做成各种形状的大豆制品:
总之,大豆蛋白很适合作为支架材料的组成成分。
二、从信号分子的角度
组织工程里信号分子的任务主要有:维持细胞存活,促进细胞增殖,诱导细胞分化。
但是,现在使用信号分子经常会面临两个问题:一是太贵,上千元人民币只能买几十毫克,这就导致包埋信号分子的支架也十分昂贵;二是活性失去得太快,在从支架进入生理环境后,有些因子的活性只能持续几分钟,过了就起不到作用了。
总之,信号分子娇贵得很。这时候大豆再次助阵:
大豆含有多种大豆异黄酮(isoflavone),也称植物雌激素,和人自身的雌激素很相似,可以和细胞核膜上的雌激素受体结合,从而参与一系列的信号通路。
两种被广为研究的大豆异黄酮类物质
对于成本问题,沉降大豆蛋白的时候,异黄酮会被裹挟在这堆沉淀中,相当于信号分子被“顺手”加在了支架材料里,成本几乎为0。
对于失活问题,由于沉降后,异黄酮之于蛋白像是药物之于胶囊的关系,异黄酮的释放会由包埋它的蛋白材料的降解程度决定,即异黄酮能随支架材料的降解缓慢释放,能在较常时间保留自身的活性。
应用实例举两个大豆制品应用于组织工程的例子:
- 促进骨再生
我们先重点看一下这篇文章中研究人员是怎么制备骨组织填充材料的[3]:
看起来很高大上
大概意思是:把脱脂大豆达成浆,然后加氯化钙溶液沉淀,排出多余的水后把沉淀放入模具升温固定成型。是不是觉得这个操作有点眼熟?
传统的豆腐基本就是这么做的,往豆浆里加卤水沉降蛋白,然后升温固定成型。科学就在生活中。顺便一提,豆腐还可以被定义为分子料理呢。
这应该是排水的一步
那么这种材料是怎么促进骨组织再生的呢?
正如我们之前所述,这种沉降后的大豆材料内部裹挟了异黄酮。
在分子生物学层面,科学家发现大豆蛋白材料里的异黄酮可以和细胞核膜上的β雌激素受体结合,促进成骨细胞的碱性磷酸酶(ALP)和干细胞中Ⅱ型骨形态发生蛋白(BMP-2)的合成。
ALP能水解磷酸酯,为新生骨组织需要的磷灰石提供必要的磷酸,最终促进骨组织形成。BMP-2可以促进非骨细胞向骨细胞分化,也促进骨组织形成。