新型类弹性蛋白融合 bFGF 功能材料的制备及皮肤缺损修复研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670975
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The basic fibroblast growth factors (bFGF) play critical roles in wound healing and tissue regeneration through recruiting neutrophils, monocytes, macrophages and fibroblasts to injured part via chemotactic effect. Recombinant bFGF has been clinically applied to cure bedsore, incision, burns, chronic ulcer and brain injury caused from ischemic central nerve damage. However, bFGF need a long-time unremitting interaction with its receptor to exert its function, during which bFGF is prone to be degraded by protease and the time of drug action is reduced. For the clinical application in wound healing, the pressing problem is to develop the stability of bFGF to prolong its action time. .Elastin-like polypeptides (ELPs) is genetically derived from the sequence bio-inspired by which found in natural elastin. The most widely used motif has the sequence (VPGXG)n, where the guest residue X is any amino acid except proline and n symbolizes the number of pentapeptide repeats in the ELPs, although additional motifs such as VPG, VPGG, GVGVP, IPGVG or VAPGVG have also been explored in natural elastin. ELPs are highly biocompatible and exhibit a huge potential for biomaterials development. Among them, the most striking feature is that of a thermally responsive reversible phase transition. These characteristics make ELPs attractive for drug delivery, appealing as materials for tissue repair or engineering, and improve the efficiency with which recombinant proteins can be purified easily. ELP fusion proteins (referred to as ELPylation) inherit the reversible phase transition property. Further, the temperature threshold of ELPs alters along with the change of concentration, pH, ion, amino acid sequence, and the chain length of peptide. .The aim of this proposed project is to prolong the action time of bFGF through constructing fusion protein of bFGF and ELPs with different amino acid sequence and chain length. Firstly, a series of special expression vector, in which the bFGF sequence is recombined to the carboxyl/NH3 terminus of ELPs, will be established and used to transform the competent cells of Escherichia coli BL21 (DE3) to stably over-express the fusion peptide termed ELPs-bFGF. The biological activity of the series of ELPs-bFGF with different amino acid sequence and molecule length will be initially analyzed through cell proliferation and adhesion assay. Second, the recombinant ELPs-bFGF, with bFGF function and a phase transition of 37℃ or approximate 37℃, will be chosen to prepare kinds of hydrogels to deliberately analyze the proliferation and adhesion of fibrablasts cultured in ELPs-bFGF hydrogels using sandwich ELISA and fluorescent histochemistry. Finally, the hydrogels of ELPs-bFGF will be employed to repair the full-thickness defect of mouse. The biofunction and the stability of ELP-bFGF will be comprehensively evaluated on the basis of sandwich ELISA, western blot, fluorescent histochemistry and laser confocal microscope. The applicant and its group member are confident that the results will benefit the clinical application of bFGF.
碱性成纤维细胞生长因子bFGF在组织损伤修复和伤口愈合中具有重要作用,重组bFGF已被用于多种创面的临床治疗。但是,bFGF容易被酶降解,活性半衰期短,严重影响了bFGF的应用效果。类弹性蛋白ELPs具有温度敏感相转变特性,当温度高于其相变温度时自聚集成水凝胶,在药物靶向与缓释、组织修复及构建功能型ELPs融合蛋白方面备受关注。课题组拟利用基因工程技术将bFGF与氨基酸组成和肽链长度不同的ELPs构建成一系列融合蛋白ELPs-bFGF;通过细胞增殖、迁移和粘附实验,筛选出兼具bFGF生物学活性且相转变温度接近37℃的ELPs-bFGF并制备其水凝胶;利用形态学观察、夹心ELISA、蛋白质印迹、免疫荧光染色、激光共聚焦显微镜等技术分析ELPs-bFGF在细胞水平和在体皮肤缺损修复中的生物学活性与实际作用效果。获得bFGF缓慢释放的高活性ELPs-bFGF,为皮肤损伤修复提供一种新的功能材料。

结项摘要

碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是由 146 个氨基酸残基构成的碱性多肽, 可以通过趋化作用使中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、成纤维细胞等向损伤部 位聚集,促进血管、神经和肉芽组织生长,加速组织损伤修复与伤口愈合。重组 bFGF 已被用于多种创面的临床治疗。但是,bFGF 在体作用时易被酶降解,活性 半衰期短,严重影响了 bFGF 的功能发挥。项目组利用基因重组技术先后设计构建了40种重复基序略有不同的ELPs-bFGF,在大肠杆菌中进行过表达、分离纯化、细胞实验、水凝胶包埋实验、小鼠皮肤缺损修复实验,筛选获得2种同时具有ELPs的相转变特性及bFGF活性的融合蛋白ELPs-bFGF1和ELPs-bFGF7;项目组还按照研究计划建立 ELPs-bFGF 水凝胶制备方法,含有β-甘油磷酸钠的温敏型壳聚糖水凝胶适合负载bFGF或ELPs-bFGFs,包埋在水凝胶中的小鼠成纤维细胞L929可在bFGF或ELPs-bFGFs刺激下加速增殖,增加创伤修复因子VEGF、KGF、TGFβ等的合成;小鼠全皮缺损修复实验结果表明,负载有ELPs-bFGF1和ELPs-bFGF7壳聚糖水凝胶能够通过增加部分损伤修复因子的表达促进损伤修复,新生皮肤厚度接近正常。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Quick inactivation of BglI sites in pUC18 using in-fusion® mediated site-directed mutagenesis
使用 in-fusion® 介导的定点诱变快速灭活 pUC18 中的 BglI 位点
  • DOI:
    10.15413/ajb.2018.0106
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Academia Journal of Biotechnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hongmin Li;Jihong Cui;Shasha Yang;Sili Wei;Xin Xie;Fulin Chen
  • 通讯作者:
    Fulin Chen
生物学本科生必须练就的分子生物学实验基本功
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高等理科教育
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李红民;李冬民;步怀宇;徐敏;余源;李忠虎;崔继红
  • 通讯作者:
    崔继红
RADA-16 的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨莎莎;卫思丽;毛芸;郑晗雪;冯娟涛;王文君;李红民
  • 通讯作者:
    李红民
Design of a RADA16-based self-assembling peptide nanofiber scaffold for biomedical applications
用于生物医学应用的基于 RADA16 的自组装肽纳米纤维支架的设计
  • DOI:
    10.1080/09205063.2019.1605868
  • 发表时间:
    2019-06-13
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang, Rongrong;Wang, Zhaoyue;Chen, Zhuoyue
  • 通讯作者:
    Chen, Zhuoyue
Elastin-like polypeptide modified silk fibroin porous scaffold promotes osteochondral repair.
类弹性蛋白多肽修饰丝素蛋白多孔支架促进骨软骨修复
  • DOI:
    10.1016/j.bioactmat.2020.09.003
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Bioactive materials
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Chen Z;Zhang Q;Li H;Wei Q;Zhao X;Chen F
  • 通讯作者:
    Chen F

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其他文献

赤霉菌分子生物学研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微生物学报, 44(4):552~555,2004
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李红民;贾敬芬;梅兴国
  • 通讯作者:
    梅兴国
基于介电常数温变特性的食用油品质机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    传感技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李红民;田兆鹏;郭立杨;牟学成;汪明
  • 通讯作者:
    汪明
自适应模糊PID在SNCR烟气脱硝系统中的仿真与应用
  • DOI:
    10.13205/j.hjgc.201709017
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李红民;牟学成;田兆鹏;郭立杨;汪明
  • 通讯作者:
    汪明

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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