贻贝粘蛋白:粘合与修复两手抓

2022-12-09 11:18
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广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院再生医学与修复材料中心从事生物医用材料、皮肤学级护肤品、医美类产品以及生物原料的研发。相信关注我们的朋友们都知道,我中心重要研究之一——生物医用胶粘剂不仅可以“黏合”并“封闭”伤口,还能促进伤口愈合、减轻疤痕生成。

在湿态环境下,医用材料对生物组织产生强力黏附一直是科学界面临的难题。我们团队师法自然,模拟自然界中各种动、植物的黏附策略,开发出一系列的仿生胶粘剂,提高了胶粘剂对生物组织的湿态黏附强度,贻贝仿生胶粘剂涵盖在列。

说到贻贝仿生胶粘剂,就不得不提及贻贝的足丝腺,这是贻贝紧附在各种物体上的根源。贻贝足丝腺能够分泌大量的富含L-3,4-二羟基苯丙氨酸(L-DOPA,多巴)和赖氨酸(L-Lysine)的贻贝粘蛋白(MAP,又名足丝蛋白),使贻贝能通过“黏附盘”牢牢地固定在岩石、船体、缆绳、漂流瓶等固体表面,无惧海水侵蚀与冲刷。

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贻贝粘蛋白以其超强的胶粘性、良好的生物安全性及无毒副作用受到医学界的重视。通过现代生物技术提取后,它可作为医用胶粘剂用于眼科手术、皮肤组织粘合、骨骼粘合等;也可作为外伤喷涂剂,用于烧伤、烫伤、手术等造成的皮肤、黏膜修复、神经修复等,具有良好的抑菌、止痛、止痒、促进愈合的作用。

在医美和护肤领域,贻贝粘蛋白具有高效修复受损和衰老性肌肤的功效,是解决红血丝、敏感性肌肤、医美术后受创肌肤问题的理想原料。

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贻贝粘蛋白为何能修复肌肤?

据文献介绍,贻贝粘蛋白是碱性蛋白质,等电点pI9.5,在生理酸碱度pH7.4下带有很高载量的正电荷。人体细胞如表皮原代细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、神经细胞等带负电。因此,贻贝粘蛋白通过静电相互作用,吸引各种细胞的贴壁和爬行替代,从而促进创面的愈合。

并且,贻贝粘蛋白在盐存在的情况下具有优异的隔水黏附特性,可以形成透明、透气、防水及有弹性的保护膜,使创面免受水和微生物的侵害,起到物理屏障作用。

此外,贻贝粘蛋白是目前已知的唯一带有高含量多巴基团的蛋白质,而多巴基团具有明显的抗炎、抗氧化活性。多巴基团可与表皮神经末梢的受体结合,发挥对皮质神经末梢的封闭作用,从而减轻神经源性炎症。

贻贝粘蛋白的修复功能可不只停留在理论阶段,目前已有临床实验坐实了它的物理和生物特性也非常适合添加在护肤品中。我们的皮肤屏障如果受损,那么就会导致皮肤干燥、细纹、敏感等问题,而贻贝粘蛋白中的肽链结构能够和皮肤细胞紧密贴合在一起,并且形成一层致密的保护膜,有利于皮肤的修复,恢复原有的弹性紧致。

就医者治疗前后比较

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敏感指数评估:对治疗前后敏感皮肤严重程度指标进行评定。使用贻贝提取物护理软膏后,就医者主观症状与客观体征均得到明显改善,差异有统计学意义(P<0.001)


治疗前后疗效对比图

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VISIA图像分析:VISIA图像数据分析显示,就医者红斑得到显著改善。VISIA检测所得红斑值由治疗前的(53.27±10.12)下降至治疗后的(29.16±9.83),差异有统计学意义(P<0.01)。提示贻贝提取物护理软膏对面部敏感性皮肤具有明显的治疗作用。

对于贻贝粘蛋白来说,解决泛红瘙痒都是小事了。在医美领域,含有贻贝粘蛋白的产品可协助激光治疗包括剥脱性CO2点阵激光及微等离子体等改善痤疮凹陷性瘢痕。

痤疮凹陷性瘢痕患者试验侧和对照侧
治疗后即刻及7天后创面比较

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贻贝粘蛋白可用于修复微等离子体治疗痤疮瘢痕后的创面,缓解激光后引起的红斑、水肿、脱屑、疼痛和瘙痒,且使用方便,疗效快,无明显不良反应。

获取贻贝粘蛋白最直接的方法就是从贻贝足腺中直接提取天然黏附蛋白成分,但由于贻贝粘蛋白的分泌量很低,1万只贻贝仅能提取1mg,因此价格昂贵。由于组织提取方法不经济,学者们又展开了基因工程手段生产贻贝粘蛋白的研究,例如紫贻贝Mefp-3基因转入酿酒酵母中进行表达、地中海贻贝的Mefp-5在大肠杆菌中的表达,但国内目前关于这方面的报道不多。而贻贝足腺细胞的体外培养被视作获取理想的贻贝粘蛋白产物的最佳开发途径,近年引起了学术界的关注。希望在不久的未来,珍贵的贻贝粘蛋白能通过人工量产,在化妆品行业凭借其硬实力施展拳脚。









参考文献:
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[3] 高敏,张长虹,周俊,王小磊,顾铭.贻贝粘蛋白综述[J].安徽农业科学,2011,39(32):19860-19862.
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