东华大学张耀鹏、邵惠丽课题组:用于雪旺细胞培养的柞蚕丝素蛋白冷冻干燥支架

发布时间:2019-05-07浏览次数:663

      家蚕丝素蛋白(BSF)由于其较为优异的力学性能、生物相容性和易加工性,常用于制备组织工程支架。然而,相比于BSF,中国特有的柞蚕丝素蛋白ASF)不仅具有更加优异的力学性能,且其分子链中具有由精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸首尾相连而成的RGD三肽链段,该链段对于哺乳动物细胞有优异的吸附性和增殖性。因此,使用ASF制成的组织工程支架有望具有更好的力学性能、生物相容性和组织修复能力。

       东华大学纤维材料改性国家重点实验室,材料科学与工程学院张耀鹏、邵惠丽教授领衔的生物质材料成型加工课题组采用再生柞蚕丝素蛋白(RASF)水溶液,制备了形貌可调的RASF多孔组织工程支架。研究发现,通过改变溶液浓度和冷冻干燥的温度可以调控RASF水溶液在冷冻过程中形成冰晶的形状及尺寸,可获得具有不同微观结构的RASF冻干支架(如图1所示),还可实现冻干支架微观形貌在层状孔和蜂窝状孔状之间的转变。另外,支架的二级结构、结晶结构、力学性能、溶胀及降解性能也均会随制备条件而改变。


1 RASF冷冻干燥支架的形貌调控


       研究者在相同条件下制备了RASF冻干支架和再生家蚕丝素蛋白(RBSF)冻干支架,并比较了两种支架的生物相容性。细胞实验结果表明,培养于RASF冻干支架上的雪旺细胞具有更高的活性、更好的形态以及更高的活/死细胞比例(如图2所示)。因此,具有RGD三肽链段的RASF冻干支架对于雪旺细胞具有更好的粘附性和增殖性,在神经组织工程中具有潜在的应用价值。进一步提高其力学性能后,该支架还有望被应用于软骨、肌腱、心脏等多种组织工程领域。


2(A)雪旺细胞在RASF、RBSF冷冻干燥支架和玻璃片上培养2、4、6天的MTT实验结果;雪旺细胞在RASF支架(上)和RBSF支架(下)上培养4天的(B,C)扫描电子显微镜照片,(D,E)细胞骨架的激光共聚焦显微镜照片和(F,G)活死细胞的激光共聚焦显微照片。


       20194月,该成果发表于欧洲聚合物杂志(European Polymer Journal)上。东华大学博士生邹盛之为该论文的第一作者,东华大学张耀鹏教授、复旦大学附属华山医院张佳明副主任医师为该论文的共同通讯作者。东华大学硕士生王心如、范苏娜助理研究员、邵惠丽教授为该论文共同作者。


Shengzhi Zou, Xinru Wang, Suna Fan, Jiamin Zhang*, Huili Shao, Yaopeng Zhang*, Fabrication and characterization of regenerated Antheraea pernyi silk fibroin scaffolds for Schwann cell culturing, Eur. Polym. J. 2019, doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.04.056

原文链接:http://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.04.056