纤维蛋白原基质表层结构不稳定性对其非粘附特性的作用机制

《Acta Biomaterialia》：STRUCTURAL INSTABILITY OF THE SUPERFICIAL LAYERS OF THE FIBRINOGEN MATRIX CONTRIBUTES TO ITS NONADHESIVE PROPERTIES

本研究揭示了纤维蛋白原（fibrinogen）在生物材料表面形成多层基质后，其表层分子的弱结合特性导致流动条件下细胞无法稳定粘附的新机制。通过多种流道模型证明，细胞通过低亲和力作用剥离表层纤维蛋白原分子，阻断整合素（integrin）介导的机械信号传导，为血管移植物抗粘附设计提供了新视角。

　　

亮点

表层纤维蛋白原基质的结构不稳定性促进其非粘附特性

引言

血浆蛋白纤维蛋白原在生物材料表面的吸附被认为是血液细胞与植入人工血管移植物相互作用的关键事件。事实上，由于其在高浓度循环（2-3毫克/毫升）、在各种表面的快速吸附以及支持整合素介导的血液细胞粘附的能力，纤维蛋白素被广泛认为是导致粘附依赖性血小板和白细胞积累和激活的主要因素。

试剂

人纤维蛋白原和凝血酶购自Enzyme Research Laboratories（美国印第安纳州南本德；产品编号分别为FIB 1和HT1002）。纤维蛋白原浓度通过280纳米分光光度法测定，使用1毫克/毫升浓度下的消光系数为1.51。纤维蛋白原用¹²⁵I（PerkinElmer，美国康涅狄格州谢尔顿；产品编号NEZ033A001MC）标记，使用碘化珠（Thermo Fisher Scientific Pierce Protein Research Products，美国伊利诺伊州罗克福德；产品编号28665），透析后备用。

在模型流动系统表面形成纤维蛋白原多层基质

使用原子力显微镜（AFM）单细胞光谱技术，我们先前证明在静态环境中，细胞表面的纤维蛋白原受体可以通过对其施加拉力从基质中分离纤维蛋白原分子[19]。我们假设细胞在流动条件下可能产生类似效果。为验证这一可能性，我们采用三种流动模型：旋转式、矩形毛细管式和线圈式。每种模型具有独特的配置以产生不同的流动几何形状和...

讨论

在先前研究中，我们证明当纤维蛋白原接触各种表面时，会发生自组装形成由数层分子组成的纤维蛋白原基质，并确定了其非粘附特性的起源[6,[12], [13], [14], [15]]。因此，两种机制导致纤维蛋白原多层基质在静态条件下无法支持细胞粘附：其可扩展性，由细胞整合素施加的拉力引起，导致...

结论

本研究描述了一种先前未知的机制，该机制在流动条件下促进了纤维蛋白原多层基质的非粘附特性。通过使用多种流动系统并对纤维蛋白原吸附及其被流动细胞解吸进行定量分析，我们证明当细胞与沉积在玻璃和聚四氟乙烯（PTFE）表面的纤维蛋白原多层基质接触时，细胞会移除表层分子，从而阻止其粘附。剥离效应在...