设计并开展针对Nectin4的亲脂性增强双环肽探针的临床前评估；该探针采用68Ga/18F进行标记

《Bioorganic Chemistry》：Design and preclinical evaluation of lipophilicity-enhanced bicyclic peptide probes targeting Nectin4 Labeled with 68Ga/18F

本研究创新性地将多巴胺（PDA）和2-甲基丙烯氧基乙基磷酸胆碱（MPC）接枝至透明质酸（HA）分子链，构建兼具强附着力、抗凝血和促进内皮化的多功能涂层，有效解决裸金属支架长期疗效受限问题。

　　

常旭|隋旺|刘春瑞|董旭峰|高阳|庄希静

大连工业大学中心医院心血管外科，中国大连116089

摘要

作为治疗严重动脉狭窄的关键干预措施，金属支架在长期疗效方面存在局限性，主要是因为晚期血栓形成和再狭窄的风险。现有的涂层技术也常常受到功能有限和界面粘附力弱等关键缺陷的制约。本研究创新地将多巴胺（PDA）和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）嫁接到了透明质酸（HA）的分子链上，制备出一种具有优异粘附性能的多功能复合涂层，适用于裸金属支架。利用PDA强大的界面结合能力，该涂层的粘附强度达到了ASTM D3359标准中的最高等级（5B），确保了其在支架表面的长期稳定性。值得注意的是，MPC和HA的联合效应不仅有效抑制了血小板粘附，赋予了涂层优异的抗凝性能，还显著促进了内皮细胞的特异性生长，从而有效推动了内皮化进程。通过巧妙的材料设计，本研究成功实现了抗凝和促内皮化这两种关键功能在支架涂层中的整合与最佳平衡，同时解决了血栓形成和再狭窄的问题，显示出显著提升心血管支架长期疗效的潜力。

引言

心血管疾病是全球导致死亡和发病率的主要原因[1]。在严重动脉狭窄或阻塞的情况下，通常采用经皮支架植入来快速恢复血液流动。然而，裸金属支架的长期使用受到支架内再狭窄风险的限制[2]、[3]、[4]、[5]。为应对这一挑战，广泛采用了聚合物表面涂层改性技术。多种生物相容性合成聚合物，如聚氨酯、聚乙二醇酯、聚醚酰亚胺和聚乳酸（PLAs），已成为裸金属支架涂层的首选材料[6]、[7]。但这些基于合成聚合物的涂层容易在制备过程中出现裂纹和破碎问题，其整体侵蚀可能会加剧周围血管的阻塞。透明质酸（HA）是一种由重复二糖组成的天然线性多糖[8]，具有出色的润滑性、保水性以及对细胞粘附、迁移和增殖的调控作用[9]。这些特性使其在伤口愈合、组织工程、关节治疗和药物递送等领域得到广泛应用[10]、[11]。作为细胞外基质的关键成分，HA通过CD44受体相互作用促进靶向粘附和内皮化[12]，同时抑制早期平滑肌增生并调节巨噬细胞表型[13]、[14]、[15]。这些重要功能对于防止血管再狭窄至关重要，而这正是现有涂层普遍缺乏和忽视的[16]、[17]。血栓形成也是影响植入金属支架长期功能的关键因素[2]、[3]、[18]。磷酸胆碱及其衍生物（PC）作为模仿细胞膜外层组成的两性离子分子[19]、[20]、[21]，能够有效抑制蛋白质吸附以及血小板的粘附和激活[22]、[23]、[24]，因此在抑制血栓形成方面起着关键作用。郭等人[25]将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）嫁接到了聚氨酯复合材料上，成功降低了材料表面的血小板粘附。

然而，HA和MPC的强亲水性以及它们与支架材料的弱粘附性使得它们在长期使用或血流动力学剪切应力下容易脱落[26]。因此，实现复合涂层在支架表面的牢固和持久粘附对于降低血栓风险和减轻支架内再狭窄至关重要。在众多粘附物质中，多巴胺（PDA）可以通过氢键、π-π相互作用和配位作用锚定在各种基底上，赋予材料卓越的通用粘附性[27]、[28]。在潮湿环境中，氧化生成的醌结构甚至可以与基底表面的羟基或氨基发生席夫碱反应或迈克尔加成反应，形成动态共价交联[19]、[20]。例如，Hossein等人[21]将多巴胺引入明胶丙烯酰（GelMA）中，显著增强了水凝胶的粘附强度。在生物医学应用中，PDA涂层已成功应用于钛合金骨科植入物，并有效解决了体液环境中涂层脱落的问题[29]。

基于此，本研究首先通过分子间相互作用实现了MPC和改性多巴胺（DA）在基底材料表面的初步吸附。随后，通过酰胺化反应将PDA和MPC嫁接到了HA表面，最终制备出具有抗凝和促内皮化双重功能的仿生涂层（图1a, b）。CCK-8检测和荧光染色分析证实了该材料极低的细胞毒性和高生物相容性。此外，由于PDA带来的强烈界面相互作用，涂层的粘附强度达到了ASTM D3359标准中的最高等级（5B），证明了涂层与钴铬合金基底之间形成了稳定的化学键（图1(a)）。重要的是，MPC和HA的协同作用显著抑制了血小板粘附和平滑肌细胞增殖，同时强烈促进了内皮细胞生长，成功实现了支架抗凝性能和促内皮化功能之间的平衡（图1(c)）。我们的工作有望从多个方面提升支架的抗凝性能并抑制再狭窄，从而提高典型心血管疾病的治疗效果。

材料

多巴胺盐酸盐、三（羟甲基）氨基甲烷（Tris）、吗啉乙磺酸（MES）、1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）购自Aladdin（上海，中国）。1,6-己二胺、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）和透明质酸（HA）购自Macklin（上海，中国）。人主动脉内皮细胞（HAECs）、人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）和iCell原代细胞

PDA-HD/MPC/HA₂复合涂层的表征

通过XPS分析对裸露的35NLT’基底以及PDA-HD、PDA-HD/MPC和PDA-HD/MPC/HA₂涂层的表面化学成分进行了表征。如图S1所示，所有样品表面均检测到四个特征峰：C1s（~284.8 eV）、N1s（~399.7 eV）、O1s（~531.39 eV）和P2p（~133.6 eV）。与裸露的35NLT’基底相比，PDA-HD、PDA-HD/MPC和PDA-HD/MPC/HA₂涂层的N1s峰强度更高。

结论

总之，本研究展示了一种简单且通用的策略，通过将MPC和HA嫁接到PDA基底上来对合金血管支架涂层进行多功能改性。所有涂层样品的溶血率（HR）均远低于5%的安全阈值，符合血液学安全要求。此外，PDA-HD/MPC/HA涂层显著降低了血小板粘附，且未显示出激活迹象。HA的存在还有效抑制了HASMC的过度增殖。

CRediT作者贡献声明

常旭：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、方法学、研究、正式分析。隋旺：软件、方法学、研究。刘春瑞：方法学、研究。董旭峰：软件、研究。高阳：方法学、研究。庄希静：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者感谢辽宁省重点研发计划（2024JH2/102500045）、辽宁省自然科学基金（2024-BS-335）、大连科技创新基金（2023JJ12SN031）、大连杰出青年科技人才项目（2024RY007）以及中央高校基本科研业务费（DUT24LK002/2024ZDJH01PT028）的支持。