当前位置:主页 > 医学论文 > 生物医学论文 >

基于丝胶蛋白的抗菌材料及dsRNA递送载体的研究

发布时间:2020-08-02 21:33
【摘要】:丝胶蛋白(SS)是一种廉价易得的天然蛋白质,具有抗皱、美白、保湿、抗紫外、抗凝固、抗氧化性等特性,而且丝胶还具有良好的生物可降解性、生物相容性、促细胞粘附和促细胞增殖等生物活性。因此,丝胶蛋白是开发蛋白质生物材料的理想资源。然而,丝胶固有的脆性限制了其在生物材料领域的应用。本研究利用甘油和琼脂糖的先天优势,与丝胶蛋白复合制成具有良好力学性能的丝胶复合材料。对丝胶蛋白进行开发和再利用,探索其应用于组织工程与再生医学领域的可能性,为传统丝织产业的转型升级提供参考,具有重要的科学意义和现实意义。抗生素的滥用,造成许多耐药菌的产生,开发和应用能取代抗生素的新型抗菌剂是解决耐药性菌株产生的迫切需要。纳米银是一种高效的广谱抗菌剂,对细菌、真菌和病毒均具有抑制和杀灭作用,抑菌持久、高效、不会产生耐药性;溶菌酶,是一种专门作用于细胞壁的水解酶,是自然防御系统中一类重要的功能酶,对动物和人体安全,不会产生耐药性,目前应用最广泛的是来自鸡蛋清中的溶菌酶。核酸是治疗多种疾病的理想药物。常用的核酸递送载体包括病毒递送载体和非病毒递送载体。病毒载体的转染率高,但存在核酸装载量有限以及具有免疫原性和安全性风险等问题;非病毒载体安全、稳定,但仍然存在许多问题,如无机纳米颗粒载体不能被生物降解,阳离子脂质体价格昂贵,阳离子聚合物载体具有较高的细胞毒性和较低的转染效率。制备安全、高效的非病毒核酸递送载体是生物材料与医学交叉领域面临的挑战。本研究为拓展丝胶蛋白在抗菌材料及基因递送载体领域的应用提供了理论基础。取得了如下研究成果:1.原位绿色合成纳米银的丝胶蛋白复合膜通过添加安全无毒的塑化剂甘油,制备了具有良好力学性能和亲水性能的丝胶/甘油(SS/Gly)复合膜。对SS/Gly复合膜的力学性能、水接触角、吸湿率和保水率进行评估,结果表明添加甘油质量比为40%的复合膜亲水能力好,保水能力强,且具有优异的断裂伸长率和适中的抗拉强度。采用紫外辐射法辅助纳米银(AgNPs)在SS/Gly膜表面原位合成,扫描电镜结果表明AgNPs均匀分布在SS/Gly复合膜表面,而且随着紫外辐射时间的增加,合成的AgNPs数量增加。X射线光电子能谱证明复合膜表面上的银以零价的形式存在。抑菌圈和生长曲线实验结果表明AgNPs修饰的SS/Gly复合膜对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌均具有优异的抗菌性能,其抗菌性能与紫外辐射时间呈正相关。电感耦合等离子体原子吸收光谱法结果表明AgNPs可以持续地释放到PBS介质中。该SS/Gly/AgNPs复合膜具有在抗菌材料如伤口敷料中的应用潜能。2.绿色装载溶菌酶的丝胶蛋白复合凝胶通过将丝胶蛋白与琼脂糖混合并冷冻干燥,制备了具有高孔隙率和高溶胀性能的丝胶/琼脂糖(SS/AR)凝胶。采用扫描电子显微镜、衰减全反射傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、热重分析和溶胀率测试对SS/AR复合凝胶进行性能表征。采用绿色简便的溶液浸泡法,在SS/AR复合凝胶上成功装载了溶菌酶(LZM)。在丝胶/琼脂糖/溶菌酶(SS/AR/LZM)凝胶中,随着溶菌酶溶液浓度的增加,溶菌酶的装载量有所增加,但其装载率可能会降低。溶菌酶能从复合凝胶中释放出来,对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌发挥良好的抗菌活性,其对革兰氏阳性菌具有更强的抗菌活性。而且随着溶菌酶装载量的增加,其抗菌能力越强。SS/AR/LZM凝胶对NIH3T3(小鼠胚胎成纤维细胞)和HEK293(人胚胎肾细胞)细胞展现出优异的细胞相容性,能提高细胞活力。该复合凝胶具有在抗菌材料如伤口敷料中的应用潜能。3.自组装生成丝胶蛋白微球用于dsRNA的递送利用环境友好的自组装法,添加乙醇和冷冻诱导获得丝胶蛋白微球(SSMPs)。圆二色光谱、X射线衍射和傅立叶红外光谱实验证明了乙醇可诱导丝胶蛋白的二级结构由部分无规卷曲转变成β-折叠。当乙醇添加体积比为2%时,所得丝胶微球粒径较小(289.97 nm),大小均一。采用多聚赖氨酸进行修饰后的丝胶微球(SS-PLL MPs),表面电荷变成了正电荷,能与带负电的dsEcR发生静电相互作用,进而成功地装载dsEcR,并能保护其在10%胎牛血清(FBS)和RNA酶A中的稳定性,使其免受降解。用多聚赖氨酸修饰前后的丝胶微球对家蚕胚胎细胞(BmE)不仅没有毒性,而且能促进细胞的生长,具有优异的细胞相容性。在无血清和含10%FBS的培养基条件下,SS-PLL MPs能递送dsEcR至BmE细胞,有效沉默EcR、E74A和BR-C基因的表达,而且能够延长dsEcR干涉作用的时间至72 h。经评估,所制备的SS-PLL MPs与商用脂质体的干扰效率比较接近。SS-PLL MPs能成功地装载、保护和递送dsEcR,是一种有潜力的核酸递送载体,这为鳞翅目害虫的防治及基因治疗策略领域的研究提供了一定的基础。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:R318.08
【图文】:

