综述：淀粉样蛋白诱导的矿化：从生物系统到仿生材料

这篇综述系统阐述了淀粉样蛋白（Amyloid）在病理性钙化（如CAVD、AD）和生理性矿化（如牙釉质形成）中的双重作用机制，揭示了其β-折叠结构通过周期性酸性残基阵列模板化矿物成核的分子基础，并综述了基于淀粉样蛋白仿生材料（如PTL/CsgA）在硬组织修复（enamel/dentin再生、骨整合）中的前沿应用。

　　

淀粉样蛋白的双面角色：从疾病元凶到生物矿化工程师

病理性钙化中的淀粉样蛋白沉积

在钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）中，载脂蛋白A-I（apoA-I）通过氧化应激诱导的构象变化形成淀粉样纤维，其周期性酸性残基（间距4.7 ?）与无定形磷酸钙（ACP）中Ca²⁺间距完美匹配，驱动瓣膜异位钙化。脑淀粉样血管病（CAA）患者中，Aβ纤维与血管钙化共定位，而阿尔茨海默病（AD）患者的海马区可见Tau蛋白磷酸化（pTau）与球形钙化共沉积，暗示淀粉样结构通过金属离子结合域（如Aβ的E22/D23）加速神经钙化。

生理性矿化的天然模板

牙釉质形成过程中，釉原蛋白（amelogenin）在Ca²⁺存在下发生α-螺旋向β-折叠转变，自组装为17 nm宽纳米带，其重复Glu/Ser磷酸化位点稳定ACP并引导羟基磷灰石（HAP）沿c轴生长。类似地，骨基质蛋白1（DMP1）的C端通过β-折叠二聚体形成"哑铃状"结构，酸性簇（Asp/Glu）介导胶原纤维内矿化。海洋生物如藤壶通过CsgA蛋白的β-折叠纤维模板化碳酸钙晶体的有序沉积。

仿生材料的突破性设计

相转变溶菌酶（PTL）通过二硫键还原形成淀粉样纤维，与釉原蛋白C端肽（C-AMG）协同诱导HAP"鱼鳞状"再生层，其纳米压痕硬度恢复率达87%。工程化大肠杆菌表达的CsgA-R1/HAP/R5融合蛋白自组装成纤维支架，实现HAP纳米片的空间可控矿化。自组装肽P₁₁-4通过pH响应性β-折叠纤维网络，在龋齿病变中引导HAP晶体扇形排列。

挑战与未来方向

当前研究尚未完全解析淀粉样纤维与胶原的超级螺旋组装机制，且临床转化需解决材料降解性（如PTL的长期稳定性）与生物安全性（如CsgA寡聚体毒性）问题。新型植物支架（dPTAM）结合纳米淀粉样涂层，为骨再生提供了可持续解决方案，而光响应生物膜（含CsgA-Mfp3S）实现了损伤部位的时空特异性矿化修复。

诊断与治疗的跨界启示

利用^99mTc骨示踪剂与淀粉样纤维钙结合位点的特异性，可开发CAVD早期诊断工具。靶向淀粉样辅助因子（如HSPG/SAP）或能阻断病理性钙化级联反应，而仿生矿化策略为再生医学提供了从原子匹配（4.7 ?间距）到宏观结构的多尺度设计蓝图。