光诱导角膜交联及检测技术的研究进展

由于圆锥角膜疾病导致越来越多的人患有近视,常见的矫正方法有佩戴近视眼镜、隐形眼镜等.随着科技的进步,利用光对近视等眼科疾病进行屈光矫正已经成为当前临床中常用的方法.使用光诱导角膜胶原蛋白发生交联,从而达到治疗圆锥角膜疾病、提高患者视力水平的目的,这是一种新型的光治疗眼睛疾病的方法.同时这种方法由于无侵入性、对操作者能力依赖性小等优势成为新的研究热点.本文阐述光诱导角膜交联的基本原理,并介绍其发展历程,分析现有的各种交联方法和角膜检测技术的原理,并对现有交联方法和检测方法的优缺点进行讨论.最后,本文对光诱导角膜交联和检测技术的最新进展进行系统的论述,并对未来的发展趋势进行展望.     

自由基与软骨基质胶原蛋白类型改变

本文利用ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,定量研究了体外培养的软骨细胞和软骨组织基质中Ⅱ型胶原蛋白的含量。结果表明氧自由基（·Ｏ－２和·ＯＨ）和具有自由基性质的物质（黄腐酸,镰刀菌毒素）可使软骨细胞合成,分泌异常的非Ⅱ型的胶原蛋白,同时,硒化合物可明显地抑制此种效应。     

猪骨胶原蛋白酶解物中血管紧张素转换酶抑制剂的提纯

将猪骨胶原蛋白粗提物用胰蛋白酶水解,经阳离子交换树脂层析,ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－２５柱凝胶过滤,以及数次反相高效液相层析,最终获得一具有抑制血管紧张素转换酶（ＡＣＥ）活性的单一峰值的多肽。其氨基酸组成为Ｉｌｅ,Ｈｉｓ,Ｓｅｒ,Ｇｌｙ,Ａｌａ,Ｐｒｏ,Ｔｙｒ,Ｌｅｕ,Ａｓｐ．以Ｈｉｐ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ为底物,在ｐＨ为７．１的条件下,此肽对猪肺ＡＣＥ的Ｉ＿（５０）值为２６μｍｏｌ／Ｌ。     

引入非天然氨基酸胶原蛋白表达及交联成键的优化

微生物重组表达胶原蛋白来源清洁,同时具有序列设计灵活和高产量高纯度等优点,作为生物材料在组织工程等领域具有广泛的应用前景。然而如何促进重组胶原分子交联,使其形成更加稳定的空间结构是设计重组胶原纳米材料需要克服的难点。文中通过双质粒系统将非天然氨基酸O-(2-溴乙基)-酪氨酸引入细菌胶原蛋白序列中,并对其发酵条件进行优化,结果表明在25 ℃下,以终浓度为0.5 mmol/L的IPTG和0.06%的阿拉伯糖诱导24 h可以获得高纯度含非天然氨基酸的胶原蛋白。将含非天然氨基酸的胶原蛋白与含半胱氨酸的胶原蛋白在pH为9.0的NH4HCO3缓冲液中进行交联,形成了最大分子粒径可达1 μm的聚集体,为重组胶原蛋白生物材料的设计提供了新思路。     

