絲素蛋白再生醫學材料對細胞功能調控的研究進展

趙瑞波 謝番 羅丹丹 孔祥東

摘要： 絲素蛋白是重要的天然生物高分子材料，具有出色的機械性能、生物相容性、生物降解性，易于化學修飾等特性，成為再生醫學研究中重要的生物材料。近年來，基于絲素蛋白的再生醫學材料在骨、皮膚、神經、胰島等組織修復和再生醫學中被廣泛應用研究，絲素蛋白材料對細胞功能調控作用逐漸被闡明并成為其指導設計和構建醫用絲素蛋白材料結構的重要參考，加速了絲素蛋白材料在臨床醫學上的應用。本文在對絲素蛋白性質與再生醫學關系進行綜述分析的基礎上，總結絲素蛋白基生物材料在骨、皮膚、神經、胰島等再生醫學領域中對細胞及關聯干細胞的功能調控作用，為絲素蛋白材料的生物醫學設計和應用提供新的思路。

關鍵詞： 絲素蛋白;骨細胞;皮膚細胞;神經細胞;胰島細胞;再生醫學

中圖分類號： TS102.1;Q813 ? ?文獻標志碼： A ? ?文章編號： 1001-7003（2022）01-0010-10

引用頁碼： 011102DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.01.002

絲素蛋白（Silk fibroin，SF）是蠶絲、蜘蛛絲等絲蛋白的主要組成。如圖1[1]所示，蠶繭中的蠶絲主要包含兩根絲素蛋白纖維（圖1（a）（b）），纖維外層被絲膠蛋白包裹，內層絲素蛋白纖維由一束絲質超細纖維組成（圖1（c）），在溶解過程中，脫膠絲素蛋白發生剝離，變成直徑幾百納米到1 μm的微纖維（圖1（d））。絲素纖維由直徑約30 nm的絲素納米纖維組成（圖1（e）），絲素納米纖維由平均厚度約0.4 nm和寬度約為20～32 nm的絲素納米帶組成（圖1（f）），絲素納米帶包含β-晶相和非晶相結構蛋白（圖1（g）（h））。此外，SF一級結構包含兩條肽鏈：一條重鏈，相對……