具有促進血管再生活性的蠶絲絲素三維支架

《具有促進血管再生活性的蠶絲絲素三維支架》是依託蘇州大學，由李明忠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：具有促進血管再生活性的蠶絲絲素三維支架
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李明忠
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

血管的再生是皮膚真皮等組織修復重建領域面臨的關鍵問題。本項目利用柞蠶絲素蛋白(ASF)內的生物活性序列精氨酸-乙氨酸-天門冬氨酸(RGD)；在ASF三維支架微米級大孔的孔壁上組裝ASF納米纖維；並在孔壁表面裝載陽離子化ASF包被的血管內皮細胞生長因子165和血管生成素-1雙基因共表達質粒。構建同時攜帶刺激血管再生的化學、物理和生物學信號的，具有顯著促進血管再生活性的ASF三維支架。通過體外研究和將其用於真皮原位再生的體內研究，獲得支架結構與促進血管再生的規律，豐富血管和組織再生理論。 對ASF進行陽離子化改性後用作基因傳遞載體，以及用凍乾技術將載體和納米纖維組裝於三維支架內的研究中，可能產生一系列創新，並開創以絲素為基因傳遞載體的研究新領域。 通過上述研究，為具有顯著促進血管再生活性的支架設計及其套用於真皮組織再生提供科學依據，且獲得的新原理可推廣其他組織工程支架的研製。

結題摘要

血管的再生是組織工程及再生醫學領域面臨的關鍵問題。本項目針對該問題，在蠶絲絲素三維支架微米級大孔的孔壁上組裝絲素微/納米纖維，並在孔壁表面裝載陽離子化柞蠶絲素包被的血管內皮細胞生長因子165 (VEGF165)和血管生成素-1 (Ang-1)雙基因共表達質粒，構建同時攜帶刺激血管再生的化學、物理和生物學信號的，具有顯著促進血管再生活性的絲素三維支架。柞蠶絲素是具有良好生物相容性和生物可降解的天然高聚物，且含有生物活性序列精氨酸-乙氨酸-天門冬氨酸(RGD)，但表面帶負電荷。為了使柞蠶絲素具備包被、壓縮質粒DNA的能力，分別用精胺及魚精蛋白對柞蠶絲素改性，獲得陽離子化柞蠶絲素，作為VEGF165-Ang-1雙基因共表達質粒傳遞載體。研究表明，陽離子化柞蠶絲素作為基因傳遞載體的細胞毒性顯著地比聚乙烯亞胺低，而轉染效率則比聚乙烯亞胺高。本項目合成的陽離子化柞蠶絲素用作基因傳遞載體具有生物相容性好、細胞毒性低的顯著優勢。體外實驗結果表明，在絲素三維支架內引入微/納米纖維及基因傳遞載體後，能夠顯著促進細胞的粘附、增殖和遷移。雞胚絨毛尿囊膜血管形成實驗結果證明，裝載於支架內VEGF165和Ang-1基因能夠轉染尿囊膜細胞，並有效表達目的基因，顯著促進血管網路的形成。在體內，將絲素支架植入SD大鼠背部的全層皮膚缺損創面，檢測和分析結果表明，攜帶刺激血管再生的化學、物理和生物學信號的絲素三維支架具有顯著促進血管再生的活性，並能促進膠原沉積、促進真皮組織再生。上述研究結果，不僅開創了絲素作為基因傳遞載體的研究新領域，而且為具有促進血管再生活性的支架設計及其套用於真皮組織再生提供了科學依據。在項目資助下，共發表學術論文24篇，其中SCI收錄的論文16篇（SCI一區及二區論文11篇），申請並獲得國家發明專利4項，畢業博士研究生4名、碩士研究生11名。