抑制瘢痕细胞中串珠素表达对Ⅰ型胶原蛋白生成量的影响

目的：硬膜外瘢痕,又叫硬膜外纤维化,是指在硬膜外腔的手术涉及范围内形成的瘢痕组织或纤维化,是机体对创伤的修复反应。瘢痕的粘连和收缩会牵拉硬膜和神经根,限制其活动,被瘢痕包绕的神经根受到非正常的牵拉和挤压,神经纤维的轴浆运输、动脉血供、静脉回流受阻,神经根和背侧神经节对机械压迫很敏感,会产生一系列症状,如疼痛、麻木及下肢肌力降低等。近年来,对硬膜外瘢痕防治的研究大多是椎板切除术后如何通过物理或化学屏障来减少术后因瘢痕粘连导致的并发症。但对通过瘢痕形成过程中抑制其主要构成成分的生成来减轻椎板切除术后硬膜外瘢痕形成的相关研究还较少。通过减少椎板切除术后硬膜外瘢痕主要成分Ⅰ型胶原蛋白的生成来实现抑制椎板切除术后硬膜外瘢痕的形成。方法：选用30只250克两月鼠龄的SD雄性大鼠随机按1、2、3、4、5、6周分为6组,行后路4、5腰椎全椎板切除术。术后1、2、3、4、5、6周时每周取一组大鼠全锥板切除术后硬膜后方瘢痕组织,分别行病理切片HE染色,组织块贴壁法细胞培养。筛选第三周瘢痕组织培养的成纤维细胞进行慢病毒干扰串珠素表达并设对照组,通过Western-blot、RT-PCR分析Ⅰ型胶原蛋白生成量与对照组的差别并进行统计学分析。结果：慢病毒干扰小组Ⅰ型胶原蛋白生成量较对照组及纯病毒组明显减少（RT-PCR F=509.331,q A,B=-43.371,P〈0.01,q A,C=-46.133,P〈0.01,Western-Blot F=337.578;q A,B=-112.433,P〈0.01,q A,C=-89.227,P〈0.01）。结论：干扰串珠素表达能有效减少术后硬膜外瘢痕成纤维细胞生成Ⅰ型胶原蛋白,对抑制椎板切除术后硬膜外瘢痕形成应有一定作用。通过慢病毒介导的shRNA干扰成纤维细胞中的串珠素后,其生成的Ⅰ型胶原蛋白量与对照组相比较差异有统计学意义（P〈0.05）,这说明通过抑制瘢痕成纤维细胞的串珠素表达能够有效减少Ⅰ型胶原蛋白的生成。这种方法不论从Ⅰ型胶原蛋白是瘢痕主要构成成分方面,还是Ⅰ型胶原蛋白在瘢痕生成过程中分泌胶原中占得比例增多导致机体由胎儿期的无瘢痕愈合转化至成体的瘢痕愈合这个方面来将,理论上都能够做到有效地抑制、减少硬膜外瘢痕的形成,因此通过干扰硬膜外成纤维细胞串珠素表达从而达到抑制硬膜外瘢痕的形成这一理论是可行的,为进一步进行椎板切除术后抑制硬膜外瘢痕形成的体内试验奠定了理论基础。     

美花石斛化学成分及其护肤活性研究

本文研究美花石斛(Dendrobium loddigesii)的化学成分及其护肤活性。采用色谱法从美花石斛粗提物中分离得到12个化合物,利用波谱学方法分别鉴定为拖鞋状石斛素(1)、2,4,7-三羟基-9,10-二氢菲(2)、3,6,9-三羟基-3,4-二氢蒽-1(2H)-酮(3)、3,5′-二甲氧基-3′,4,9′-三羟基-7′,9-环氧-8,8′-木酚素(4)、5-(4-羟基-3-甲氧基苯乙基)-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)苯并二氢呋喃-3,7-二醇(5)、5-(4′′-羟基-3′′-甲氧基苯乙基)-2-(4′-羟基-5′-甲氧基苯基)-7-甲氧基苯并二氢吡喃-3-醇(6)、丁香脂素(7)、异香草醛(8)、松柏醛(9)、2-甲氧基-5-羟甲基苯酚(10)、二氢松柏醇(11)、4-羟基-3-甲氧基苯乙醇(12)。其中化合物3～5、7～12为首次从美花石斛中分离得到;化合物1、2、6(100μg/mL)有一定的自由基清除活性(>80%);化合物2(10μg/mL)有一定促胶原蛋白分泌活性(>20%)。结果显示从美花石斛的茎中分离得到了12个化合物,3个表现出良好的护肤活性。     

