DOI: 10.1016/j.cej.2020.128309
血小板源性生長因子（PDGFs）在調節細胞增殖、凋亡和遷移中起著至關重要的作用，被推薦用于臨床實踐中的損傷修復。然而，蛋白質類藥物穩定性低、生物屏障穿透能力差以及成本高等因素阻礙了其廣泛應用。開發能夠模擬PDGFs生物活性的小分子或納米材料可以克服PDGF蛋白的缺點并擴大其應用范圍。在此，研究者報道了自組裝肽Nap-FFGVRKKP（化合物1）的第一種超分子納米纖維，其生物活性優于PDGF蛋白。肽衍生物Nap-FFG形成了一個β-折疊構象，與PDGF中的四β-折疊肽，以及PDGF L3中的五肽VRKKP相似，后者對于與PDGF受體的結合至關重要。因此，納米纖維在表面具有多價L3肽，這有助于PDGF受體的寡聚和活化。結果表明，該納米材料有效激活了PDGF信號通路并促進了NIH 3T3細胞的增殖和遷移。此外，它們還顯著降低了10 Gy X射線引起的凋亡率，使其從33.60％降至5.83％，并且通過減輕炎癥反應和增強皮膚再生，從而對電離輻射損傷修復具有良好的療效。上述研究提供了一種通過多價相互作用構建具有增強生物活性的納米材料的通用策略，PDGF模擬物的開發可以克服PDGFs在損傷修復、細胞培養、化妝品和再生醫學等方面的應用限制。
圖1.（A）PDGF的帶狀模型。（B）PDGF-BB和PDGFR的帶狀模型。殘基159-163（VRKKP）之間的蛋白質序列以紅色顯示，并用方框表示。（C）由多價L3肽組成的自組裝肽基納米纖維的示意圖。
圖2.（A）PDGF模擬分子化合物1（Nap-FFGVRKKP）的化學結構。（B）化合物1水凝膠和化合物2透明溶液（Ac-VRKKP）在PBS緩沖溶液（0.5wt％）中的光學圖像。（C）通過TEM觀察到的1納米纖維。（D）化合物1（0.5wt％）和化合物2（1.0wt％）的圓二色性（CD）光譜。（E）微尺度熱泳（MST）的擬合曲線，以計算化合物2與PDGFR-β的KD值。（F）MST的擬合曲線，以計算化合物1與PDGFR-β的KD值。
圖3.（A）使用EdU分析，在含有5nM化合物1、化合物2或PDGF蛋白的培養基中培養24小時的NIH 3T3細胞的代表性熒光顯微圖像。比例尺=100μm。（B）在含有5nM化合物1、化合物2或PDGF蛋白的培養基中培養24小時，然后暴露于10 Gy X射線輻射的NIH 3T3細胞的活/死染色圖像。比例尺=200μm。（C）NIH 3T3細胞在含有5nM化合物1、化合物2或PDGF蛋白的無血清培養基中培養16小時的代表性細胞遷移圖像。比例尺=200μm。（D）用ImageJ軟件計算EdU陽性細胞的百分比。（E）用ImageJ軟件計算凋亡細胞的百分比。（F）用ImageJ軟件計算遷移細胞的數目。數據表示為平均值±SEM，每組n=6個樣品。與對照組相比，**p＜0.01；與對照組相比，***p＜0.001；與對照組相比，****p＜0.0001。
圖4.（A）通過蛋白質印跡分析用不同化合物處理的NIH 3T3細胞中PDGFR、p-PDGFR、MEK1/2、p-MEK1/2、ERK1/2和pERK1/2的表達水平。（B）通過蛋白質印跡分析用不同化合物處理的NIH 3T3細胞中AKT、p-AKT、mTOR和p-mTOR的表達水平。通過光密度測定法量化（C）p-PDGFR，（D）p-MEK1/2和（E）p-ERK1/2與微管蛋白的相對水平，作為對照的百分比。通過印跡光密度測定法量化（F）p-AKT和（G）p-mTOR與β-肌動蛋白的相對水平，以對照的百分比表示。結果顯示為3個獨立實驗的平均值±SEM。與對照組相比，*p＜0.05；與對照組相比，**p＜0.01。
圖5.（A）第18天和第30天小鼠肢體輻射損傷的代表性激光多普勒灌注圖像，以及第60天下肢的光學圖像。術后60天，用H&E、Masson三色染色（MT）和CD68抗體染色的下肢組織切片的代表性顯微照片。以生理鹽水為對照。（B）第18天和第30天的灌注定量分析。（C）每個區域CD68陽性細胞的定量分析。數據表示為平均值±SEM，每組n=8只小鼠。與對照組相比，*p＜0.05；與對照組相比，**p＜0.01；與對照組相比，***p＜0.001；與對照組相比，****p＜0.0001。
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