摘要心血管疾病是严重威胁人类生命健康的一类重大疾病,冠状动脉栓塞是最常见的血管狭窄类疾病之一。目前,经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneouscoronaryintervention,PCI)是全球阻塞性冠状动脉疾病患者血运重建的最常用策略。随着药物洗脱支架(Drugelutingstent,DES)在PCI治疗中的大量使用,植入后引起的管腔再狭窄及晚期血栓形成等问题日益显现。支架植入引起的内皮损伤及炎症级联反应,抑制功能化内皮的形成,是引发再狭窄及晚期血栓的始动因素。因此,对血管植入物进行表面改性,提高内皮损伤修复能力,增强生物相容性,赋予材料表面抗炎、抗血栓及促内皮功能化等新功能是当前血管植入物研究领域的重点和热点。<br> 本研究运用基因工程和分子生物学等技术手段,将CD47胞外区、血管内皮钙粘蛋白(VE-cadherin)胞外EC1-2区和贻贝足蛋白(Mfp-5)等功能结构域融合表达,获得一种兼具高粘附性、促内皮化和抗炎特性的多功能融合蛋白,CD47/VE-cadherin/Mfp-5(以下简称CD47-VE-M)。并将其涂覆于316L医用不锈钢表面,从涂层表征、血液相容性及生物活性功能等方面,评价CD47-VE-M作为一种新的材料表面改性策略对血管支架植入后内皮损伤修复及抗炎、抗血栓形成的影响。本文的主要研究内容及结论如下:<br> ①CD47-VE-M多功能融合蛋白的构建和纯化。运用分子生物学手段,通过合适的linker,将CD47、VE-cadherin和Mfp-5功能片段重组到原核表达载体pColdTF,成功构建重组载体pColdTF-CD47-VE-M。利用大肠杆菌作为宿主表达系统成功纯化出目的融合蛋白CD47-VE-M,并通过SDS-PAGE和westernblot验证目的蛋白是CD47-VE-M。通过生物信息学的手段对CD47-VE-M的基本理化性质和结构进行分析。<br> ②融合蛋白CD47-VE-M活性涂层的制备和表征。通过浸涂法使CD47-VE-M物理沉积于316L不锈钢表面,形成CD47-VE-M活性涂层。利用AFM和SEM对涂层的表面形貌及粗糙度进行观测;利用水接触角评价涂层的亲疏水性;通过支架球囊膨胀测试探究涂层的柔韧性和延展性。结果表明,融合蛋白CD47-VE-M活性涂层具有适当的粗糙度和亲水性,表面均匀完整,具有足够的柔软性能够跟随支架的变形而依然保持完整。<br> ③融合蛋白CD47-VE-M活性涂层的血液相容性。通过溶血率测试和血小板粘附实验评价了涂层的血液相容性。结果表明,融合蛋白CD47-VE-M活性涂层溶血率为1.227±0.03%,小于国家安全标准(5%),不会发生溶血作用,并且能够抑制血小板的粘附和激活,抑制血栓的形成,具有良好的血液相容性。<br> ④融合蛋白CD47-VE-M活性涂层的生物功能活性评价。通过内皮细胞粘附和增殖实验表明CD47-VE-M涂层能够显著促进内皮细胞的粘附和增殖。并且VE-cadherin抗体中和实验表明CD47-VE-M对内皮细胞的粘附是由VE-cadherin这一活性功能域介导的;内皮细胞对明胶基底的水解和划痕愈合实验表明CD47-VE-M涂层显著促进内皮细胞的浸润和迁移;内皮细胞与平滑肌细胞的共培养(1∶1)实验表明CD47-VE-M涂层对内皮细胞具有选择特异性;通过对AJs和TJs表达水平的检测表明CD47-VE-M涂层对内皮内源性VE-cadherin和ZO-1的转录具有促进作用;巨噬细胞体外吞噬实验表明CD47-VE-M涂层能够显著抑制巨噬细胞的吞噬能力,具有一定的抗炎效果。<br> 综上所述,本研究设计构建的CD47-VE-M融合蛋白,具有抗炎、抗血栓形成及促进内皮修复的功能,可以作为预防支架内再狭窄和晚期血栓形成的药物洗脱支架的新型涂层方式,为临床治疗血管狭窄类疾病提供新的策略。
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