课题基金 / 基金详情

模拟ECM蛋白/多肽细胞粘附功能的尼龙3聚合物及类似物研究

批准号:
21774031
项目类别:
面上项目
资助金额:
67.0 万元
负责人:
刘润辉
依托单位:
学科分类:
医用材料化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
伍越群、武月铭、陈琦、张丹丰、杨宁宁、李冰、齐凡

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
ECM蛋白/多肽具有细胞粘附功能,在组织工程的研究和实践中被广泛使用, 但其也有价格昂贵、制备困难、易被蛋白酶水解、功能受表面接枝方法影响的显著缺点。本课题拟以尼龙3聚合物(β-氨基酸聚合物)及其类似物(α-氨基酸聚合物)模拟ECM蛋白/多肽的细胞粘附功能,通过细胞粘附、溶血和细胞毒性研究对这两类聚合物进行综合评价并进行结构和功能优化。申请人在前期研究中初步验证这一思路是可行的(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135: 16296; Biomacromolecules 2012, 13: 1100),预期获得具有优异细胞粘附功能、有潜力应用于组织工程的氨基酸聚合物。通过系统性研究两类氨基酸聚合物的细胞粘附功能、机理,以及分析氨基酸骨架结构对细胞粘附功能的影响,深入对于细胞粘附功能氨基酸聚合物的基础理论研究,并为发现可替代ECM蛋白/多肽的细胞粘附功能氨基酸聚合物奠定基础。
英文摘要
Extra cellular matrix (ECM) proteins/peptides, for example fibronectin and RGD peptide, are cell adhesive and are widely used in the research and clinical application of tissue engineering. However, ECM proteins/peptides have their innate shortcomings including, expensive, difficult to prepare, susceptible to proteolysis, and their cell adhesive function’s dependence on surface tethering method. The research in the project will mimic the cell adhesive function of ECM proteins/peptides using nylon-3 polymers (poly-β-amino acid) and their analogous polymers (poly-α-amino acid). The overall performance of these polymers will be evaluated based on their cell adhesive function, their hemolysis and their cytotoxicity, which supports the optimization of these polymers’ structure and cell adhesive function. Preliminary studies by the applicant verified the feasibility of this research approach (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135: 16296; Biomacromolecules 2012, 13: 1100), and we expect to obtain poly-amino acid that possess outstanding cell adhesive function and have potential to be used in tissue engineering. The in-depth and fundamental understanding of cell adhesive poly-amino acid will be obtained via systematic study on cell adhesive function and mechanism of these two types of poly-amino acid, and analysis on the relationship between amino acid backbone and resulting polymers’ cell adhesive function. These studies also support the finding of optimum cell adhesive poly-amino acid that can substitute ECM proteins/peptides and have potential in tissue engineering applications.
细胞黏附对细胞的命运有重要影响,如细胞信号传导、迁移、增殖和分化。细胞黏附效果对植入物的功能有重要影响。ECM蛋白/多肽具有细胞黏附的功能,在组织工程的研究和实践中被广泛使用,但其也有价格昂贵、制备困难、易被蛋白酶水解、功能受表面接枝方法影响的显著缺点。在本项目中,我们深入研究并建立普适性生物材料表面活性修饰方法,阐释了PEG链长的选择对于功能多肽活性发挥的影响及原因,最终发现中等链长(OEG8)能够极大的降低材料表面背景干扰、并能充分展示多肽的功能。同时,我们设计获得了结构简单、体内稳定的一类可替代PEG的抗细胞非特异性黏附的聚β-丝氨酸分子,可作为后续研究细胞黏附的背景平台。在此基础上,通过结合RGD和KRSR两类细胞黏附多肽的结构特征,我们设计合成了一系列体内稳定性好、结构可调、容易制备的β-氨基酸聚合物,并发现了具有优异骨细胞黏附功能的聚合物。此外,我们受沙堡蠕虫黏附蛋白启发,设计合成一种三肽黏附分子,可以在没有反应基团的各类水凝胶上修饰促细胞黏附聚合物。. 本项目资助下共发表论文6篇, 包括: Nature Communications 2篇,Angew. Chem. Int. Ed. 2篇(其中一篇被选为热点论文),J. Am. Chem. Soc. 1篇(被选为补充封面论文),Acta Biomater. 1篇;申请国内专利2件;邀请报告2次。指导博士生4名,硕士生6名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1002/anie.202103540
发表时间: 2021
期刊: Angewandte Chemie International Edition
影响因子: --
作者: [Wu Yueming, Chen Kang, Wu Xue, Liu Longqiang, Zhang Weiwei, Ding Yun, Liu Shiqi, Zhou Min, Shao Ning, Ji Zhemin, Chen Jiacheng, Zhu Minghui, Liu Runhui]
通讯作者: Liu Runhui
DOI: 10.1016/j.actbio.2021.03.022
发表时间: 2021
期刊: Acta Biomaterialia
影响因子: 9.7
作者: [Chen Qi, Zhang Donghui, Gu Jiawei, Zhang Haodong, Wu Xue, Cao Chuntao, Zhang Xinyue, Liu Runhui]
通讯作者: Liu Runhui
Dual mechanism β-amino acid polymers promoting cell adhesion.
双机制β-氨基酸聚合物促进细胞粘附
DOI: 10.1038/s41467-020-20858-x
发表时间: 2021-01-25
期刊: Nature communications
影响因子: 16.6
作者: [Chen Q, Zhang D, Zhang W, Zhang H, Zou J, Chen M, Li J, Yuan Y, Liu R]
通讯作者: Liu R
DOI: 10.1021/jacs.9b07105
发表时间: 2019-10-23
期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子: 15
作者: [Chen, Qj, Yu, Shan, Liu, Runhui]
通讯作者: Liu, Runhui
基于水分不敏感的快速NCA聚合反应探索抗真菌α-氨基酸聚合物
  • 批准号:
    22075078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘润辉
  • 依托单位:
模拟宿主防御性蛋白的新型抗细菌氨基酸聚合物的设计、合成及功能研究
  • 批准号:
    21574038
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    刘润辉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金