本站訊 近日，中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院海洋生物遺傳與育種教育部重點實驗室、方宗熙海洋生物進化與發(fā)育研究中心劉偉治團隊在基于扇貝足絲粘附蛋白的仿生材料應(yīng)用于難愈合創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域取得重要新進展。研究論文“Extracellular Matrix-Mimetic Intrinsic Versatile Coating Derived from Marine Adhesive Protein Promotes Diabetic Wound Healing through Regulating the Microenvironment”（海洋粘附蛋白來源的類細胞外基質(zhì)涂層通過調(diào)節(jié)微環(huán)境促進糖尿病足創(chuàng)面愈合）發(fā)表在材料學(xué)頂級期刊ACS Nano上，海洋生命學(xué)院博士生王露露、薛波為共同第一作者，劉偉治教授為唯一通訊作者，中國海洋大學(xué)為第一完成單位和通訊作者單位。
糖尿病足潰瘍（Diabetic foot ulcers, DFUs）是糖尿病嚴(yán)重并發(fā)癥之一，作為典型的難愈合創(chuàng)面具有極高的患病率和致殘率。創(chuàng)面持續(xù)滲出導(dǎo)致敷料降解，進而使50%的創(chuàng)面未得到有效護理，因此迫切需要開發(fā)兼具濕粘附性和功能性的敷料。研究團隊受扇貝粘附啟發(fā)，定位到一種由表皮生長因子結(jié)構(gòu)域組成的足絲蛋白，Ca2+誘導(dǎo)其快速組裝為類細胞外基質(zhì)涂層材料。扇貝足絲蛋白涂層憑借優(yōu)異的濕吸附性、獨特的力學(xué)性能、卓越的抗氧化活性和抗菌活性，在糖尿病小鼠、糖尿病兔子和離體培養(yǎng)的人皮模型中均表現(xiàn)出優(yōu)于市售產(chǎn)品的創(chuàng)面促愈合能力。該涂層通過調(diào)節(jié)創(chuàng)面微環(huán)境實現(xiàn)快速修復(fù)，包括促進巨噬細胞極化，抑制炎癥基因表達，誘導(dǎo)血管再生以及加速ECM重塑。該新型類細胞外基質(zhì)涂層為難愈合創(chuàng)面的臨床治療開辟了新途徑，且工程化改造將指導(dǎo)未來多功能涂層敷料的設(shè)計，使扇貝足絲蛋白化身為“超級英雄”。
圖1. 扇貝足絲蛋白涂層在難愈合創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用。a,b) 基于扇貝足絲關(guān)鍵粘附蛋白Sbp9的發(fā)現(xiàn)；c) 涂層組裝機制及創(chuàng)面促愈合活性探究。
團隊長期從事受海洋粘附啟發(fā)的功能性生物材料研究，近年來在蛋白基材料的分子組裝調(diào)控與生物醫(yī)用材料的開發(fā)方向取得一系列進展，包括扇貝粘附蛋白自組裝的高延展性纖維用作電子傳感器（Nat Commun, 2022），?？掣降鞍鬃越M裝的智能型水凝膠治療光老化（Bioact Mater, 2022），扇貝足絲蛋白膜材料原位遞送RGD肽促骨修復(fù)（In J Biol Macromol, 2024），從闡述材料層級組裝機制、調(diào)控材料理化性能、優(yōu)化生物功能三個層面開展系統(tǒng)研究，為高端生物醫(yī)用新材料的臨床轉(zhuǎn)化提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
青島市內(nèi)分泌糖尿病醫(yī)院為該研究提供了珍貴樣品和寶貴臨床經(jīng)驗，中國海洋大學(xué)以及華東師范大學(xué)多位老師參與了論文研究工作。該工作得到國家自然科學(xué)基金等項目資助。
通訊員：王露露
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c03626
第一作者薛波（左）與王露露
編輯：趙奚赟
責(zé)任編輯：劉蒞
