丝素蛋白体内降解机制多平面研究

Silk fibroin has good biocompatibility and get much more research focus recent years.But as its degradation in vivo is not clear,that stops the clinical trial of its use. Recent years, we do preliminary experiment for study of the silk fibroin degradtion in vivo. The results show that the silk fibroin with different protein secondary conformation and different pore size has different degradation in vivo and cause different host tissurs reaction..In this study, we will prepare several types of silk fibroin with different protein secondary conformation and different micro morphous,evaluated by nuclear magnetic resonance spectrum and Fourier Infrared spectrum, than implant the materials into the animal subcutaneously, analyse the material internal images and mechanical properties, host tissue morphologes, immunology changes of the different types of the silk fibroin by type-B ultrasonic, modulus meter and yield stress meter， scanning electron microscope, immunohistochemisty analyses , PCR,flow cytometer etc. By this study, we will analyses multiple parameters influences to the degradaion in vivo of silk fibroin, and understand the relationships between the secondary conformation or different micro morphous of the silk fibrion to the host immune response and the mechanism , provide scientific basis for clinical trails of the silk fibroin.

丝素蛋白因具有良好的生物相容性已成为生物材料的研究热点，但因体内降解过程及机制不清而阻碍了临床实验。我们前期对丝素蛋白的体内外降解进行了研究，发现丝素蛋白的二级构象以及支架孔径等特征不同影响其降解速度，且所引起的宿主组织反应也不同。.本课题拟制备不同二级构象及不同孔径的丝素蛋白膜，利用固体磁共振谱、傅里叶红外光谱等方法对材料进行表征和鉴定，将材料植入家兔体内，通过B超、压缩模量和屈服应力、扫描电镜、免疫组化、流式细胞仪、氨基酸分析、PCR等检测方法研究不同二级结构及不同孔径的丝素蛋白膜的体内影像学改变、体内降解速度的差异及其与机械性能改变的相关性、宿主组织形态学改变、宿主细胞免疫学改变、分子生物学改变,细胞因子蛋白水平和转录水平的改变等，掌握材料各层面参数对降解的影响，多层面系统性研究丝素蛋白体内降解和宿主组织反应及免疫应答的关系及其机制，为研制可用于临床组织修复的丝素蛋白提供科学依据。

中文摘要(对项目的背景、主要研究内容、重要结果、关键数据及其科学意义等做简单概述，800字以内)：.项目背景：丝素蛋白因具有良好的生物相容性已成为生物材料的研究热点，但因体内降解过程及机制不清而阻碍了临床实验。.主要研究内容： 1、不同孔径丝素蛋白材料在大鼠皮下植入后的体内降解研究及评价。2、不同二级结构（不同β -折叠含量）丝素蛋白材料的制备、检测及体内降解初步观察。3、丝素蛋白材料植入体内后的宿主反应的研究。.重要结果及关键数据：结果：1.初步掌握各型丝素蛋白植入活体后的降解过程：大孔径材料早期降解快，后期因材料塌陷降解速度变慢，小孔径降解速度较慢，较均匀，二级结构中bata折叠含量越高降解越慢。2、丝素蛋白植入体内后宿主大体反应、组织学反应、及免疫反应：材料植入动物体内后动物耐受性良好，局部反应轻，组织学可见随着材料的降解，宿主血管及成纤维细胞逐步长入，周围炎症细胞轻度浸润；宿主转化生长因子β1 mRNA水平与材料厚度及降解速率存在显著相关性（P＜0.01），TGFbeta1高水平之后伴随材料的快速崩解。 3、建立了丝素蛋白体内降解的检测方法及评价指标；建立光学显微镜下测量技术，该法不仅能够准确测量生物材料细微的厚度变化、切面面积变化，并可测量材料边缘与宿主细胞反应的交界带，从而进行各种与降解相关的观察与测量。4、初步探索丝素蛋白降解的调控机制: 复合TGFβ1/SF三维支架材料体内植入实验发现：添加TGFβ1组中材料周围新生血管、成纤维细胞较未添加组明显增多，4周时可发现TGFβ组材料周围纤维化包裹情况明显增强，提示TGFβ可能与丝素蛋白体内降解有关。.科学意义：本项目研究结果为开发丝素蛋白成为人体可植入材料提供了体内降解的数据。