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科学家研究蜘蛛丝蛋白用于开发人工心脏

来宝健康 2017/9/7 16:36:41
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尽管在预防和尽量减少心脏损伤方面取得了重大进展,但更多的人患有心脏功能不全。降低心脏功能的主要原因在于疾病,特别是心肌梗塞等缺血性疾病引起的心肌细胞的不可逆损失。仍然没有治疗来扭转这种性质的损害。研究正在开发修复这种损伤的方法以使心脏功能正常化。一种有希翼的方法:由蜘蛛丝制成的心肌组织。Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg(FAU)的研究人员及其在拜罗伊特大学的同事们调查了在实验室开发的人造丝蛋白是否适合工程化心脏组织。他们将结果发表在“高级功能材料”杂志上。

工程丝蛋白

丝蛋白可能是人造心脏组织的关键。或者,更准确地说,给丝的蛋白质的结构和机械稳定性:丝心蛋白。University sklinikum Erlangen 肾病理学系的 Felix Engel 教授研究了印度蚕丝的性质,并证明其特别适用于工程心脏组织的脚手架材料。到目前为止,生产蛋白质的量足够,质量稳定是不可能的。他的同事 Thomas Scheibel 教授,拜罗伊特大学生物材料研究所所长,已经在大肠杆菌细菌的帮助下成功地从花园蜘蛛中生产了需要更大量和一致质量的重组丝蛋白。这使得两位研究人员共同努力,进一步调查了园林蜘蛛丝蛋白质。

心肌细胞与合成丝蛋白之间的相互作用

由 Scheibel 教授拜罗伊特研究组的 Engel 教授和恩格尔教授负责的 Erlangen 小组的 Jana Petzold 合作调查了实验室生产的丝蛋白质eADF4(κ16)在生产心脏组织中的适用性。研究涉及将薄层的丝蛋白应用于载玻片。该技术是基于具有带负电荷的表面的电池由于其正电荷而附着于由eADF4(κ16)制成的膜。除了心脏细胞外,Petzold和Aigner还试图将其他细胞如结缔组织细胞和血管细胞应用于胶片,并且每次都取得成功。

他们的调查尤其关注心脏细胞的功能。他们将这些细胞与其应用于纤连蛋白膜的细胞进行了比较,这与心脏细胞的天然环境相似。两者之间没有观察到功能差异。研究人员能够证明,例如,负责肥大的心脏细胞的增加,例如运动员和孕妇的心脏细胞增多,也导致在eADF4(κ16)膜上培养的心脏细胞体积增长。

Erlangen和拜罗伊特的研究人员进行的工作以及使用3D打印技术印刷人造丝蛋白的可能性代表了未来的功能心脏组织工程方法的第一步。


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