靶向内皮：特异性小分子肽筛选及其构建内皮化人工血管的创新探索.docxVIP

靶向内皮：特异性小分子肽筛选及其构建内皮化人工血管的创新探索

一、引言

1.1研究背景与意义

心血管疾病已成为全球范围内威胁人类健康的主要公共卫生问题之一，其发病率和死亡率呈逐年上升趋势。《中国心血管健康与疾病报告2022》显示，中国约有3.3亿心血管病患者，心血管疾病死亡占城乡居民总死亡原因的首位。血管移植作为治疗心血管疾病的重要手段，对于改善患者的病情和生活质量具有关键作用。在血管移植手术中，人工血管作为血管替代物，为无法使用自体血管进行移植的患者提供了希望。然而，目前人工血管在临床应用中仍面临诸多挑战。尤其是小口径人工血管（内径≤5mm），由于其内径较小，血液流速相对较慢，容易导致血栓形成和内膜增生，从而影响人工血管的长期通畅率和使用寿命。有研究表明，小口径人工血管在植入后的早期，血栓形成的发生率可高达30%-50%，这严重限制了人工血管在心血管疾病治疗中的广泛应用。

为了解决上述问题，提高人工血管的内皮化程度成为关键。内皮化的人工血管能够模拟天然血管内皮的功能，减少血栓形成和内膜增生，提高人工血管的长期通畅率。内皮祖细胞和内皮细胞在血管内皮化过程中起着核心作用，它们能够黏附、增殖并覆盖在人工血管表面，形成完整的内皮细胞层，从而有效改善人工血管的性能。寻找能够特异性结合内皮祖细胞和内皮细胞的小分子肽具有重要意义。小分子肽作为一类具有特定生物活性的分子，具有相对分子质量小、易于合成、穿透性强等优点，能够高效地与细胞表面的受体结合，介导细胞的黏附、迁移和增殖等生物学过程。通过筛选出特异性结合内皮祖细胞和内皮细胞的小分子肽，并将其应用于人工血管的制备，可以显著提高人工血管对内皮祖细胞和内皮细胞的亲和力，促进细胞在人工血管表面的黏附和生长，从而加速人工血管的内皮化进程，提高其长期通畅率和生物相容性。这不仅有助于解决心血管疾病治疗中人工血管面临的关键问题，为患者提供更有效的治疗方案，还能够推动组织工程和再生医学领域的发展，具有重要的科学意义和临床应用价值。

1.2研究目的与内容

本研究旨在筛选出能够特异性结合内皮祖细胞和内皮细胞的小分子肽，并利用这些小分子肽制备内皮化人工血管，以提高人工血管的性能和临床应用效果。具体研究内容包括：

小分子肽的筛选：运用噬菌体展示技术构建随机肽库，以内皮祖细胞和内皮细胞为靶细胞，通过多轮生物淘选，筛选出特异性结合的小分子肽，并对其氨基酸序列和结合特性进行分析鉴定。

小分子肽与细胞相互作用机制研究：探究筛选得到的小分子肽与内皮祖细胞和内皮细胞表面受体的结合方式，以及对细胞信号通路的影响，深入了解小分子肽促进细胞黏附、迁移和增殖的分子机制。

内皮化人工血管的制备：将筛选出的小分子肽固定于人工血管材料表面，采用静电纺丝、3D打印等技术制备内皮化人工血管，并对其物理性能、生物相容性和内皮化效果进行评估。

内皮化人工血管的体内外评价：在体外进行细胞实验，检测内皮祖细胞和内皮细胞在小分子肽修饰的人工血管表面的黏附、增殖和迁移能力；在动物体内进行移植实验，观察人工血管的内皮化进程、血栓形成情况以及长期通畅率，综合评价内皮化人工血管的性能。

1.3研究方法与技术路线

本研究采用多种先进的实验技术和方法，确保研究的顺利进行和结果的准确性。具体研究方法如下：

噬菌体展示技术：利用噬菌体展示技术构建大容量的随机肽库，通过生物淘选过程，从肽库中筛选出与内皮祖细胞和内皮细胞具有高亲和力的小分子肽。该技术能够将外源肽或蛋白质的编码基因插入噬菌体外壳蛋白基因中，使外源肽或蛋白质以融合蛋白的形式展示在噬菌体表面，实现基因型与表型的统一，为小分子肽的筛选提供了高效的平台。

细胞实验技术：培养内皮祖细胞和内皮细胞，采用细胞黏附实验、细胞增殖实验、细胞迁移实验等方法，研究小分子肽对细胞生物学行为的影响，评估小分子肽修饰的人工血管对细胞的黏附、增殖和迁移能力的促进作用。

材料制备技术：运用静电纺丝技术制备具有纳米纤维结构的人工血管支架，该技术能够精确控制纤维的直径和取向，模拟天然血管的细胞外基质结构，为细胞的黏附和生长提供良好的微环境；采用3D打印技术制备具有复杂结构的人工血管，实现个性化定制，满足不同患者的需求。

动物实验技术：建立动物模型，将制备的内皮化人工血管移植到动物体内，通过定期观察和检测，评估人工血管的内皮化进程、血栓形成情况以及长期通畅率，为人工血管的临床应用提供实验依据。

本研究的技术路线如图1所示：首先构建噬菌体展示随机肽库，以内皮祖细胞和内皮细胞为靶细胞进行多轮生物淘选，筛选出特异性结合的小分子肽并进行测序分析；然后将小分子肽固定于人工血管材料表面，制备内皮化人工血管；接着在体外进行细胞实验，评估内皮化人工血管对细胞生物学行为的影响；最后在动物体内进行移植实验，全面评价内皮化人工血管的性能。