腭裂是人類先天性面部畸形中最為常見的先天性顱頜面畸形之一,嚴(yán)重的腭裂往往伴隨著牙槽骨缺損 (ABDs)。近百年來,腭裂的整復(fù)治療主要是采用手術(shù)的方法,利用裂隙鄰近的黏骨膜組織瓣封閉裂隙,達(dá)到隔離口鼻腔的目的。但是,有時難以克服手術(shù)后創(chuàng)口裂開和瘢痕影響腭骨的生長發(fā)育等并發(fā)癥。為促進(jìn)唇腭裂術(shù)后組織的修復(fù)重建,預(yù)防術(shù)后上頜骨生長發(fā)育所致的繼發(fā)畸形,在臨床術(shù)后對修復(fù)組織施以組織工程材料以促進(jìn)傷口愈合與組織重塑對于唇腭裂的治療效果十分重要。
近日,西南大學(xué)夏慶友教授團(tuán)隊與國家衛(wèi)生健康委科學(xué)技術(shù)研究所(科研所)團(tuán)隊合作,在《Biomaterials》上發(fā)表了題為“Fabrication of a transforming growth factor β1 functionalized silk sericin hydrogel through genetical engineering to repair alveolar bone defects in rabbit”的研究論文。
本研究創(chuàng)新利用家蠶絲腺生物合成技術(shù),創(chuàng)制可在蠶絲中生物合成細(xì)胞因子TGF-β1的家蠶種質(zhì)素材SeTGF-β1,規(guī);铣TGF-β1功能性蠶絲原料,開發(fā)功能性eTGF-β1蠶絲水凝膠遞送系統(tǒng),最后用于促進(jìn)腭裂及相關(guān)牙槽骨缺損修復(fù)的可行性與應(yīng)用前景。
本研究設(shè)計了一種具有增強細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)結(jié)合效率的轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β1變體(eTGF-β1),運用家蠶種質(zhì)創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)遺傳改良合成eTGF-β1蠶絲的新型家蠶品系,進(jìn)一步制備了功能性eTGF-β1蠶絲水凝膠。研究發(fā)現(xiàn):該水凝膠具有優(yōu)異的機械性能、加工性能、可注射性、生物相容性、生物降解性以及持續(xù)的eTGF-β1釋放能力。它還能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖,顯著加速骨缺損修復(fù),特別是在促進(jìn)成骨細(xì)胞的成熟和新骨形成方面表現(xiàn)出色。在兔牙槽腭裂模型中,該水凝膠通過調(diào)節(jié)骨形成相關(guān)基因的表達(dá),取得了顯著的修復(fù)成效。這項研究成果為未來利用基因工程改造的eTGF-β1蠶絲水凝膠治療兔腭裂及相關(guān)牙槽骨缺損提供了一種有價值的策略。
西南大學(xué)王峰研究員為論文第一作者,西南大學(xué)夏慶友教授為論文最后通訊作者,科研所馬旭研究員,夏紅飛研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃(2022YFD1201600),國家自然科學(xué)基金(32030103)等項目以及Yushu Wang博士(美國Tufts University)的大力支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122986
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