水凝胶中细胞黏附配体的作用与机制2025-03-20 08:45:56
除了支撑作用的结构支架外,合成基质中最重要的成分包括细胞黏附配体、生长因子蛋白的结合位点、促进细胞-基质相互作用的易被细胞分泌或激活的蛋白酶降解的结构域,以及具有结构功能的结构域。水凝胶提供的这些静态物理化学线索调控细胞生长,细胞将这些线索切换为生化信号,以调整其生物学和稳态。细胞黏附配体通过特定的分子机制,促进细胞与基质之间的紧密连接,为细胞提供稳定的附着点。细胞外基质中的细胞黏附由细胞膜上的细胞黏附因子决定。细胞黏附因子,包括免疫球蛋白超家族、整合素和钙黏蛋白等,可以介导细胞之间以及细胞与细胞外基质之间的信号传导,也可以与基质中的某些配体相互作用。细胞黏附配体可以被接枝在聚合物支架上,细胞与合成支架黏附作用最常用的黏附因子是纤连蛋白衍生的三氨基酸肽Arg-Gly-Asp。它能与 αvβ3、αvβ5整合素结合。硫酸肝素蛋白聚糖在维持多能干细胞的自我更新方面起着关键作用,是多能干细胞所需的关键生长因子,也是生长因子作用的传统细胞外调节剂。层黏连蛋白-111 是一种基底膜糖蛋白,具有多个黏附位点,主要功能是促进细胞黏附,也具有促进细胞黏附、迁移、神经元生长以及肿瘤生长和转移等其他生物活性。
易被细胞分泌或激活的蛋白酶降解的结构域在细胞-基质相互作用中扮演着重要角色,它们能够响应细胞的信号,通过蛋白酶的降解作用,动态地调整基质的组成和结构,引导基质重塑。水凝胶通常通过水解或酶机制降解,其中水解表现为水凝胶的整体降解,酶降解呈现为水凝胶的局部降解。模拟迁移微环境中,蛋白水解途径应用比较广泛,在这个过程中,细胞通过分泌和激活蛋白酶包括基质金属蛋白酶、丝氨酸蛋白酶和透明质酸酶来创造迁移路径。
出自《支持类器官培养的工程化水凝胶研究进展》作者:陈子然,黄容,李鹏宇.
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