成分可控的人工胶原蛋白揭示了胶原结合整合素与盘状结构域受体在PC12细胞神经元分化中的相反作用

胶原蛋白作为细胞外基质的主要组成成分，可调控细胞黏附、分化和血管生成等细胞行为。这些功能由胶原三股螺旋结构中特定氨基酸基序与胶原结合生物分子之间的相互作用所介导。此类生物分子包括细胞表面受体，如整合素、盘状结构域受体（DDR）以及聚糖蛋白（syndecan），后者属于跨膜硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）家族。由这些受体介导的信号被整合以调控细胞命运。然而，天然胶原同时呈现多个受体结合基序，这使得分离受体特异性功能并评估受体间串扰变得困难。 在此，我们提出了一种成分可控的人工胶原基质平台，能够在恒定的三股螺旋支架内对多种受体结合基序进行独立调节。该材料通过对化学合成的胶原样三股螺旋肽进行二硫键交联制备而成，其中每种肽各自携带一段明确界定的单一受体结合序列。通过在交联前改变这些肽的混合比例，我们系统地调控了基质中受体结合基序的组成。 我们将该平台应用于PC12细胞的神经生长因子依赖性神经元分化过程，而胶原可支持这一过程。仅含整合素结合序列的基质即足以支持这种分化。掺入HSPG结合序列几乎没有额外影响，而掺入DDR结合序列则抑制了整合素介导的分化，并与DDR磷酸化同时发生。这些结果揭示了胶原结合整合素与DDR在调控PC12细胞分化中的拮抗作用。成分可控的人工胶原为解析胶原受体之间的功能性串扰提供了一个多用途的基质平台。

胶原蛋白作为细胞外基质的主要成分，调控细胞行为，如黏附、分化和血管生成。这些功能由胶原三股螺旋结构中特定氨基酸基序与胶原结合生物分子之间的相互作用所介导。这些生物分子包括细胞表面受体，如整合素、盘状结构域受体（DDR）以及聚糖蛋白（syndecan）；后者属于一类跨膜硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）家族。由这些受体介导的信号相互整合，以调控细胞命运。然而，天然胶原同时呈现多种受体结合基序，这使得分离受体特异性功能并评估受体间串扰变得困难。

在此，我们提出了一种成分可控的人工胶原基质平台，该平台能够在恒定的三股螺旋骨架内独立调节多种受体结合基序。该材料通过对化学合成的类胶原三股螺旋肽进行二硫键交联制备而成，每种肽各自携带一段明确定义的单一受体结合序列。通过在交联前改变这些肽的混合比例，我们系统性地控制了基质中受体结合基序的组成。

我们将该平台应用于PC12细胞中依赖神经生长因子的神经元分化过程，而该过程可由胶原支持。仅含整合素结合序列的基质即足以支持这种分化。引入HSPG结合序列几乎没有额外影响，而引入DDR结合序列则抑制了整合素介导的分化，并伴随着DDR磷酸化的发生。这些结果揭示了胶原结合整合素和DDR在调控PC12细胞分化中的相反作用。成分可控的人工胶原为解析胶原受体之间的功能性串扰提供了一种通用的基质平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.746976v1?rss=1

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