三、多肽的改性

1.降解性能

组织工程中，基质重组是控制和指导干细胞生长和分化的重要因素。理想的包埋细胞的基质应具备细胞介导的降解性能，为细胞铺展、增殖、迁移和重组创造出空间。线性脂肪族聚酯聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）及聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）具有宽泛可调的降解性能，其降解性能依赖于分子链上酯键的无规水解，降解行为不能精确控制。因此，构建对ECM蛋白酶敏感的自组装多肽，是科研工作者的研究兴趣点。在多肽领域关于酶降解的改性也有相关的综述文献已经发表。

科研工作者把基质金属蛋白酶（MMP）敏感片段PVGLIG插入到了RADA单元中，研究发现，插入的PVGLIG可以阻止β-折叠的自组装，使RADA失去了凝胶的性能。因此，必须有足够多的RADA单元来克服插入PVGLIG的影响。当每三个RADA连接一个MMP敏感序列PVGLIG时，材料具有最佳的自组装性能和物理性能。支架暴露在MMP-2 24小时后，含PVGLIG的水凝胶发生了酶解现象，而无PVGLIG支架则无明显的断裂。

有研究者对K₂（SL）₆K₂自组装多肽进行改性，引进了MMP-2特异性降解位点LRG。此类多肽具有ABA结构，两亲性的B段驱使多肽自组装，带电荷的A段控制自组装发生的条件。通过对A和B段氨基酸的精确选择可以控制自组装纤维的长度和形成水凝胶的黏弹性。MMP-2降解位点在B段的引入使水凝胶可以在胶原酶Ⅳ作用下降解，促进了细胞在水凝胶的铺展和迁移。

Ho-Wook Jun等科研工作者将MMP-2酶解位点GTAGLIGQ引入PA中，加入二价阳离子后，PA会自组装，将自组装的水凝胶在胶原酶Ⅳ中孵育1周后，水凝胶的质量减少了50%，孵育1个月后，水凝胶完全降解。包埋在含酶解位点水凝胶中的细胞可以铺展，而在无酶解位点的水凝胶中，细胞呈圆形。水凝胶中的细胞分泌酶降解和重组了支架网络结构，为细胞伸展提供了空间。Michael C.Giano等制备了五个对MMP-13敏感程度不同的β-发夹多肽水凝胶，在酶作用14天后，不同敏感程度的水凝胶显示了不同的降解速率（5%～70%）和不同的SW1353细胞迁移速率。

2.生物识别性能

组织微环境影响着细胞命运（增殖和分化），设计可以刺激特定细胞响应，并指导新组织形成的材料，是当前仿生材料的研究热点。在多肽中引入特定的功能分子创造特异性的干细胞壁龛来促进和指导细胞黏附、迁移、增殖和分化是一种有效手段。引入功能化域的目的是增加多肽材料的生物活性，功能化域本身通常不具备自组装能力，但也不影响原多肽骨架的自组装性能。

科研工作者们在自组装多肽中引入了多种生物活性的功能域，常见的功能域见表11-1。多种功能域片段链接到了RADA侧位上。最常用的功能域是短肽序列精氨酸-甘氨酸-天冬门氨酸（RGD），RGD来源于纤连蛋白，可显著促进多种细胞的黏附和存活。在RADA-Ⅰ中引入RGD后，由于位阻作用，其形成的纳米纤维变短，水凝胶机械强度减弱，但对细胞存活的支持能力增强；引入SKPPGTSS（骨髓归巢多肽分子）后，在不添加任何生长因子的情况下，神经干细胞活性增强，且向神经元和神经胶质细胞分化的能力增强；引入IKVAV（层粘连蛋白活性序列）后，鼠神经干细胞在RADA16-Ⅰ水凝胶中的增殖和迁移能力大幅提高。此外，对其他自组装多肽的功能化也有较多研究，如Andrea Caprini等用KLPGWSG（可结合神经干细胞表面分子）改性了自组装多肽LDLK12，改性后的多肽可以促进神经干细胞的分化。在PA中引入功能域可以促进细胞与支架的相互作用；引入IKVAV后，PA水凝胶可以选择性地促进神经干细胞向神经元分化；引入转化生长因子（TGF）亲和功能域的PA可以促进关节软骨的再生。