玉米醇溶蛋白与岩藻多糖共组装构建无动物源支架增强成肌细胞粘附与分化

本研究创新性地通过玉米醇溶蛋白（zein）与岩藻多糖（fucoidan）共组装构建无动物源可食用支架，显著提升C2C12成肌细胞粘附率（44%→81%），并揭示其通过ERK/JNK/p38 MAPK通路协同调控细胞增殖与分化的机制，为人造肉植物蛋白支架开发提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过玉米醇溶蛋白（zein）与岩藻多糖（fucoidan）的共组装，成功构建了一种无动物源、可食用的三维支架。蛋白质相互作用模拟显示，α-zein在酒精溶液中通过热蒸发可自组装形成稳定网络结构。岩藻多糖修饰不仅赋予支架表面纳米级拓扑结构，还显著改善亲水性（引入-OH和SO₄^2?基团），使细胞粘附效率从44%跃升至81%。

Discussion

机制研究表明，岩藻多糖通过以下途径发挥作用：

1. 增殖调控：激活细胞外信号调节激酶（ERK）通路促进细胞增殖；

2. 分化诱导：协同调控c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）关键蛋白的磷酸化水平，从而增强肌源性分化标志物（如MyoD、MyoG）表达；

3. 结构优势：支架表面的纳米粗糙度模拟天然细胞外基质（ECM），而硫酸基团与肝素硫酸盐结构相似，直接参与细胞信号传导。

这些发现为无动物源支架在人造肉领域的应用提供了理论依据，同时开辟了海洋多糖-植物蛋白复合材料在组织工程中的新思路。