《Biomaterials》：Engineering hypoactivated platelet-derived coating to decouple thrombosis for vascular regeneration
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摘要血管支架的临床性能仍受到血栓并发症和血管愈合延迟的限制。虽然已经探索了基于细胞膜的涂层来模拟天然生物界面，但由于血小板衍生材料本身的促血栓形成性，同时实现血液兼容性和促进再生的功能仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种全新的低活性血小板衍生涂层（hPLC），通过依次组装纤维蛋
摘要
血管支架的临床性能仍受到血栓并发症和血管愈合延迟的限制。虽然已经探索了基于细胞膜的涂层来模拟天然生物界面，但由于血小板衍生材料本身的促血栓形成性，同时实现血液兼容性和促进再生的功能仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种全新的低活性血小板衍生涂层（hPLC），通过依次组装纤维蛋白网络和低活性血小板，然后进行控制性裂解以去除促血栓成分。这种方法保留了血小板膜的结构和生物界面特性，同时将促血栓活性与再生功能分离。所得到的hPLC具有降低的蛋白质吸附、抑制的凝血和减弱的炎症反应。转录组分析进一步表明，hPLC通过协调调节抗凋亡、细胞骨架重塑和血管生成途径来提高内皮细胞的兼容性。体内支架植入研究表明，hPLC涂层的支架提供了促进再生的微环境，显著加速了内皮化进程，同时抑制了新生内膜增生和支架周围炎症。这些发现建立了一种受生物启发的、可临床转化的策略，用于从易于获得的血液成分中制造多功能血管界面，为血管装置的表面工程提供了一个多功能平台。
引言
心血管疾病（CVDs）仍然是全球死亡的主要原因，其中动脉粥样硬化是主要的潜在病理。[1]经皮冠状动脉介入治疗（PCI）结合支架植入彻底改变了阻塞性冠状动脉疾病的治疗。[2]然而，支架的长期疗效仍受血栓并发症和血管愈合不良的限制。[3]天然血管内皮通过分泌多种生物活性分子来维持血管稳态，从而精细调节局部微环境。[4]因此，以内皮细胞为中心的功能修饰策略，包括内皮细胞捕获、体外内皮细胞接种和模仿内皮的功能涂层，已成为血管支架表面工程的重要方法。[8]然而，实现快速且功能的原位内皮化需要精确平衡内皮细胞和平滑肌细胞的增殖行为。[9]这一过程涉及复杂的细胞间识别和信号调节，这些任务通常超出了简单抗凝或抗增殖界面的能力。[10]
细胞膜涂层（CMCs）可以模拟天然膜界面，从而为调节细胞行为提供了一个仿生平台。[11]尽管已经证明CMCs能够赋予宏观植入物抗凝、免疫调节和生物活性特性，[12]但传统的制造方法通常依赖于复杂的程序，包括膜提取、纯化和重组。[13]这些过程不仅增加了技术复杂性，还损害了结构完整性并限制了可扩展性。受到活细胞固有粘附行为的启发，我们提出一个概念：是否可以直接利用粘附细胞作为构建块，并通过适当的处理原位将其转化为功能性细胞膜涂层？
血小板由于其快速的粘附动力学和无核特性，是测试这一假设的理想细胞来源。然而，血小板衍生界面本质上伴随着促凝因子的释放，[14]这从根本上与抗血栓血管材料的设计要求相矛盾。为了克服与血小板衍生界面相关的血栓风险，关键在于控制血小板激活标志物的表达并消除血小板膜中的残留促凝成分。
在这里，我们提出了一种全新的低活性血小板衍生仿生涂层（hPLC），由一个中间的纤维蛋白网络层和一个覆盖的血小板膜界面组成（图1a）。纤维蛋白网络是通过血栓酶介导的原位转化吸附在表面的纤维蛋白原形成的，这促进了血小板的粘附和随后的血小板膜整合。值得注意的是，在无钙环境中，新鲜分离和纯化的血小板被允许粘附在纤维蛋白网络上，在此过程中激活途径被有效抑制。由于在这种条件下血小板表现出可逆的低水平激活状态，并且膜完整性得到保留，我们将这种状态称为“低活性”，以区别于由强激动剂引发的不可逆的“激活”状态。[15]随后的冻融裂解去除了残留的促凝成分，同时保留了与膜相关的生物功能，从而有效地分离了血小板衍生界面固有的血栓风险。
从功能上看，所得到的hPLC抑制了非特异性蛋白质吸附、血小板激活和炎症反应。与膜相关的蛋白质赋予了涂层免疫逃逸特性，通过调节巨噬细胞反应来减弱局部炎症。转录组分析表明，hPLC通过上调促进内皮化的基因和下调促进凋亡的基因来协调内皮细胞的行为。在兔子腹主动脉模型中，hPLC涂层的支架显著加速了内皮化进程，抑制了新生内膜增生，并减轻了支架周围的炎症，从而改善了血管重塑（图1b）。这项工作为设计血小板衍生界面提供了新的视角，为血管装置提供了一个多功能涂层平台。
部分片段
hPLC的制备和表征
血小板的动态组装对于止血和血管修复至关重要。[16]然而，它与促凝因子的释放密切相关，当血小板转移到生物材料界面时存在重大风险。因此，必须采取策略来控制血小板从静止状态到激活状态的转变。从机制上讲，血小板
讨论
受到血小板粘附的启发，我们开发了一种低活性血小板衍生涂层平台，它模拟了天然血小板界面的关键生物功能属性。通过调节血小板激活并去除残留的促凝成分，我们成功分离了血小板衍生界面固有的血栓风险。所得到的磷脂双层和血小板膜的膜相关蛋白提供了一个隐蔽的界面，可以规避
伦理批准
所有动物实验均获得了四川大学动物实验伦理委员会的批准（批准编号K2025052），并且按照实验室动物的护理和使用机构指南进行。
材料
血栓酶来自Sigma-Aldrich（美国）。血小板使用从TBDScicence（中国）购买的 Peripheral Blood Platelets Extraction Kits 进行分离。Alexa Fluo? 488 标记的纤维蛋白原来自 Invitrogen（美国）。荧光素
CRediT 作者贡献声明
郑天田：撰写 – 原稿编写、可视化、验证、软件使用、方法论设计、实验研究、数据分析、概念化。王云兵：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源获取、概念化。安永琪：实验研究、数据分析。季成：撰写 – 原稿编写、可视化、验证、软件使用、方法论设计、实验研究、数据分析、概念化。王bian：方法论设计、实验研究。
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资金支持
本研究得到了中国国家自然科学基金（32371401资助 R. L.）和CAMS 医学科学创新基金（2021-I2M-5-013 资助 Y. W.）的支持。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（32371401资助 R. L.）和CAMS 医学科学创新基金（2021-I2M-5-013 资助 Y. W.）的支持。
郑天田|季成|安永琪|王亚楠|王bian|杨莉|李高攀|罗瑞芳|王云兵
