一种基于防材料的生物材料的合理工程,具有双重增强的结冰和传递,用于高效的冷保存
Yishan Fu1, Yangyang Li1, Fei Pan2
1Science Center for Future Foods, Jiangnan University, Wuxi 214122, China; School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China.
Journal of advanced research
|December 10, 2025
概括
工程防蛋白 (AFPs) 提供有效的,没有DMSO的细胞冷保存. 这种新型生物材料增强了细胞的恢复和完整性,为生物医学应用提供了更安全的替代方案.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 低温生物学 低温生物学
- 蛋白质工程是指蛋白质工程.
背景情况:
- 甲基二硫氧化物 (DMSO) 是一种常见的冷保护剂,但具有细胞毒性和临床限制.
- 防蛋白 (AFP) 显示出作为更安全,生物相容的冷保护剂的前景.
- 开发有效的无DMSO冷保存方法对于基于细胞的疗法和研究至关重要.
研究的目的:
- 为了设计一个高性能雪AFP (SfAFP) 进行冷保护.
- 建立一个高效的无DMSO冷保存策略,使用工程AFP.
- 为了验证这一策略在不同细胞系的有效性.
主要方法:
- 在SfAFP的局部定向突变发生产生了rSfAFP-MU突变.
- 物理化学和功能特征评估了热歇斯底里和解后恢复.
- 分子动力学模拟确定了冰结合接口,指导了进一步的蛋白质修饰.
- 该TAT与rSfAFP-MU融合,以增强细胞内传递 (rTAT-GS-MU).
- 在EA.hy926,A549和HEK293细胞上测试了冷保存的有效性.
主要成果:
- 工程化rSfAFP-MU表现出增强的热歇斯底里 (5°C) 和改进的EA.hy926细胞恢复 (+10.20%).
- 分子动力学模拟揭示了通过疏水相互作用优化结合冰的情况.
- 证实了rTAT-GS-MU的细胞内输送,与卓越的冷保存相关.
- rTAT-GS-MU实现了74.77%的EA.hy926恢复,与DMSO相比,细胞完整性得到保护.
- 在A549和HEK293细胞中证明了成功的冷保存.
结论:
- 理性设计将天然的AFP转化为一种强大的冷保护生物材料.
- 这种没有DMSO的方法可以有效地冷保存多种细胞类型.
- 工程AFP为生物医学冷保存提供了一个有希望的,更安全的替代方案.
