生物材料的生物活性與與之接觸的細胞反應密切相關。然而，
在生物材料植入人體後不久，材料很快會被構成生物自身液體（如血液）的蛋白質覆蓋，這使得細胞幾乎不可能直接識別表面。因此，控制界面上的蛋白質吸附是可取的。細胞外基質蛋白在這個意義上是特別感興趣的，因為他們眾所周知的能力調節細胞的行為。特別是，纖維連接蛋白在健康和受傷組織的癒合和再生中發揮著主導作用。本文描述了纖維連接蛋白及其在控制細胞行為中的作用，為纖維連接蛋白在控制細胞粘附、擴散、遷移、增殖和分化中的關鍵作用提供證據。深入探討用纖維連接蛋白豐富生物材料表面的方法，以及設計能夠從周圍細胞外環境中特異性保留纖維連接蛋白的定製平臺的可能性。相關論文以題為“A glance on the role of fibronect in in controlling cell response at biomaterial interface”發表在Japanese Dental Science Review。
論文鏈接：
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1882761619300730
細胞外基質（ECM）是組織的非細胞成分，除了傳遞組織形態形成和內穩態所需的生化和生物力學刺激外，還主要為細胞提供物理支架。ECM的主要成分是水、蛋白多糖和蛋白質。蛋白多糖填補了細胞外環境的主要部分，並負責ECM的力抵抗特性。而蛋白質參與了協調細胞粘附和遷移。其中，纖連蛋白(FBN)是一種重要的細胞粘附ECM蛋白，也存在於損傷組織的再生過程中。它主要以兩種形式存在:一是可溶性FBN，它是血漿的主要成分(300血紅蛋白/毫升)，由肝細胞合成;二是可溶性較低的細胞FBN，由不同類型的成纖維細胞合成，然後組裝到ECMs中。FBN在細胞粘附、遷移和分化等細胞行為以及形態形成和創面癒合中起關鍵作用。因此，FBN及其機制是改善支架生物活性的理想選擇。基於局部pH值變化的自我防禦表面。
FBN在人類中有20多種剪接亞型。從結構上講，FBN是一種二聚體高分子量糖蛋白(約440 kDa)，由兩個幾乎相同的亞基(約250 kDa)組成，它們的C-term部分附近由二硫鍵共價結合
圖 1圖示纖維連接蛋白單個亞基的結構。指出重複和結合域(BD)
識別FBN有許多不同的整合素(表1)，其中每一種都極其依賴於FBN的結構構象和III型殘基展開後的敏感性。
表 1整合素家族
1.纖維連接蛋白對細胞行為的控制
細胞和FBN交互協同相互作用的蛋白質發生在三個不同的層次:i) FBN為細胞提供對接分,2)整合蛋白,使識別FBN和iii)的胞內蛋白激活特定轉導途徑來控制細胞的反應,包括粘附、擴散、遷移、增殖和分化。
1) 細胞粘附與擴散
細胞粘附指的是相鄰細胞通過細胞連接相互作用、附著或交流的機制(細胞-細胞粘附)，也指細胞與周圍的細胞外基質相互作用的能力，或通過局部接觸與人工基質相互作用的能力(細胞-基質粘附)。
2) 細胞遷移
細胞遷移是一種對支架定植至關重要的細胞活動，它直接依賴於細胞的粘附和擴散。它發生在基底上，通過新的局部粘連的形成和舊的釋放。從生理學上講，人體組織中有可溶性信號的組成梯度，這允許創造一種自然驅動力來指導細胞的遷移(趨化性)。或者，基質附著因子(趨近性)或機械提示(趨近性)可能控制細胞遷移。
3)細胞增殖
細胞增殖包括細胞分裂導致的細胞數量增長。在成年生物體中，細胞增殖通常侷限於補充組織的細胞。細胞分裂是細胞週期的最後階段，分裂分為四個階段。G1期是細胞生命的第一個階段，以細胞生長髮育為主要特徵。G1期之後是S期，這是DNA複製的階段。因此，G2期，即細胞分裂前的間隙，保證了DNA在細胞分裂前的適當複製和包裝(M期)。
4)細胞分化
細胞分化是一個過程，導致一個細胞達到專業化和成熟的表型，通過信號轉導一個確定的轉錄因子組合。除了生長因子外，各種ECM來源的蛋白也有調節細胞分化的作用。
2. 生物材料對纖維連接蛋白的吸附
如前所述，蛋白質的吸附，特別是FBN的吸附，對組織-生物材料的相互作用至關重要。然而，體液中含有異質性的生物分子，它們在生物材料上的吸附是一個複雜的過程。例如，血液由150多種蛋白質和脂質、碳水化合物和其他分子組成，這些分子在物質的界面上爭奪它們的吸附。更具體地說,當表面暴露於血漿,某些分子優先沉積體積和蛋白質的親和的表面(如大小、電荷、構象穩定性)和動力學因素(如大小、濃度)有助於確定穩定表面吸附分子的形象。簡單地考慮擴散，在大塊溶液中存在的高濃度和/或小尺寸的分子比低濃度和/或較重的分子沉積速度更快(如表2)。
表 2 表面血漿蛋白的交換層次
FBN在生物材料上的粘附強度也起一定作用。事實上，對錶面具有更大親和力的分子可能會誘導先前不太親和的吸附分子分離。當底物的所有結合位點都被佔據時，這些交換就開始了，並一直持續到表面充滿了對材料具有強烈親和力和相互作用的蛋白質和分子。因此，為了避免蛋白質在表面的競爭性交換，需要的蛋白質，即FBN，可以被優先地固定，以觸發特定的反應。表3總結了利用FBN豐富生物材料界面的方法，（1）固定化外源或重組纖維連接蛋白。用FBN以及其衍生片段或結構域對生物材料進行體外裝飾多年來一直是用線索豐富支架以直接控制細胞反應的標準策略 ；（2）選擇性纖連蛋白結合生物材料。FBN或其片段對生物材料的富集主要受到FBN分子量大的限制，這限制了其穩定性和生物利用度。因此，創造選擇性纖連蛋白結合材料是可取的。
結論展望
生物材料上的蛋白質吸附在隨後的宿主反應、種植體整合和組織再生中起著至關重要的作用。因此，它的控制是高級生物材料表面的一個主要目標。此外，FBN在這方面的作用使其成為改善材料表面生物活性的最佳候選材料。在這項工作中，我們集中描述這種蛋白質和它的生物學作用。此外，我們對改善其在生物材料界面吸附的研究作了概述。不同的方法已經提出了這一目的和FBN材料似乎是最有前途的系統之一，因為有可能最大化可用的宿主FBN保留其所有的生物活性。（文：張子旋）
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