淀粉樣纖維是一類與人類疾病密切相關的蛋白異常聚集體,從一些核心短肽序列入手研究天然蛋白形成淀粉樣纖維的分子機制是近年來的研究熱點。本文設計了一個由甘氨酸(G)、丙氨酸(A)、纈氨酸(V)三種疏水性氨基酸構成的六肽GGAAVV(GAV-6),并研究其形成淀粉樣纖維的能力。以原子力顯微鏡(AFM)和動態光散射(DLS)為手段的納米結構表征發現,GAV-6能夠在水溶液中自組裝形成光滑不分叉的納米纖維。通過剛果紅染色/結合實驗和硫磺素T結合實驗,我們證實了這些納米纖維具有典型的淀粉樣纖維的特征。上述結果表明,人工設計的GAV-6短肽能夠自組裝形成淀粉樣纖維,這可能為今后深入研究天然蛋白形成淀粉樣纖維的機制提供一種簡單的模式分子。
蛋白質在自組裝短肽水凝膠中的緩釋速度與蛋白質大小和凝膠孔徑直接相關, 如何提高小分子蛋白質的緩釋效果一直是個問題。本研究采用生物素夾心法研究胰島素樣生長因子1(IGF-1)在N端帶有RGD序列的自組裝短肽(P3)水凝膠中的釋放效果。紫外分光光度計檢測每個時間點所釋放的IGF-1濃度, 結果顯示IGF-1的釋放速度明顯降低。水凝膠培養實驗表明用生物素夾心法延長IGF-1釋放時間能夠有效地促進小鼠成軟骨細胞ATDC5的增殖。
目的探討可磷酸化短肽（phosphorylatable short peptide，pSP）偶聯殼聚糖（chitosan，CS）（pSP-CS），攜載IGF-1和IL-1受體拮抗劑（IL-1 receptor antagonist，IL-1Ra）基因，局部轉染促進關節軟骨損傷修復的作用。 方法構建pBudCE4.1-IL-1Ra、pBudCE4.1-IGF-1及pBudCE4.1-IL-1Ra+IGF-1質粒，以pSP偶聯CS形成pSP-CS，將以上重組質粒分別與其復合形成pSP-CS/質粒DNA（pDNA）復合物。取3月齡健康雄性新西蘭大耳白兔30只，體重2.0～2.5 kg，雙側后肢隨機分為5組（n=12）。假手術組（A組）僅暴露股骨外側髁關節面，pSP-CS/pBudCE4.1干預組（B組）、pSP-CS/pBudCE4.1-IL-1Ra干預組（C組）、pSP-CS/pBudCE4.1-IGF-1干預組（D組）、pSP-CS/pBudCE4.1-IL-1Ra+IGF-1干預組（E組）制備膝關節外側髁軟骨缺損模型。術后1周，各干預組給予對應pSP-CS/pDNA復合物，共7周；A組注射等量生理鹽水。術后觀察動物一般情況，8周時處死實驗動物，取關節腔灌洗液ELISA分析IL-1Ra及IGF-1含量；實時熒光定量PCR檢測缺損區軟骨組織聚集蛋白聚糖（Aggrecan）、基質金屬蛋白酶3（matrix metalloproteinase 3，MMP-3）、MMP抑制劑1（MMP inhibitor 1，TIMP-1）mRNA表達；阿爾辛藍-過碘酸雪夫（alcian blue-periodic acid/schiff，ABPAS）染色及Aggrecan免疫組織化學染色鑒定損傷區新生細胞的軟骨細胞表型，分析Aggrecan染色吸光度（A）值。 結果實驗動物術后無感染及死亡。各干預組關節腔灌洗液中檢測到大量外源蛋白IGF-1和IL-1Ra，其中D、E組IGF-1含量以及C、E組IL-1Ra含量顯著高于A組（P＜0.05）。E組Aggrecan和TIMP-1 mRNA表達上調，MMP-3 mRNA表達下調，明顯優于C、D組（P＜0.05）。C、D、E組缺損處出現不同程度軟骨性修復，AB-PAS染色及Aggrecan免疫組織化學染色均為陽性，且E組作用明顯優于C、D組（P＜0.05）；B組缺損處僅被大量纖維組織增生和炎性細胞浸潤，未見明顯軟骨性修復。 結論pSP-CS是一種較理想的基因載體，可攜載治療基因有效進入兔關節軟骨組織；IL-1Ra與IGF-1協同作用明顯促進損傷軟骨修復。
本研究探索自組裝短肽 GFS-4 在心肌細胞三維培養中的應用效果及其對心肌梗死區域的組織修復作用。通過圓二色譜儀分析短肽 GFS-4 的二級結構，原子力顯微鏡檢測短肽 GFS-4 自組裝的微觀形態。將 GFS-4 自組裝形成的納米纖維支架作為心肌細胞三維培養材料，觀察心肌細胞的生長狀況；建立大鼠心肌梗死模型，加入水凝膠 GFS-4 研究其對心肌梗死修復的效果。結果發現，GFS-4 自組裝形成的二級結構主要為 β 折疊；自組裝 24 h 后形成致密的納米纖維支架；心肌細胞三維培養結果表明心肌細胞在 GFS-4 水凝膠中生長狀況良好；心肌梗死體外修復實驗發現，短肽 GFS-4 水凝膠支架可緩解心肌梗死區域組織壞死。自組裝短肽 GFS-4 作為新的納米支架材料，可用于細胞三維培養和心肌梗死區域組織修復。
本研究旨在探究手性自組裝短肽R-LIFE-1對外泌體的包裹控釋作用。采用原子力顯微鏡、透射電鏡及冷凍掃描電鏡等觀察短肽R-LIFE-1的成膠能力及形態結構；采用光鏡觀察及熒光染色探究R-LIFE-1的生物相容性；采用超濾離心法提取外泌體并采用Western blot、納米粒徑追蹤分析（NTA）、透射電鏡檢測外泌體質量；采用激光共聚焦顯微鏡及BCA蛋白定量探究短肽水凝膠對外泌體的控釋效果。結果顯示手性自組裝短肽R-LIFE-1能夠在離子觸發下快速自組裝形成穩定的納米纖維網絡膜片狀結構，具有良好的生物相容性，能夠負載外泌體對它進行包裹控釋，提高外泌體的利用效率。本研究證明短肽R-LIFE-1可對外泌體進行控釋，是一種理想的組織工程材料。