[发明专利]一种自组装短肽及其在细胞三维培养中的应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物医学领域，具体是一种自组装短肽。

背景技术

分子自组装指的是分子在不受外力介入的情况下，能够进行自我组织，自我聚集形成一种规则的结构，即能够从一个杂乱无序的状态转变成一个有序的状态。在最近的十几年里，分子自组装系统（如氨基酸）已经成为分子生物学、化学以及材料学等学科的交汇点，尤其是手性自组装短肽，已经发展成为了一类新兴的纳米生物材料。由它们构成的纳米纤维，作为细胞三维培养的基质材料，能模拟生物体内的三维基质微环境，具有高纯度、可降解及无免疫反应的突出优点，已被成功应用于细胞工程、组织工程及生物医学工程等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的自组装短肽，增加自组装短肽的种类，使之可在细胞三维培养中使用。

在手性自组装短肽的设计原则下，本发明采用全新理念设计新型自组装短肽，记为GFS-2，研究了浓度和离子对GFS-2自组装过程的影响、低浓度自组装短肽GFS-2对细胞膜的裂解作用、高浓度自组装短肽GFS-2形成的纳米纤维对细胞的活性的影响及细胞在该水凝胶中的生长、增殖情况等。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自组装短肽，其氨基酸序列为SEQ ID NO.1，命名为GFS-2。其分子量为1783.06。其自组装原理是通过分子之间非共价键相互作用，形成结构明确且稳定，并具有某些理化性质的超分子结构或分子聚集体。

进一步，本发明还提供了自组装短肽在细胞三维培养中的应用。

更具体地，所述自组装短肽在制备细胞三维培养纳米支架材料中的应用。

实验表明，本发明所述短肽在金属盐离子、细胞培养基等环境下，能进行自组装形成纳米纤维。

实验表明，本发明所述自组装短肽形成的纳米纤维，细胞能在其上进行三维黏附、生长，所以，此自组装短肽可应用到动、植物细胞三维培养中。

本发明具有以下有益效果：

1、提供了一种新型自组装短肽，增加自组装短肽类型。

2、提供了一种新型的自组装纳米生物医学材料，这种新型生物医学材料能够广泛的应用到纳米生物医学工程、细胞工程及生物工程及等领域，并具有明显的经济及其社会效益。

3、提供了一种细胞三维培养纳米支架材料，可广泛应用于生物医学领域。

附图说明

图1是本发明所述L型氨基酸构成的自组装短肽GFS-2的分子结构示意图。

图2是本发明所述自组装短肽GFS-2高效液相（HPLC）色谱图。

图3是本发明所述自组装短肽GFS-2质谱（MS）图。

图4是本发明所述自组装短肽GFS-2的圆二色谱图,新型短肽GFS-2常温下的二级结构特征是在216nm处有一强负峰，在194nm处有一强正峰，峰形完好。

图5是本发明所述自组装短肽GFS-2的原子力显微图（AFM）, 图中：A表示4h时短肽GFS-2自组装形成细而短的纳米纤维丝；B表示8h后纳米纤维的长度增加，数量增多，并开始聚集；C表示48h后的AFM照片表明，纳米纤维能完成自组装过程，形成三维的纳米纤维网络支架。

图6是本发明所述自组装短肽GFS-2形成水凝胶光学图片，刚果红染色,5mg/mL的短肽GFS-2盐离子溶液自组装24h(图6中A)后形成肉眼可见的透明胶状物质，形成松散的片层状薄膜；36h(图6中B)薄膜的厚度及大小都有所增加，但还是处于松散的状态；48h(图6中C)薄膜片层连接在一起，形成整个一层较为致密的膜片；72h(图6中D)该膜片没有明显的变化。

图7是本发明所述自组装短肽GFS-2的红细胞裂解实验数据图。

图8是用本发明所述自组装短肽GFS-2三维培养细胞，细胞ECA109（图8中A为20倍镜；图8中B为40倍镜）和MDA-231（图8中C为20倍镜；图8中D为40倍镜）都可以该三维体系中可以生长，细胞圆球形，边界清楚，调节显微镜能看到模糊的细胞核界限，连续培养7d，细胞仍可以在本发明所述自组装短肽GFS-2形成的三维支架材料中生长。

具体实施方式

实施例1：由L-氨基酸构成的自组装短肽GFS-2的制备

1、材料