DOI: 10.1039/C9TB02309G
細胞與生物材料的相互作用主要受細胞粘附的控制，細胞粘附是由細胞整合素與細胞外基質（ECM）的結合產生的。整合素驅動著作為干細胞機械轉導和信號傳導通路的接觸點的組裝，例如整合素α4β1在調節間充質干細胞（MSC）歸巢、粘附、遷移和分化中起著關鍵作用。控制整合素介導的細胞與仿生、模擬ECM材料的粘附是調節細胞功能和組織再生的關鍵。在此之前，利用單珠化合物（OBOC）組合技術，研究者發現LLP2A是一種針對整合素α4β1的高親和力擬肽配體（IC50=2 pM）。在這項研究中，研究者確定了LLP2A通過整合素α4β1與人早期妊娠絨毛膜絨毛來源的間充質干細胞（CV-MSCs）具有很強結合力。為了提高CV-MSC在再生應用中的播種、擴張和輸送能力，通過將LLP2A固定在支架表面作為細胞粘附位點，構建了模擬天然ECM結構的人工支架。LLP2A修飾通過調控外源性信號途徑（包括FAK、AKT、NF-kB和Caspase 9的磷酸化）顯著增強CV-MSC在聚合物支架上的粘附、擴散和活性。此外，研究者還發現LLP2A與其他來源的間充質干細胞，如骨髓間充質干細胞（BM-MSCs）和脂肪組織間充質干細胞（AT-MSCs）有很強的結合力。因此，LLP2A及其衍生物不僅有望改善CV-MSC介導的胎兒疾病治療，而且還可以廣泛應用于功能化各種需要間充質干細胞募集、富集和存活的生物和醫學材料，使其更好地應用于再生醫學領域。
圖1.LLP2A與CV-MSCs的結合親和力。（A）將空白微珠（a-d）和顯示LLP2A的微珠（e-h）分別與CV-MSCs孵育1分鐘、5分鐘、10分鐘和30分鐘。（B）對每個微珠上的CV-MSCs數量進行量化，并進行統計分析。數據表示為平均值±標準差表示：*p<0.05，**p<0.01（n=4）。
圖2.在LLP2A處理過的表面附著CV-MSCs。（A）（a）未處理表面和（b）LLP2A處理表面附著的CV-MSCs圖像；（b）對不同表面附著的CV-MSCs數量進行量化，并進行統計分析。數據表示為平均值±標準差：*p<0.01（n=4）。
圖3.LLP2A與CV-MSCs的結合機制。（A）整合素α4和β1在CV-MSCs上的高表達。（B）LLP2A與CV-MSCs有效結合（藍色曲線），抗整合素α4抗體與抗整合素β1抗體（橙色曲線）共同作用、僅抗整合素β1抗體（綠色曲線）或僅抗整合素α4抗體（黑色曲線）明顯阻斷其結合效率。
圖4.通過點擊化學將LLP2A修飾到電紡絲支架上。（A）LLP2A、（B）LLP2A-Bio和（C）LLP2A-DBCO的化學結構；（D）將LLP2A固定在電紡支架上的化學過程的示意圖。
圖5.未處理支架、僅使用連接器修飾的支架以及使用連接器和LLP2A修飾的支架的XPS分析。
圖6.LLP2A修飾對PLLA/PCL支架的表面形態的影響。（A）使用SEM分析來評估（a）未處理的PLLA/PCL支架和（b）LLP2A修飾的PLLA/PCL支架的表面形態。（B）纖維直徑的定量和相關統計分析；數據表示為平均值±標準差：**p<0.01（n=50）。
圖7.LLP2A修飾對PLLA/PCL支架的親水性的影響。（A）采用接觸角測定法評估（a）未處理的PLLA/PCL支架和（b）LLP2A修飾的PLLA/PCL支架的親水性。（B）量化和相關統計分析；數據表示為平均值±標準偏差：**p<0.01（n=5）。
圖8.LLP2A修飾對PLLA/PCL支架上CV-MSC附著和生存力的影響。采用MTS法測定（A）細胞接種后2小時的CV-MSC附著，和（B）細胞接種后7天在未經處理的和LLP2A修飾的支架上的CV-MSC存活率；數據表示為平均值±標準差：**p<0.01（n=4）。
圖9.LLP2A修飾對PLLA/PCL支架上的CV-MSC生物學功能的影響。（A）在未經處理的支架或經LLP2A修飾的支架上培養的CV-MSC中，FAK、磷酸化FAK（pFAK）、AKT、磷酸化AKT（pAKT）、NF-kB表達的蛋白質印跡分析。（B）p-AKT/AKT、（C）pFAK/FAK和（D）NF-kB/GAPDH的定量和相關統計分析。在未經處理的支架或經LLP2A修飾的支架上進行CV-MSCs培養的Caspase9活性測定的定量和相關統計分析。數據表示為平均值±標準偏差：*p<0.05（n=4）。
圖10（A）CV-MSC覆蓋在未經處理的支架表面（a）和LLP2A修飾的支架表面（b）2天的掃描電鏡圖像；（B）從掃描電鏡圖像量化細胞覆蓋面積和相關統計分析。數據表示為平均±標準差：*p<0.01（n=4）。
圖11（A）在（a，c）未經處理的支架和（b，d）LLP2A修飾的支架上培養的CV-MSC的細胞骨架；（B）細胞面積的定量和相關統計分析。數據表示為平均值±標準差：**p<0.01（n=4）。
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