edta与金属离子络合的影响因素：纤维连接蛋白在生物材料界面细胞反应控制中作用

edta与金属离子络合的影响因素：纤维连接蛋白在生物材料界面细胞反应控制中作用识别FBN有许多不同的整合素(表1)，其中每一种都极其依赖于FBN的结构构象和III型残基展开后的敏感性。图 1图示纤维连接蛋白单个亚基的结构。指出重复和结合域(BD)细胞外基质（ECM）是组织的非细胞成分，除了传递组织形态形成和内稳态所需的生化和生物力学刺激外，还主要为细胞提供物理支架。ECM的主要成分是水、蛋白多糖和蛋白质。蛋白多糖填补了细胞外环境的主要部分，并负责ECM的力抵抗特性。而蛋白质参与了协调细胞粘附和迁移。其中，纤连蛋白(FBN)是一种重要的细胞粘附ECM蛋白，也存在于损伤组织的再生过程中。它主要以两种形式存在:一是可溶性FBN，它是血浆的主要成分(300血红蛋白/毫升)，由肝细胞合成;二是可溶性较低的细胞FBN，由不同类型的成纤维细胞合成，然后组装到ECMs中。FBN在细胞粘附、迁移和分化等细胞行为以及形态形成和创面愈合中起关键作用。因此，FBN及其机制是改善支架生物活性

生物材料的生物活性与与之接触的细胞反应密切相关。然而，在生物材料植入人体后不久，材料很快会被构成生物自身液体（如血液）的蛋白质覆盖，这使得细胞几乎不可能直接识别表面。因此，控制界面上的蛋白质吸附是可取的。细胞外基质蛋白在这个意义上是特别感兴趣的，因为他们众所周知的能力调节细胞的行为。特别是，纤维连接蛋白在健康和受伤组织的愈合和再生中发挥着主导作用。

本文描述了纤维连接蛋白及其在控制细胞行为中的作用，为纤维连接蛋白在控制细胞粘附、扩散、迁移、增殖和分化中的关键作用提供证据。深入探讨用纤维连接蛋白丰富生物材料表面的方法，以及设计能够从周围细胞外环境中特异性保留纤维连接蛋白的定制平台的可能性。相关论文以题为“A glance on the role of fibronect in in controlling cell response at biomaterial interface”发表在Japanese Dental Science Review。

论文链接：

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1882761619300730

细胞外基质（ECM）是组织的非细胞成分，除了传递组织形态形成和内稳态所需的生化和生物力学刺激外，还主要为细胞提供物理支架。ECM的主要成分是水、蛋白多糖和蛋白质。蛋白多糖填补了细胞外环境的主要部分，并负责ECM的力抵抗特性。而蛋白质参与了协调细胞粘附和迁移。其中，纤连蛋白(FBN)是一种重要的细胞粘附ECM蛋白，也存在于损伤组织的再生过程中。它主要以两种形式存在:一是可溶性FBN，它是血浆的主要成分(300血红蛋白/毫升)，由肝细胞合成;二是可溶性较低的细胞FBN，由不同类型的成纤维细胞合成，然后组装到ECMs中。FBN在细胞粘附、迁移和分化等细胞行为以及形态形成和创面愈合中起关键作用。因此，FBN及其机制是改善支架生物活性的理想选择。基于局部pH值变化的自我防御表面。

FBN在人类中有20多种剪接亚型。从结构上讲，FBN是一种二聚体高分子量糖蛋白(约440 kDa)，由两个几乎相同的亚基(约250 kDa)组成，它们的C-term部分附近由二硫键共价结合

图 1图示纤维连接蛋白单个亚基的结构。指出重复和结合域(BD)

识别FBN有许多不同的整合素(表1)，其中每一种都极其依赖于FBN的结构构象和III型残基展开后的敏感性。

表 1整合素家族

1.纤维连接蛋白对细胞行为的控制

细胞和FBN交互协同相互作用的蛋白质发生在三个不同的层次:i) FBN为细胞提供对接分 2)整合蛋白 使识别FBN和iii)的胞内蛋白激活特定转导途径来控制细胞的反应 包括粘附、扩散、迁移、增殖和分化。