示意图,丝胶,蚕茧,丝胶蛋白


图 1.1 从蚕茧中提取丝胶示意图[9]Fig.1.1 The schematic of sericin extraction from silkworm cocoon.胶蛋白的生物活性年来,丝胶蛋白因具有良好的生物学性质受到了国内外学者的广泛有大量便于交联和修饰的-OH、-COOH 和-NH2,亲水性好,可生物生物相容性和低免疫原性。此外,丝胶蛋白还具有保湿、抗菌、抗抗炎、抗凝血、抗癌以及促进细胞粘附和增殖等活性。

丝胶,丝胶蛋白


图 1.2 丝胶的抗氧化机制[3]Fig.1.2 The anti-oxidative mechanisms of sericin.胞增殖。Tsubouchi 等人[17]证明了丝胶蛋白能促进无血清培养基rada 等人[18]研究表明,分子量在 5~100 kDa 范围内的丝胶蛋白哺乳动物细胞培养,而且能增强人皮肤成纤维细胞的粘附。Ar现,丝胶蛋白的提取方法和浓度与能否促进细胞增殖相关,与的丝胶蛋白相比,热提取的丝胶蛋白的细胞活力最高;此外,L 的丝胶蛋白似乎能更好地促进细胞增殖和提高细胞活力,而L 的丝胶蛋白对细胞显示毒性,特别是通过尿素提取法获得的丝粘附性。有研究者发现丝胶膜能支持小鼠成纤维细胞(L-929)Noriaki 等人[21]研究发现丝胶能促进人眼角膜上皮细胞的粘附和伤口愈合,减小创面。然而,在家蚕基因中并未发现细胞的粘附,所以有研究者认为丝胶蛋白对细胞的粘附作用可能是因为 个丝胶基因中具有重复序列[12]。丝胶对细胞的粘附机制还有待

生物医学应用,丝胶


第 1 章 文献综述解材料。蛋白的应用研究 1.3 所示,因丝胶具有可生物降解性、高生物相容性、低免疫原湿、抗氧化、抗炎、抗凝血、抗癌以及促进细胞粘附和增殖等蛋白已被广泛应用于药物和化妆品行业中,并且在再生医学材发受到了学者们越来越多的关注[3, 4]。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 曹姣;叶晶;濮佳艳;李梅;张婷;袁苏宁;;丝胶蛋白提取方法的研究与分析[J];轻纺工业与技术;2018年12期

2 谢瑞娟,李明忠,卢神州,沈荷娟;柔软丝胶蛋白膜的制备[J];丝绸;2005年09期

3 谢瑞娟,李明忠,卢神州,卢璐,吉磊;丝胶蛋白膜的制备及其物理性能[J];东华大学学报(自然科学版);2004年06期

4 李梅;叶晶;濮佳艳;曹姣;袁苏宁;张婷;;蚕丝丝胶蛋白在化妆品领域的开发与应用[J];轻纺工业与技术;2018年12期

5 胡丹丹;章伟华;刘琳;姚菊明;;聚氨酯/丝胶蛋白复合膜的制备及其性能研究[J];浙江理工大学学报;2012年04期

6 陈华,朱良均,闵思佳,胡国梁;蚕丝丝胶蛋白的结构、性能及利用[J];功能高分子学报;2001年03期

7 姜玉兰,黄君霆,孙崇荣;蚕丝胶蛋白的多肽组分及其分子量的研究[J];蚕业科学;1995年03期

8 储咏梅;张红宽;陈宇岳;;丝胶蛋白改性对氧化竹原织物染色性能的影响[J];印染助剂;2011年09期

9 周丽霞;张雨青;周珍祯;王元净;;蚕丝丝胶蛋白的纯化及其体外活性[J];丝绸;2010年05期

10 朱茂英;;“缫丝废液提取丝胶蛋白的研究”项目通过广西壮族自治区科学技术厅组织的会议鉴定[J];轻纺工业与技术;2010年04期

相关会议论文 前10条

1 朱良均;闵思佳;杜孟芳;张海萍;冯志洪;刘明;;丝胶蛋白在聚酯面料上的粘接固定效果的探讨[A];全国桑树种质资源及育种和蚕桑综合利用学术研讨会论文集[C];2005年