胰蛋白酶消化法测定牛胶原蛋白三股螺旋结构的含量

本研究建立了一种测定胶原蛋白的三股螺旋结构含量的方法。该方法通过使用柱前衍生高效液相色谱(HPLC)法表征经胰蛋白酶酶解后胶原蛋白羟脯氨酸(Hyp)质量浓度的变化,进而对胶原蛋白的三股螺旋结构进行定量。探讨了不同的酶解时间(0~48h)、酶与底物的比例(1∶100、1∶50和1∶20)和温度(20、25、30、37℃)对明胶降解率的影响。获得了酶解的最佳条件——当胰蛋白酶与底物的比例为1∶50时,25℃酶解3h。使用该方法对明胶胶原蛋白混合液检测,结果表明,该方法能灵敏(RSD<10%)的测定胶原蛋白三股螺旋结构的含量。该方法不仅可用于生物组织研究领域,也可用于胶原蛋白食品、保健品和组织工程产品质量的评价。     

重组人源性胶原蛋白的制备及表征

为了获得可实现工业化生产的重组人源性胶原蛋白,根据人I型胶原蛋白Gly-X-Y序列,优选亲水性的Gly-X-Y胶原肽段设计人源性胶原蛋白氨基酸序列及对应的核苷酸序列,利用酶切技术构建pPIC9K-COL表达载体,电转化毕赤酵母获得人源性胶原蛋白毕赤酵母工程菌,并对其进行发酵罐发酵、纯化及鉴定。结果显示,获得表达量达4.5 g/L,纯度大于95%的人源性胶原蛋白,经氨基酸N端测序、分子量测定、氨基酸分析及胶原酶降解试验,确定获得的蛋白与理论的人源性胶原蛋白一级结构一致;同时胶原经冷冻干燥后进行扫描电镜分析及细胞毒性试验,确定人源性胶原蛋白冻干品具有多孔纤维网状结构及优良的细胞相容性,预示其具备作为生物医学材料的潜质。     

厚壳贻贝一种新型贝壳胶原蛋白的重组表达与功能分析

贝壳是一种具有优异力学性能的生物硬组织,贝壳基质蛋白质对贝壳的形成具有重要意义。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)贝壳中发现一种类似胶原蛋白质的新型贝壳基质蛋白质,命名为collagen-like protein 2（CLP-2）。然而,该蛋白质的结构与功能以及对贝壳形成的影响机制尚不清楚。为此,本研究对CLP 2开展了序列分析;进一步采取密码子优化结合原核重组表达策略,开展了CLP-2的重组表达;在此基础上分析了重组CLP-2对酸钙结晶的诱导、结晶速率抑制以及碳酸钙结合能力。对CLP-2的序列分析结果表明,该蛋白质序列中含有信号肽及两个Von Willebrand factor A（VWA）结构域。CLP-2在数据库中尚无高同源性蛋白质存在,表明这是一种较为新颖的贝壳基质蛋白。所获得的重组CLP-2对碳酸钙体外结晶表现出明显的诱导作用,扫描电镜以及傅里叶红外光谱结果表明,重组CLP-2可诱导碳酸钙晶体的形貌由立方体形转化为球形,并在高浓度下进一步转化为哑铃形;同时,重组CLP-2可促使碳酸钙晶体的晶型由方解石型向文石型转化;重组CLP-2在体外具有碳酸钙晶体结合作用;此外,重组CLP-2能显著抑制碳酸钙晶体的结晶速度（P<0.01）,并具有浓度依赖性。上述结果表明,厚壳贻贝贝壳CLP-2蛋白质在贝壳,特别是文石型肌棱柱层的生物矿化过程中具有重要作用。上述研究为深入了解贻贝贝壳的形成机制,以及胶原类蛋白质对生物矿化过程的影响奠定了基础。     

改性胶原蛋白膜用于大肠杆菌EP8-10组合固定化

探讨了不同方法对胶原蛋白膜进行改性处理,结果表明经过甲醛处理过的胶原蛋白膜具有良好的通透性及耐水性能。将胶原蛋白膜与卡拉胶凝胶颗粒形成组合固定化体系,用于大肠杆菌EP8-10固定化,天冬氨酸转氨酶活回收率达到了91.3%,反应20批次后,酶活回收率仍在80%以上。