莱斯大学和休斯顿大学的一组化学家和生物工程师在他们的工作中取得了一个重要的里程碑，他们创造了一种可用于体外培养生物组织的生物材料。一种新型纳米纤维水凝胶制造工艺的发展为损伤后的组织再生提供了新的可能性，并提供了一种无需使用动物测试候选治疗药物的方法。
由化学和生物工程教授Jeffrey Hartgerink领导的研究小组已经开发出基于肽的水凝胶，可以模拟肌肉和神经组织的排列结构。排列对组织的功能至关重要，但在实验室中复制它是一个具有挑战性的特征，因为它需要单个细胞排列。
十多年来，该团队一直在设计自组装成纳米纤维的多域肽(MDPs)。这些类似于人体内天然存在的纤维蛋白，很像纳米级的蜘蛛网。
在他们最新的研究中，研究人员发现了一种制造排列整齐的MDP纳米纤维“面条”的新方法，该研究发表在网上，并登上了ACS Nano杂志的封面。他们首先将肽溶解在水中，然后将其挤压到咸溶液中，就能制造出排列整齐的肽纳米纤维——就像比细胞还小的扭曲的绳索。通过增加溶液中离子或盐的浓度，并重复这一过程，他们实现了纳米纤维更大的排列。
“我们的研究结果表明，我们的方法可以产生对齐的肽纳米纤维，有效地引导细胞向期望的方向生长，”首席作者亚当·法希德解释说，他最近获得了莱斯大学生物工程博士学位。“这是为再生医学应用创造功能性生物组织的关键一步。”
这项研究的关键发现之一是一个意想不到的发现:当肽纳米纤维的排列过于强烈时，细胞不再排列。进一步的研究表明，细胞需要能够“拉动”肽纳米纤维来识别这种排列。当纳米纤维过于坚硬时，细胞就不能施加这种力，也就不能按照期望的结构来排列自己。
莱斯大学的其他研究共同作者包括化学系博士研究生特雷西·余和卡森·科尔，研究生约瑟夫·斯温和本科生研究员亚当·托马斯。生物工程本科研究员Jonathan Makhoul、研究生Eric Garcia Huitron和K. Jane Grande-Allen教授也是这项研究的共同作者。来自休斯顿大学的研究团队包括博士生Christian Zevallos-Delgado、研究助理Sajede Saeidifard、研究助理教授Manmohan Singh和工程学教授Kirill Larin。
这项工作得到了美国国立卫生研究院(R01DE021798, R01EY022362, R01HD095520, R01EY030063)，美国国家科学基金会(2129122)，美国国家科学基金会研究生研究奖学金计划和韦尔奇基金会(C-2141)的部分资助。本新闻稿中的内容完全是作者的责任，并不一定代表资助机构的官方观点。
