空軍軍醫大學張玉梅教授團隊Adv Funct Mater:仿生手性納米形貌用于調控免疫反應
一、 【導讀】?
手性是自然界中最普遍和最有趣的現象之一,它是指一個物體無法通過旋轉或平移與其鏡像重合的幾何特征,如我們的左手和右手。手性是生物體的重要特征,在分子、細胞和組織水平均廣泛存在。隨著研究的不斷深入,手性的概念已從有機逐漸擴展到無機領域。手性誘導是賦予無機納米材料手性特征的一種簡單而有效的方法。例如使用手性氨基酸或肽進行修飾,包括半胱氨酸、絲氨酸和半胱氨酸-苯丙氨酸二肽。張玉梅教授團隊長期聚焦于材料表面納米形貌的仿生優化,針對鈦種植體周圍骨免疫反應及相關機制開展了系列研究,在此基礎上,該團隊進一步將手性特征與形貌特征進行融合,構建了具有不同間距和手性的仿生納米金陣列,通過多種體內外實驗探究了手性納米金陣列對免疫反應的調控效應和機制,為植入材料的表面設計提供了全新的理念。
二、【成果掠影】
近期,空軍軍醫大學張玉梅教授、宋文副教授課題組聯合香港中文大學李天杰副研究員團隊報道了仿生手性納米形貌對免疫反應的調控。結果表明,右旋半胱氨酸修飾的小間距納米金陣列(D-300)可以顯著促進巨噬細胞的M2極化和相關細胞因子的分泌,從而減輕炎癥反應,促進組織的愈合和再生。進一步機制分析發現,D-300表面對纖連蛋白具有更高的立體親和性,從而增強了巨噬細胞中Integrin αv/α8/β3-p-FAK通路的表達。
相關研究成果以“Biomimetic Chiral Nanotopography for Manipulating Immunological Response”為題發表在Advanced Functional Materials期刊上。空軍軍醫大學何奕德講師為論文的第一作者。
?三、【核心創新點】
成功合成了一種兼具手性和物理形貌特征的二維表界面,為研究手性納米形貌與組織的互作規律提供了有力的材料模型。證實了手性特征相比于形貌特征在調控巨噬細胞極化表型中更具優勢,發現了右旋納米金陣列通過影響纖連蛋白的吸附,激活Integrin αv/α8/β3-p-FAK通路,進而促進巨噬細胞M2極化的關鍵機制。
?四、【數據概覽】
圖1? 手性納米金陣列的表征
圖2? 納米金陣列的手性和間距對RAW264.7巨噬細胞表型的影響
圖3? 手性納米金陣列表面RAW264.7巨噬細胞來源的條件培養基對MC3T3-E1成骨細胞的調控作用
圖4? 手性納米金陣列表面骨髓來源巨噬細胞表型的鑒定及其對骨髓間充值干細胞的調控作用
圖5? 小鼠皮下植入手性納米金陣列后的組織學分析
圖6? 手性納米金陣列調控巨噬細胞極化的機制分析
圖7? 不同手性表面FN吸附和巨噬細胞黏附力的檢測
文獻連接:https://doi.org/10.1002/adfm.202313157
本文由作者供稿
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