含锶羟基磷灰石涂层通过激活Itga6-PI3K/AKT信号通路促进钽的快速骨整合

为解决胶原来源单一及免疫调控机制不明的问题，研究人员开展鱼类鱼鳔胶原(SCC)调控巨噬细胞极化的研究。通过构建PCL/SCC电纺支架和小鼠颈动脉移植模型，发现SCC通过激活TNF-α/NF-κB通路促进M1向M2型巨噬细胞转化，显著提高血管通畅率(100% vs 33.3%)。该研究为水生胶原在组织再生中的应用提供新策略。

　　

在生物医学领域，胶原作为细胞外基质的关键成分，其免疫调节功能日益受到关注。目前临床使用的胶原主要来源于哺乳动物，存在人畜共患病风险和热稳定性差等问题。鱼类胶原虽具有低免疫原性优势，但传统鱼皮胶原的变性温度仅25-35°C，难以满足体内应用需求。值得注意的是，鱼鳔胶原(SCC)的变性温度可达40.08°C，且富含独特的半胱氨酸，这为其生物医学应用带来新机遇。

巨噬细胞在组织修复中扮演双重角色：促炎的M1型会分泌IL-6、TNF-α等因子，而抗炎的M2型则产生IL-10、TGF-β促进愈合。如何精准调控巨噬细胞极化成为再生医学的关键挑战。尽管已有研究证实哺乳动物胶原的免疫调节作用，但水生胶原尤其是SCC的机制仍属空白。发表在《Materials Today Bio》的这项研究，首次系统揭示了SCC通过独特信号通路调控免疫微环境的分子机制。

研究采用四大关键技术：1) 酸酶法从鲢鱼鱼鳔提取SCC，通过SDS-PAGE和FTIR鉴定为I型胶原；2) 构建胶原涂层和PCL/SCC(9:1)电纺支架，结合SEM、AFM表征材料特性；3) 建立LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症模型，通过RNA-Seq分析差异基因；4) 采用SD大鼠皮下植入和C57小鼠颈动脉移植模型，评估体内免疫调节效果。

3.1 SCC的制备与表征

研究团队创新性地采用胃蛋白酶辅助酸提法，从鲢鱼鱼鳔中提取出纯度达95%的SCC。电泳显示其具有典型的α1(I)和α2(I)链，分子量约130kDa。红外光谱在3310cm^-1(酰胺A)、1600cm^-1(酰胺I)等位置出现特征峰，证实其三螺旋结构完整。

3.2 胶原涂层系统

通过原子力显微镜(AFM)量化显示，SCC涂层表面粗糙度(Rq=2.7nm)显著高于牛跟腱胶原(CTC)。这种微纳结构促进HUVECs细胞铺展，活死染色显示存活率超90%，为后续免疫研究奠定基础。

3.3 巨噬细胞极化调控

在LPS诱导的炎症模型中，SCC组巨噬细胞保持圆形形态(圆度0.82±0.03)，而对照组细胞显著伸展。qPCR显示SCC使M2标志物CD206表达上调3.2倍，同时将M1因子TNF-α降低58%。RNA-Seq发现269个差异基因，GO分析揭示其富集于VEGF生成等生物过程。

3.4 PCL/SCC支架性能

电纺制备的血管支架直径0.7mm，纤维呈交错分布。XPS在399.75eV处出现氮峰，证实SCC成功负载。接触角测试显示PCL/SCC(65°±3°)比纯PCL(112°±5°)更亲水，有利于细胞黏附。

3.5 血液相容性突破

APTT测试显示PCL/SCC组凝血时间延长至35.3秒，较PCL组提高21%。血浆再钙化实验显示其滞后时间达4.3分钟，且血小板黏附数量减少67%，溶血率<1.2%，满足临床要求。

3.6 体内验证

在SD大鼠皮下植入4周后，PCL/SCC组CD206⁺细胞密度是PCL组的2.1倍。小鼠颈动脉移植模型中，PCL/SCC组血管通畅率达100%，且新生内皮层完整，α-SMA⁺平滑肌层厚度减少42%。

这项研究开创性地证实：SCC通过激活TNF-α/NF-κB及其下游通路，将巨噬细胞从促炎M1型重编程为修复性M2型。其分子机制可能涉及：1) SCC特有的半胱氨酸残基增强抗氧化能力；2) 粗糙表面促进整合素(Itga6)识别；3) PI3K/AKT通路活化抑制炎症因子释放。

该成果具有三重转化价值：首先，为小口径(<6mm)血管移植物设计提供新思路，解决临床通畅率低的难题；其次，开辟水生胶原在心肌补片、人工角膜等领域的应用前景；最后，建立的"材料-免疫-再生"研究范式，为下一代智能生物材料研发指明方向。未来可通过修饰SCC的RGD序列或结合控释技术，进一步优化时空特异性免疫调节效果。