在识别和利用细胞粘附肽(CAPs)的过程时,我们常常在基底材料和细胞粘附肽(CAPs)中间修饰上一段抗污材料,以防止普遍存在的非特异性细胞粘附。但是抗污材料分子链长短往往对CAPs的作用效果可能会有很大的影响。
针对以上问题,华东理工大学刘润辉教授课题组利用不同长度的PEG作为抗污层来研究其对细胞粘附肽作用效果的影响,结果表明PEG的链长对细胞粘附肽(CAPs)的作用效果有很大的影响,并且中等长度的PEG才能使CAPs发挥最优异的功能。这对我们选用抗污层和识别功能多肽有着很好的指导意义。该研究成果以题为“Impact of Antifouling PEG Layer on the Performance of Functional Peptides in Regulating Cell Behaviors ”的论文发表在《JACS》上,并选为封面文章。在本工作中,作者采用了安全高效的氨基玻璃制备方法,利用紫外臭氧清洗机照射预处理玻片,不再用传统的、危险性大的“食人鱼”溶液(7:3 H2SO4/H2O2)处理方法,并利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)将表面氨基化,最后利用双官能团PEG连接多肽和基底表面。图二 不同分子量PEG对CAPs细胞特异性粘附作用的影响通过用短链PEG(OEG4)、中等链PEG(OEG8)、长链PEG(PEG2K)连接了三种典型特异性细胞粘附肽CAPs(KRSR,YIGSR, VAPG),来研究抗污层对CAPs细胞粘附作用的影响。其中KRSR能特异性识别前成骨细胞(Preosteoblast),YIGSR能特异性识别内皮细胞(EC),VAPG能特异性识别平滑肌细胞(SMC)。结果表明,短链PEG会存在细胞非特异性粘附,而长链PEG会降低细胞的粘附,只有中等链PEG才会最大程度发挥CAPs特异性细胞粘附作用。通过用短链PEG(OEG4)、中等链PEG(OEG8)连接了典型特异性细胞粘附肽CAPs(YIGSR)来研究抗污称对CAPs细胞迁移速率的影响。其中YIGSR能特异性识别内皮细胞(EC)。结果表明,中等链PEG连接的YIGSR对EC细胞迁移速率最大,这种结果支持了上述的“只有中等链PEG才会最大程度发挥CAPs特异性细胞粘附作用”结论。RGD肽能够促进细胞粘附,BMP-2能促进细胞分化。当使用双重配体时,由于细胞粘附增强,而能够有效的提高BMSC细胞分化。但是用短链PEG链接双重配体时,细胞分化分效果相对于单独使用并未增加,而使用长链PEG链接双重配体时,细胞分化分效果显著增强,这也验证了上述的“只有中等链PEG才会最大程度发挥CAPs特异性细胞粘附作用”结论。综上,抗污层PEG分子链的长短对多肽作用效果有很大的影响,只有中等长度PEG分子链才能使得功能性肽在细胞粘附,迁移和分化中发挥其最优异的功能。选为JACS封面
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07105
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来源:高分子科学前沿
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