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| 中國海洋大學(xué)在硅藻生物硅緊急止血材料研究領(lǐng)域取得新進展 |
| http://www.telavivconventioncenter.com 2025年7月31日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院陳西廣教授團隊在硅藻生物硅緊急止血材料研究領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)成果以“The
Hierarchical Micro-Nano Porous Structure of Diatom
Biosilica Induces Selective Absorption and Protease
Inhibition for Bleeding Control（硅藻生物硅層級微納多孔結(jié)構(gòu)引發(fā)的選擇吸附和蛋白酶抑制實現(xiàn)出血控制）”為題，發(fā)表于國際知名期刊ACS Nano。
硅藻生物硅（Diatom Biosilica, DBs），即硅藻細胞壁，由無定型二氧化硅組成，是一種生物制造的天然微納米無機多孔材料，其獨特的微納米層級多孔結(jié)構(gòu)，不僅能夠加速血小板止血栓形成，還可以激活內(nèi)源性凝血途徑，形成穩(wěn)定血凝塊，具有止血速度快，止血性能穩(wěn)定，可適用于各種活動性傷口等突出優(yōu)勢，是一種理想的緊急止血材料。然而，目前對于DBs的促凝血機制研究局限于材料多孔結(jié)構(gòu)所帶來的吸水濃縮作用和凝血激活效應(yīng)；而對于DBs激活內(nèi)源性凝血途徑的假說，雖已在凝血系統(tǒng)水平上得到多次驗證，但仍未獲得分子層面的證據(jù)支持。
該研究系統(tǒng)揭示了DBs與血液接觸后其表面吸附蛋白的演變進程，發(fā)現(xiàn)DBs對凝血因子的選擇性吸附行為和專一性抑制作用是引發(fā)促凝血反應(yīng)的關(guān)鍵作用機制�；趯嶒烌炞C和分子模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)DBs通過其微納米層級多孔結(jié)構(gòu)所帶來的尺寸篩分效應(yīng)，實現(xiàn)對抗凝血酶III和α-2抗纖溶酶的高效富集和定向抑制，使血液系統(tǒng)處于高凝狀態(tài)；其表面硅醇基團可以激活內(nèi)源性凝血途徑相關(guān)因子，包括凝血因子V、IX、X、XI和 XII，從而促進凝血反應(yīng)發(fā)生。隨后，通過將肝素引入全血中以增強抗凝血酶III活力，證實了DBs的結(jié)構(gòu)界面效應(yīng)對抗凝血酶III活性的高效抑制作用。最后，建立了血液肝素化的大鼠斷尾模型和兔股靜脈穿刺模型，從動物水平上進一步評估了DBs在出血性疾病治療方面的應(yīng)用潛力。該工作系統(tǒng)的解析了DBs促凝血活性的分子機制，同時也為無機多孔材料的生物活性調(diào)控以及新型止血材料的設(shè)計提供了新思路。
圖1 硅藻生物硅表面血漿吸附蛋白系統(tǒng)解析
圖2 硅藻生物硅對抗凝血酶III和α-2抗纖溶酶活性的抑制作用
圖3 血液肝素化兔股靜脈穿刺模型止血功效評價
中國海洋大學(xué)為該論文的第一完成單位，海洋生命學(xué)院馮超教授和山東大學(xué)齊魯醫(yī)院（青島）邵凱副教授為該論文的共同通訊作者。海洋生命學(xué)院2025屆博士畢業(yè)生蘇暢、博士后穆愈之為該論文的共同第一作者。哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院楊奎琨教授對本項目給予了大力支持。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、山東省自然科學(xué)基金、三亞科技“繁星”專項等項目資助。
通訊員：馮超
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c06075
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