在自然界中，貽貝通過其足絲蛋白（MFPs）在濕滑的巖石表面上建立穩(wěn)固的黏附，這一現(xiàn)象啟發(fā)了科學(xué)家們開發(fā)出一系列創(chuàng)新的生物材料。特別是重組貽貝粘蛋白（rMAP），因其獨特的生物相容性、強大的黏附能力和優(yōu)異的機械性能，在生物醫(yī)學(xué)和材料工程領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

之前的文章中小編有介紹關(guān)于其對于皮膚，鼻炎等方面的應(yīng)用，感興趣的小伙伴們可以點擊文末標簽進行閱讀。本文將探討貽貝粘蛋白在生物醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)中的新應(yīng)用，特別是其在臨床治療以及新型材料開發(fā)方面的前沿進展。

創(chuàng)傷修復(fù)

在手術(shù)和創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域，使用粘合材料而非傳統(tǒng)的縫合和釘合方法逐漸受到重視。雖然目前廣泛使用的氰基丙烯酸酯衍生物和動物源膠等外科粘合劑效果明顯，但這些材料常常伴有細胞毒性、炎癥反應(yīng)等問題，且操作復(fù)雜，安全性和粘合韌性也常令人擔(dān)憂。這推動了對更安全、更有效的粘合材料的研究，比如那些能廣泛應(yīng)用于不同組織或非組織表面的粘合劑。

貽貝粘蛋白因其優(yōu)異的黏附性和生物活性，在傷口治療方面顯示出巨大潛力。尤其是貽貝足絲蛋白（Mfp2、Mfp3、Mfp4、Mfp5和Mfp6），已顯示出在水下和生理條件下優(yōu)越的粘合性。這些蛋白在分子水平上經(jīng)過優(yōu)化，可通過增強其DOPA含量來提升黏附能力，適合于濕潤的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用環(huán)境^[1]。近年的研究表明，通過基因工程優(yōu)化的MAP能夠促進傷口愈合，降低炎癥反應(yīng)。

粘合水凝膠

貽貝是一種海洋生物，能夠在水下將自身與堅硬結(jié)構(gòu)物粘連。眾所周知，貽貝通過含有高水平的3,4-二羥基苯丙氨酸（DOPA）的貽貝粘蛋白（MAPs）實現(xiàn)水下粘附。雖然DOPA的卓越水下粘附特性歸功于其本身，但其在表面粘附和內(nèi)部凝聚中發(fā)揮雙重作用的能力本質(zhì)上是有限的。然而，貽貝在水下粘附中不僅僅利用DOPA，還結(jié)合了化學(xué)基團和解剖組成部分，這還涉及連接斑塊和足絲的結(jié)合蛋白。本篇文獻研究者開發(fā)了一種新型的基于貽貝靈感的粘合劑，通過將貽貝粘蛋白與特定的組氨酸區(qū)域結(jié)合，增強了水下粘附和自愈功能^[2]。這種創(chuàng)新的粘合水凝膠不僅展示了優(yōu)異的粘附能力，還因其自愈特性而具有應(yīng)用于復(fù)雜生物醫(yī)學(xué)環(huán)境中的巨大潛力。

生物支架&生物傳感器

本篇研究是將貽貝粘蛋白固定在固體支撐物上的應(yīng)用，可以用于設(shè)計生物傳感器、免疫傳感器或人工組織支架和結(jié)構(gòu)：例如貽貝粘蛋白與葡萄糖結(jié)合，以及與人絨毛膜促性腺激素結(jié)合，膠原蛋白作為支持物（BD?三維膠原蛋白復(fù)合支架）。此外，從M. edulis足絲結(jié)構(gòu)中提取的多酚氧化酶也可以作為許多不同行業(yè)領(lǐng)域中的增稠劑^[3]。

牙科醫(yī)療

在牙科治療中，貽貝粘蛋白的應(yīng)用主要集中在其對促進牙齒種植體與骨結(jié)合的能力。研究表明，將貽貝粘蛋白與明膠混合后加載到納米管鈦牙種植體上，可以顯著提高骨整合性和支持骨形成，這對于牙科種植領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的意義。

