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蘭州大學王凱榮教授課題組 ACS Nano：一種由天然抗菌肽和ADP構建的多功能水凝膠

2022-05-14 來源：高分子科技

圖1. J-1-ADP水凝膠的構建及應用

腹腔粘連是腹腔手術最為常見且嚴重的并發癥，嚴重影響患者的健康狀況和生活質量，目前臨床上仍亟需發展有效的粘連預防及治療措施。手術創傷、術后出血以及術后感染是組織粘連形成的主要誘因。當前，水凝膠材料由于其可注射性而可以覆蓋不規則傷口，其在止血、傷口愈合和抗粘連等方面的應用引起了研究者的極大關注。近期，蘭州大學基礎醫學院王凱榮教授課題組利用從蜜蜂蜂王漿中分離得到的天然抗菌肽J-1與腺苷二磷酸（ADP）溶液，在近生理pH環境通過多肽自組裝為納米纖維，進而交聯成納米纖維網絡而制備成J-1-ADP多肽水凝膠，該水凝膠的制備過程中沒有添加任何化學交聯劑（如圖2所示）。

圖2. 抗菌肽J-1在10 mM的ADP鈉鹽中形成水凝膠。左圖為水凝膠在小瓶中的形態，右圖為該水凝膠的掃描電鏡纖維結構。

抗菌肽J-1具有良好的廣譜抗菌活性，而ADP是最早發現，也是人體內最重要的能誘導血小板聚集的物質，其可激活血小板，誘導血小板聚集而加速凝血過程。該制備策略將抗菌肽的抗菌活性和ADP的凝血活性賦予了該水凝膠，其對革蘭氏陽性菌株 S. aureus，及其耐藥株MRSA，革蘭氏陰性菌株 E. coli，真菌 C. albicans都表現了良好的抑菌/殺菌活性（如圖3所示）；在體外凝血試驗及小鼠肝臟出血模型中均表現了良好的凝血性能（如圖4所示）；該水凝膠在大鼠腹壁缺損-盲腸磨損動物模型中顯示了良好的防粘連活性（如圖5所示）。此外，由于該水凝膠是由天然活性肽與生理活性物質通過物理交聯而制成，因此其具有良好的生物相容性（如圖6所示）。因此，該研究可能為功能多肽水凝膠的設計、合成提供一種新的策略，或可為預防臨床術后粘連提供一種替代材料。

圖3. J-1-ADP水凝膠對金黃色葡萄球菌、MRSA、大腸桿菌和白色念珠菌的增殖及菌落形成的影響。

圖4. J-1-ADP水凝膠的體外、體內凝血實驗。A，B，C，D分別為水凝膠的全血凝血，血漿凝血，血小板激活及血小板粘附實驗；E為小鼠肝臟出血模型凝血實驗，F為凝血時間，G為出血質量。

圖5. J-1-ADP水凝膠在大鼠腹壁缺損?盲腸磨損模型中抗粘連作用。A為術后7天，14天腹壁粘連的代表圖片；B，C為不同組的術后粘連評分。

圖6. J-1-ADP水凝膠的生物相容性實驗。A，B，C為其血液相容性研究；D，E為其與哺乳動物細胞相容性研究；F和G為其免疫相容性研究。

該項工作以“An Injectable Peptide Hydrogel Constructed of Natural Antimicrobial Peptide J-1 and ADP Shows Anti-Infection, Hemostasis, and Anti-Adhesion Efficacy” 為題發表在ACS Nano上（ACS nano 2022, DOI:10.1021/acsnano.1c11206）。文章第一作者是蘭州大學基礎醫學院2018級博士研究生周靜靜，2019級博士研究生張翰儒為共同第一作者，蘭州大學基礎醫學院王凱榮教授和閻文錦教授為該論文通訊作者。該研究得到了中國醫學科學院多肽研究創新單元醫學與健康科技創新工程項目，國家自然科學基金委員會和甘肅省自然科學基金項目的支持。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11206

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（責任編輯：xu）

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