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IJBM:基因工程蚕丝基核-壳结构复合生物材料实现活性细胞因子高效递送
发布时间: 2025年12月29日 10:38   作者:王元成   审核人:  来源:   浏览次数:

功能性生物材料在再生医学与精准治疗领域展现巨大应用潜力,其中基因工程化蚕丝蛋白材料因其优异的生物相容性、可设计的功能性及可调控的降解性能,成为构建新一代智能递送系统的理想基质。然而,利用基因工程蚕丝(含有功能性蛋白靶标)制备生物活性材料长期面临一项核心挑战:传统制备工艺中剧烈的理化条件(如有机溶剂、高温、强酸碱)极易导致重组功能性蛋白空间结构破坏与生物活性丧失,严重制约其应用转化。

针对这一技术瓶颈,西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心研究团队创新性地提出“碱提-酸护”策略,以含重组人结缔组织生长因子(CTGF)基因工程蚕丝为原材料,实现丝胶蛋白(Sericin, SS)与活性CTGF的共提取与活性保护,获得SS/CTGF复合活性成分。进而以羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan, CH)为三维支架基质,成功构建出具有新型壳-核结构的CH-SS/CTGF复合生物材料。

该复合材料呈现出内部多孔、外部致密新型-核结构,其力学性能能够通过工艺参数加以调控。在生理环境中,该材料可于2小时内迅速溶解释放,实现SSCTGF的同步高效递送。体外实验显示,该材料能够显著促进NIH/3T3成纤维细胞的增殖与迁移及伤口愈合。同时,该材料呈现出良好的生物安全性,无明显细胞毒性及炎症反应,为其在创伤修复、药物控释等再生医学领域的应用奠定了基础。

该研究不仅为活性细胞因子的稳定负载提供了新方法,也为基因工程蚕丝的功能化应用提供了新思路。相关成果以“Genetically Engineered Silk-Based Core-Shell Cytokine/Sericin/Carboxychitosan Composite Biomaterials for Enhanced Cell Proliferation and Medical Applications”为题,于2025年12月26日在线发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心硕士研究生唐欣愉为第一作者,王元成副研究员和沈关望副研究员为通讯作者。研究获国家重点研发计划项目(2022YFD1201600)、重庆茧丝发展专项基金项目(20240525193034000)、重庆市技术创新与应用发展计划项目((CSTB2024TIAD-KPX0023、CSTB2024TIAD-KPX0026)等多项基金资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.149903