针对内皮祖细胞表面整合素分子特异性结合的小分子功能多肽的筛选及其提高小口径人工血管内皮化功能的研究

Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. Currently, blood vessel replacement is the common treatment for cardiovascular diseases. However, autologous arterial and vein grafts are limited to their availability, and small-diameter synthetic vascular grafts face frequent clogging issues due to thrombogenesis. The overall goal of this proposal is to improve the endothelialization and long-term patency of these vascular grafts. High-throughput one-bead-one-compound (OBOC) combinatorial peptidomimetic libraries were utilized to screen and identify novel functional peptides specifically targeting the integrin molecules on the surface of activated endothelial progenitor cells (EPCs), the most important endothelium-forming cell type in circulation. Then, the small diameter synthetic vascular grafts will be covalently modified with these functional peptides to recruit EPCs to the luminal surface of the vascular grafts to facilitate the functional endothelium formation prior to possible thrombosis formation. This proposal provides a novel way for in situ tissue engineering vascular tissue, and will be of great significance for the treatment of vascular diseases.

心血管疾病是导致人类死亡的首位原因，血管移植是心血管疾病主要的治疗方式。然而，由于自体血管组织来源有限，人工合成的小口径血管移植后容易发生栓塞，移植物长期通畅率低，临床应用效果不理想。本课题根据体内血管内皮化发生的基本原理，利用"one-bead-one-compound" (OBOC)高通量筛选，针对血管再生的关键细胞类型- - 内皮祖细胞（EPCs）表面整合素受体建立组合文库，筛选能与其特异性、高亲和力结合的小分子多肽，并以此类分子共价修饰人工血管内表面，利用其与循环系统中的EPCs特异性高亲和力结合的特性，短期内招募、聚集EPCs分子，提高组织工程血管的内皮化速度和长期通畅率。这一研究为组织工程化人工血管的构建提供了新的思路和途径，并对心血管疾病的治疗有着重要的应用意义。

心血管疾病是导致人类死亡的首要原因。通过血管移植对受损血管进行替换是治疗心血管疾病的主要途径。然而，当前合适的自体血管移植物来源有限，并且生物降解聚合物小口径人工血管（内径≤5 mm）在移植后由于表面缺乏功能内皮化容易发生血栓及内膜增生，从而影响了长期通畅率。近年来，通过体外在聚合物人工血管表面种植自体细胞构建组织工程血管以提高小口径人工血管的内皮化和长期通常率得以发展。然而，体外通过细胞培养种植构建组织工程血管，在细胞收集和培养方面耗时、耗力、耗材，且存在较高的风险，因此利用机体天然再生机制，构建可以自主招募内源性细胞且具有原位血管再生潜能的人工血管成为当前研究的主要方向。天然血管中的细胞外基质对于血管的结构和功能有着重要的生理学功能，且内源性的内皮祖细胞（EPC）和内皮细胞（EC）在新血管形成过程中扮演着重要的角色。One-bead one-compound (OBOC)组合文库技术是一种高通量的化学文库合成及筛选技术，可以广泛地用于多种生物功能性受体的配基的合成和筛选。在应用OBOC技术筛选小分子化合物过程中，可以通过设计主要功能基团周边氨基酸残基不同的空间结构，从而提高筛得小分子肽对于目标靶分子结合的特异性和亲和力。同时，在利用OBOC技术筛选合成小分子肽的过程中可以引入非天然氨基酸残基并实现环状结构，从而大大提高其在体内的稳定性。因此，本课题利用OBOC技术，针对对EPC和（或）EC功能具有重要影响的表面整合素分子，筛选合成对EPC和（或）EC具有高特异性、高亲和力、高功能性且体内具有高结构稳定性的生物小分子肽，并将它稳定地修饰于小口径人工血管支架表面，构建生物功能型人工血管。我们进一步证实该生物功能型人工血管移植动物体内后可以快速有效的招募内源性的EPC和（或）EC到血管移植物与血液接触的管腔表面，同时抑制其它不利细胞和蛋白的粘附，从而提高小口径人工血管的快速内皮化和长期通畅率。