2 陶伟;李明忠;谢瑞娟;;多孔丝胶蛋白材料的制备及其结构[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

3 朱良均;闵思佳;杜孟芳;张海萍;冯志宏;刘明;;丝胶蛋白在聚酯面料上的粘接固定效果的探讨[A];中国蚕学会第七届二次理事会暨学术年会论文集[C];2005年

4 饶建伟;叶舟;占蓓蕾;;丝胶蛋白对仿生丝素蛋白神经导管的改性研究[A];2016年浙江省骨科学学术年会论文汇编[C];2016年

5 陶伟;李明忠;谢瑞娟;;多孔丝胶蛋白材料的制备及其结构[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

6 朱良均;陈华;闵思佳;朱正华;;丝腺和茧丝中丝素蛋白、丝胶蛋白的热分析[A];中国蚕学会第七次全国代表大会论文集[C];2003年

7 毛建萍;张雨青;沈卫德;丁悦;张则树;郇绍堂;;以丝胶蛋白为细菌培养基主要成份的研究[A];中国蚕学会第七次全国代表大会论文集[C];2003年

8 吴雯;王利群;涂克华;孙维林;;温敏性丝胶蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)互穿网络水凝胶的制备及表征[A];第四届全国高聚物分子表征学术讨论会论文集[C];2004年

9 邓立志;杨立群;张黎明;郭伟洪;胡彦峰;李国新;;IR-780/丝胶蛋白纳米胶束的制备及其肿瘤靶向近红外成像与光热毒性的研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题F:生物医用高分子[C];2017年

10 史硕;宋妤轩;陈志宏;;丝胶蛋白对糖尿病大鼠肾脏足细胞标记蛋白podocalyxin和nephrin表达的影响[A];中国解剖学会2019年年会论文文摘汇编[C];2019年

相关重要报纸文章 前3条

1 通讯员 徐军 记者 桂冕;泗绢集团一环保项目通过省级验收[N];江苏经济报;2010年

2 徐军;三项技术创新通过省级验收[N];中国纺织报;2007年

3 本报记者 温维健;蚕丝废料的“逆袭”[N];中国纺织报;2014年

相关博士学位论文 前8条

1 张诚;一种可注射丝胶蛋白水凝胶促进缺血性心肌梗死后的心功能恢复[D];华中科技大学;2018年

2 曹婷婷;丝胶蛋白作为血清替代物或添加物在细胞培养和冻存中应用与评估[D];苏州大学;2017年

3 张业顺;丝胶蛋白水凝胶的制备及应用研究[D];华中科技大学;2015年

4 邓连霞;丝胶蛋白基复合吸水材料的研制及结构性能表征[D];浙江大学;2013年

5 聂作明;家蚕体相关蛋白乙酰化修饰鉴定及其对蚕丝蛋白合成影响的研究[D];浙江理工大学;2015年

6 华坚;蛋白质在气/水界面上的物理化学性质和单分子膜成形[D];四川大学;2003年

7 马明明;蚕丝蛋白及某些染料的电化学研究与应用[D];西北大学;2009年

8 乞超;丝胶蛋白水凝胶和支架的制备及在生物医学中的应用[D];华中科技大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨梅蓉;基于丝胶蛋白的抗菌材料及dsRNA递送载体的研究[D];西南大学;2019年

2 赵玉瑛;两种不同交联方式制备丝胶蛋白水凝胶的研究[D];江苏科技大学;2019年

3 江茹兰;超声法制备新型家蚕丝胶蛋白水凝胶的研究[D];江苏科技大学;2019年

4 孙华菊;丝胶蛋白源ACE抑制多肽的筛选及其抑制机理研究[D];广西大学;2018年

5 毛玲;丝胶蛋白固定化及其对重金属的吸附性能研究[D];广西师范大学;2016年

6 胡蝶;柞蚕丝胶蛋白制备工艺优化与生物活性研究[D];辽宁大学;2017年

7 但神勇;蚕丝蛋白显色性修饰及其机理研究[D];浙江理工大学;2019年

8 府静燕;丝胶蛋白的回收新方法及其在纺织品中的应用[D];东华大学;2007年

9 杨美桂;丝胶蛋白棉纤维的制备及其性能研究[D];苏州大学;2008年

10 王磊;改性壳聚糖絮凝剂处理丝胶蛋白废水的研究[D];浙江理工大学;2012年



本文编号:2779094

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/2779094.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户25fa9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com