综述：维生素能否抑制COVID-19诱发的促炎细胞因子参与神经病理性疼痛的发展？

这篇综述创新性地探讨了自组装肽水凝胶(SAPH)功能化修饰在骨修复中的应用。研究团队通过将tenascin-c的3rd-5th TNCIII结构域片段与(FEFK)2肽段共价结合，显著提升了BMP-2的滞留能力，在低剂量条件下成功实现小鼠临界骨缺损(CBD)的完全愈合，为骨组织工程提供了新型功能化生物材料解决方案。

　　

Abstract

临界骨缺损(CBD)因超出自然修复能力而需要生物材料干预。研究团队开发了tenascin-c功能化的自组装肽水凝胶系统，通过整合含RGD基序和肝素结合域(HBD)的3^rd-5^th TNCIII结构域片段，显著提升BMP-2的滞留效率，在体外成功诱导间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞分化，并在体内实现小鼠CBD的完全愈合。

Introduction

CBD治疗面临自体移植局限性和异体移植风险双重挑战。临床应用的INFUSE胶原海绵存在BMP-2泄漏导致异位骨化等副作用。研究提出利用细胞外基质(ECM)蛋白tenascin-c的结构特性：其3^rd TNCIII结构域含RGD整合素结合位点，5^th TNCIII含HBD，这种空间排列可能触发类似纤维连接蛋白的协同效应。基于(FEFK)₂的自组装肽水凝胶系统通过"自功能化"策略实现蛋白片段共价固定。

The recombinant tenascin-c fragments conserve their functionality at the respective domains

通过基因工程构建含3^rd(F3)、5^th(F5)及3^rd-5^th(F35)TNCIII结构域的片段，C端融合(FEFK)₂自组装肽段。表面等离子共振证实F35对BMP-2的亲和力(K_D=38nM)显著高于单一结构域。原子力显微镜显示功能化水凝胶纤维直径约20nm，储能模量(G')达10kPa，满足骨组织工程力学要求。

Discussion

相比物理混合组，共价固定的F35使BMP-2释放速率降低73%。体外实验显示功能化水凝胶组碱性磷酸酶活性提高5倍，骨钙素分泌量增加8倍。小鼠颅骨缺损模型证实，F35功能化组在4μg BMP-2剂量下实现完全愈合，而对照组需要20μg。这种差异归因于RGD与HBD的空间协同效应激活了整合素/BMP受体共定位信号。

Conclusion

研究证实tenascin-c功能化的自组装肽水凝胶能有效控制BMP-2释放，通过协同信号促进骨再生。该技术将BMP-2临床使用剂量降低80%，为CBD治疗提供了安全经济的解决方案。未来可拓展应用于其他生长因子控释系统开发。

Plasmid construction

基因序列源自NCBI GeneID:3371(转录变体1)，对应Uniprot P24821中G2725-C3534区域。所有构建体均添加GGGGFEFKFEFK linker，经大肠杆菌表达系统生产，纯度>95%。

CRediT authorship contribution statement

研究获得欧盟地平线2020(874889)、ERC AdG(101054728)和EPSRC(EP/X033554/1)资助。技术转化得到Manchester BIOGEL和Cell Guidance Systems公司支持。