综述:自组装多肽基质在伤口愈合中的设计与应用

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 4.8

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  这篇综述系统阐述了自组装多肽(SAPs)在慢性伤口治疗中的前沿进展,重点探讨了其作为仿生细胞外基质(ECM)的支架功能与生长因子(如VEGF、FGF)递送系统的双重优势,并解析了通过基因融合和化学交联(如NHS、HMDI)调控机械性能的策略,为开发兼具生物相容性和功能可编程性的伤口修复材料提供理论支撑。

  

自组装多肽的伤口修复革命

引言

慢性伤口因高发病率成为全球医疗负担,传统皮肤移植存在供体限制和免疫排斥风险。自组装多肽(SAPs)因其可模拟皮肤ECM、机械性能可调及易功能化等特性,成为新型伤口修复材料的明星候选。

生物活性序列工具箱

伤口愈合涉及止血、炎症、增殖和重塑四阶段。RGD三肽(源自纤连蛋白)和IKVAV五肽(源自层粘连蛋白)作为经典细胞粘附序列,可促进角质形成细胞和成纤维细胞附着。生长因子如VEGF-A(45 kDa)及其模拟肽QK(15-mer)通过促血管生成加速修复,而FGF-2(18 kDa)片段YRSRKYSSWYVALKR则展现与全长蛋白相当的促增殖活性。抗菌肽LL-37和防御素(HNP1-4/HBD1-4)兼具抗微生物和免疫调节功能。

自然启发的蛋白矩阵

胶原基质(如Matriderm?)通过RGD基序促进细胞迁移,而重组细菌胶原样蛋白(CLPs)如C-eCLP3-C则实现可控表达。弹性蛋白类似物(ELRs)中,甲基化原弹性蛋白(MeTro)展现快速止血能力,而人工设计的VKVx24/HRGD6复合纤维通过点击化学交联增强稳定性。纤维蛋白(如Tisseel?)作为天然凝血组分,负载CXCL12后可改善糖尿病伤口血管化。

合成肽的精准设计

β-折叠肽RADA16(Ac-RADARADARADARADA-NH2)经FDA批准为AC5?止血剂,其与YIGSR/RGD共组装可定向促进内皮细胞生长。烷基化肽两亲物C16V3A3E3G5RGDS通过疏水尾自组装成纳米纤维,显著加速烧伤再上皮化。超短肽Fmoc-FF通过π-π堆叠形成载药支架,负载辛伐他汀后促进糖尿病伤口闭合。

交联策略的力学调控

二硫键(如CLP的H2O2氧化)和光引发甲基丙烯酸化(GelMA/LAP体系)可精确调控基质刚性。点击化学(如环辛炔-赖氨酸/叠氮赖氨酸)实现位点特异性交联,而THP(三羟甲基膦)交联的弹性蛋白类似物(RLPs)展现可调的粘弹性。

挑战与展望

尽管胶原/纤维蛋白基质已进入临床,但材料稳定性、规模化生产仍是瓶颈。未来通过模块化设计(如SELPs)和复合材料(如丝素蛋白-纤维素)有望突破性能边界,而人工智能辅助的肽序列设计将加速个性化伤口修复方案的诞生。

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