1) 细胞粘附与扩散

细胞粘附指的是相邻细胞通过细胞连接相互作用、附着或交流的机制(细胞-细胞粘附)，也指细胞与周围的细胞外基质相互作用的能力，或通过局部接触与人工基质相互作用的能力(细胞-基质粘附)。

2) 细胞迁移

细胞迁移是一种对支架定植至关重要的细胞活动，它直接依赖于细胞的粘附和扩散。它发生在基底上，通过新的局部粘连的形成和旧的释放。从生理学上讲，人体组织中有可溶性信号的组成梯度，这允许创造一种自然驱动力来指导细胞的迁移(趋化性)。或者，基质附着因子(趋近性)或机械提示(趋近性)可能控制细胞迁移。

3)细胞增殖

细胞增殖包括细胞分裂导致的细胞数量增长。在成年生物体中，细胞增殖通常局限于补充组织的细胞。细胞分裂是细胞周期的最后阶段，分裂分为四个阶段。G1期是细胞生命的第一个阶段，以细胞生长发育为主要特征。G1期之后是S期，这是DNA复制的阶段。因此，G2期，即细胞分裂前的间隙，保证了DNA在细胞分裂前的适当复制和包装(M期)。

4)细胞分化

细胞分化是一个过程，导致一个细胞达到专业化和成熟的表型，通过信号转导一个确定的转录因子组合。除了生长因子外，各种ECM来源的蛋白也有调节细胞分化的作用。

2. 生物材料对纤维连接蛋白的吸附

如前所述，蛋白质的吸附，特别是FBN的吸附，对组织-生物材料的相互作用至关重要。然而，体液中含有异质性的生物分子，它们在生物材料上的吸附是一个复杂的过程。例如，血液由150多种蛋白质和脂质、碳水化合物和其他分子组成，这些分子在物质的界面上争夺它们的吸附。更具体地说 当表面暴露于血浆 某些分子优先沉积体积和蛋白质的亲和的表面(如大小、电荷、构象稳定性)和动力学因素(如大小、浓度)有助于确定稳定表面吸附分子的形象。简单地考虑扩散，在大块溶液中存在的高浓度和/或小尺寸的分子比低浓度和/或较重的分子沉积速度更快(如表2)。

表 2 表面血浆蛋白的交换层次

FBN在生物材料上的粘附强度也起一定作用。事实上，对表面具有更大亲和力的分子可能会诱导先前不太亲和的吸附分子分离。当底物的所有结合位点都被占据时，这些交换就开始了，并一直持续到表面充满了对材料具有强烈亲和力和相互作用的蛋白质和分子。因此，为了避免蛋白质在表面的竞争性交换，需要的蛋白质，即FBN，可以被优先地固定，以触发特定的反应。表3总结了利用FBN丰富生物材料界面的方法，（1）固定化外源或重组纤维连接蛋白。用FBN以及其衍生片段或结构域对生物材料进行体外装饰多年来一直是用线索丰富支架以直接控制细胞反应的标准策略 ；（2）选择性纤连蛋白结合生物材料。FBN或其片段对生物材料的富集主要受到FBN分子量大的限制，这限制了其稳定性和生物利用度。因此，创造选择性纤连蛋白结合材料是可取的。

结论展望

生物材料上的蛋白质吸附在随后的宿主反应、种植体整合和组织再生中起着至关重要的作用。因此，它的控制是高级生物材料表面的一个主要目标。此外，FBN在这方面的作用使其成为改善材料表面生物活性的最佳候选材料。在这项工作中，我们集中描述这种蛋白质和它的生物学作用。此外，我们对改善其在生物材料界面吸附的研究作了概述。不同的方法已经提出了这一目的和FBN材料似乎是最有前途的系统之一，因为有可能最大化可用的宿主FBN保留其所有的生物活性。（文：张子旋）

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