本篇文獻主要根據(jù)貽貝能夠超強粘附在各種物體表面的特性，選用貽貝足絲蛋白及其粘附關(guān)鍵因子DOPA進行牙齦上皮細胞的粘附實驗，同時對比幾種牙齦上皮細胞原代培養(yǎng)的方法，通過觀察細胞形態(tài)，繪制細胞生長曲線等測定評價貽貝粘蛋白和L-DOPA對牙齦上皮細胞的粘結(jié)作用，旨在尋找一種利于牙齦上皮細胞原代及傳代培養(yǎng)的方法，為臨床進行牙齦上皮細胞的研究提供理論與技術(shù)支持^[4]。

合金腐蝕調(diào)控

鎂及鎂合金的比強度大，資源豐富，彈性模量和機械性能與人體骨骼相近，且具有較好的生物相容性和降解性，近年來作為生物材料已引起了研究者的廣泛關(guān)注。然而作為可降解生物材料，限制其臨床應(yīng)用的主要瓶頸是鎂及鎂合金在生理環(huán)境中降解速度過快且不可控。通過合金化可有效降低鎂的腐蝕速度，但并不是所有合金化的鎂合金都可用于生物體內(nèi)，如鋁，鋅，稀土元素等。

貽貝粘蛋白是一種來自貽貝足絲具有強吸附性的蛋白，沒有毒性及抗性，生物相容性優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于軟組織粘接，人造骨骼，斷骨結(jié)合，口腔修復(fù)以及眼科手術(shù)等臨床應(yīng)用。利用貽貝粘蛋白控制鎂鈣合金在生理環(huán)境中的降解速度具有重要實際意義^[5]。

體外抗HSV-2作用

人單純皰疹病毒（HSV）是侵犯人類的常見病原體，分為HSV-1和HSV-2兩個血清型，HSV-2是生殖器皰疹的主要病原體，目前臨床上常用的抗HSV藥物仍然以嘌呤核苷類似物為主。本篇研究者利用HSV-2體外感染非洲綠猴腎細胞（Vero細胞）模型，觀察貽貝粘蛋白（MAP）對其感染是否具有保護作用。

研究表明MAP在對抗HSV-2感染方面具有抑制作用，提示其在抗HSV活性進而保護宿主免于感染方面具有一定潛力。但有關(guān)MAP是否能干擾病毒的基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或蛋白合成還有待進一步研究^[6]。

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文獻參考

[1] Bolghari N , Shahsavarani H , Anvari M ,et al.A novel recombinant chimeric bio-adhesive protein consisting of mussel foot protein 3, 5, gas vesicle protein A, and CsgA curli protein expressed in Pichia pastoris[J].AMB Express, 2022, 12(1).DOI:10.1186/s13568-022-01362-5.

[2] Maeng S W , Park T Y , Park Y ,et al.Self-Healable Adhesive Hydrogel with a Preserved Underwater Adhesive Ability Based on Histidine-Zinc Coordination and a Bioengineered Hybrid Mussel Protein[J].[2024-07-08].

[3] Silverman H G , Roberto F F .Understanding Marine Mussel Adhesion[J].Marine Biotechnology, 2007, 9(6):661-681.DOI:10.1007/s10126-007-9053-x.

[4] 貽貝足絲蛋白在牙齦上皮細胞粘結(jié)中的應(yīng)用研究[J].? 2015.

[5] 侯瑞青.鎂鈣合金在生理鹽水中的局部腐蝕行為及貽貝粘附蛋白膜的腐蝕調(diào)控作用[D]. 2014.DOI:http://dspace.xmu.edu.cn:8080/dspace/handle/2288/81859.

[6] 宋莎莎,李新宇,王永芳.貽貝黏蛋白體外抗單純皰疹病毒-2型的作用[J].醫(yī)學(xué)研究雜志, 2020, 49(1):6.DOI:CNKI:SUN:YXYZ.0.2020-01-020.

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