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原弹性蛋白增强可打印蛋白水凝胶血管化,改善三维组织早期供血

当前时间： 2026-08-17 13:43:53 分类：办公文件 评论(0)
原弹性蛋白增强可打印蛋白水凝胶血管化,改善三维组织早期供血

原弹性蛋白增强可打印蛋白水凝胶血管化，改善三维组织早期供血

Tropoelastin enhances vascularization in printable protein hydrogels

作者：Linyang Liu、Nannan Xue、Ziyu Wang、Eugenia Spessot、Miao Zhang 等

团队：Anthony S. Weiss 团队

地址：澳大利亚悉尼大学生命与环境科学学院、Charles Perkins Centre 和 Sydney Nano Institute；南京中医药大学等

发表时间：2026年7月15日

期刊：Communications Materials

DOI：10.1038/s43246-026-01288-6

软组织工程中的血管化不仅取决于内皮细胞，还依赖成纤维细胞提供基质和旁分泌信号。该研究以丝素蛋白和酪胺化明胶构建低黏度蛋白水凝胶，并用低浓度原弹性蛋白调节细胞行为、内皮芽生和体内血管浸润。

可温和交联的蛋白网络

明胶经酪胺化后可在辣根过氧化物酶和过氧化氢条件下快速交联。丝素蛋白的比例和超声处理时间调节凝胶时间、微观结构和力学性能。体系在生理条件下形成，避免高温和强光对包埋细胞的损伤。

图1 酪胺化明胶的制备、结构确认及酶促交联条件。图源：原文 Figure 1。

力学与降解适合软组织细胞

不同丝素蛋白/明胶比例形成低千帕范围的储能模量和压缩模量，并在培养过程中保持形态。原弹性蛋白以较低浓度加入后，没有造成明显过度增硬，为成纤维细胞伸展和重塑提供了较柔软的蛋白环境。

图2 丝素蛋白/酪胺化明胶水凝胶的形貌、凝胶化和力学性能。图源：原文 Figure 2。

成纤维细胞维持活性并参与基质形成

新生儿皮肤成纤维细胞在多种配方中保持较高存活率。随培养时间延长，细胞代谢和分布改善，说明交联条件与蛋白组成适合细胞包埋。原弹性蛋白并非仅作为机械填料，还为细胞提供可识别的弹性基质信号。

图3 成纤维细胞在不同蛋白水凝胶中的存活、代谢和三维分布。图源：原文 Figure 3。

促进内皮芽生与体内血管浸润

在成纤维细胞和 HUVEC 共培养中，含 50 μg/mL 原弹性蛋白的水凝胶形成更长、更复杂的内皮管样网络。皮下植入后，CD31 阳性血管进入材料内部，且未出现明显加重的纤维包膜。低黏度生物墨水还可通过自由形态挤出打印形成细胞负载结构。

图4 原弹性蛋白促进 HUVEC 芽生和三维血管网络形成。图源：原文 Figure 4。

科学意义

该研究将原弹性蛋白的细胞信号功能与丝素蛋白—明胶水凝胶的可打印性结合，适合需要早期血管接入的软组织构建。后续应比较原弹性蛋白浓度、力学变化与内皮响应之间的独立贡献，并验证更大尺寸构建体中的灌注能力。