěn)定的修飾??界面。由于修飾體系中缺乏其他可穩(wěn)定存留與材料表面的成分,我們可以推測(cè)這是由于??材料表面被Chi或rFN/CDH均勻涂布的結(jié)果,早期修飾過(guò)程中接觸角不規(guī)則變化可能??與最外層修飾大分子不能完全占據(jù)材料表面有關(guān)[3k33]。由于后期選擇性富集及體內(nèi)外實(shí)??驗(yàn)要求材料具有良好的穩(wěn)定性,我們采用修飾12層的材料作為實(shí)驗(yàn)的最終材料,即??-PEI-rFN/CDH-?(Chi-rFN/CDH)?5
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Platelet-rich plasma for regeneration of neural feedback pathways around dental implants: a concise review and outlook on future possibilities[J]. Yan Huang,Michael M Bornstein,Ivo Lambrichts,Hai-Yang Yu,Constantinus Politis,Reinhilde Jacobs. International Journal of Oral Science. 2017(01)
[2]Application of platelet-rich plasma with stem cells in bone and periodontal tissue engineering[J]. Gabriela Fernandes,Shuying Yang. Bone Research. 2016(04)
[3]Use of demineralized bone matrix in the extremities[J]. Georgios I Drosos,Panagiotis Touzopoulos,Athanasios Ververidis,Konstantinos Tilkeridis,Konstantinos Kazakos. World Journal of Orthopedics. 2015(02)
本文編號(hào):3582249
【文章來(lái)源】:中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1主要研究?jī)?nèi)容:(1)層層自組裝構(gòu)建LBL-rFN/CDH多層蛋白界面修飾DBM支架材料并檢??
清表達(dá)的蛋白活性高于包涵體[3()_32]。根據(jù)前期誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們采用含0.5mM?IPTG??和0.5%甘油的LB培養(yǎng)基誘導(dǎo)培養(yǎng)含有rFN/CDH融合基因的Rosetta-gami(DE3)重組細(xì)??菌,在細(xì)菌培養(yǎng)至培養(yǎng)基吸光度為0.6?0.8時(shí),均出現(xiàn)少量可溶性表達(dá)(如圖2A所示),??但從電泳結(jié)果來(lái)看,純化的蛋白純度很差,雖然在目的分子位置有明顯蛋白條帶,但比??例僅20%左右,其他可能為截?cái)啾磉_(dá)或者降解帶,不適合用于實(shí)驗(yàn)。??如圖3所示,包涵體蛋白提取,Ni2+金屬層析純化后,10%?Elution?Buffer洗脫蛋白??中含有大量rFN/CDH融合蛋白(分子量75kD),純度高,可滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需求;100%?Elution??Buffer洗脫蛋白中含有較高純度的融合蛋白;將純化蛋白收集,以PH=9.0的Tris-HCl??透析純化后,再次Ni2+金屬層析純化后,三個(gè)批次制備的rFN/CDH融合蛋白均具有極??高的純度,僅在分子量>130KD處有一雜帶,雜帶分子量為rFN/CDH的二倍,考慮為??其二聚體。??一一?:::_?-??29??
接觸角反映的是材料表面對(duì)液體的親疏程度,本研究中以去離子水作為測(cè)量溶液,??接觸角越大,材料親水性越高,反之亦然。材料的親水性取決于材料表面的化學(xué)組成及??分子排列方式,因而在一定程度上可以反應(yīng)材料表面成分的變化。如圖4所示,脫蛋白??骨皮質(zhì)(第〇層)接觸角較大,親水性差,表面修飾PEI后(第1層),其接觸角明顯??降低,此后隨修飾層數(shù)增加,接觸角不規(guī)則變化。當(dāng)修飾到第8層(-PEI-rFN/CDH-??(Chi-rFN/CDH)3)以后,隨修飾層數(shù)增力口,接觸角波動(dòng)在34°(rFN/CDH)或45°(Chi),??接觸角趨于穩(wěn)定,提示層成分隨修飾層數(shù)增加外層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定改變,即己形成穩(wěn)定的修飾??界面。由于修飾體系中缺乏其他可穩(wěn)定存留與材料表面的成分,我們可以推測(cè)這是由于??材料表面被Chi或rFN/CDH均勻涂布的結(jié)果,早期修飾過(guò)程中接觸角不規(guī)則變化可能??與最外層修飾大分子不能完全占據(jù)材料表面有關(guān)[3k33]。由于后期選擇性富集及體內(nèi)外實(shí)??驗(yàn)要求材料具有良好的穩(wěn)定性,我們采用修飾12層的材料作為實(shí)驗(yàn)的最終材料,即??-PEI-rFN/CDH-?(Chi-rFN/CDH)?5
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Platelet-rich plasma for regeneration of neural feedback pathways around dental implants: a concise review and outlook on future possibilities[J]. Yan Huang,Michael M Bornstein,Ivo Lambrichts,Hai-Yang Yu,Constantinus Politis,Reinhilde Jacobs. International Journal of Oral Science. 2017(01)
[2]Application of platelet-rich plasma with stem cells in bone and periodontal tissue engineering[J]. Gabriela Fernandes,Shuying Yang. Bone Research. 2016(04)
[3]Use of demineralized bone matrix in the extremities[J]. Georgios I Drosos,Panagiotis Touzopoulos,Athanasios Ververidis,Konstantinos Tilkeridis,Konstantinos Kazakos. World Journal of Orthopedics. 2015(02)
本文編號(hào):3582249
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