嗜鹽微生物合成醫(yī)學(xué)材料研究取得新進(jìn)展

　　地球上存在著一類(lèi)喜歡生活在高鹽環(huán)境中的微生物，極端的生活環(huán)境使這類(lèi)嗜鹽微生物進(jìn)化出了特殊的生存能力。對(duì)嗜鹽微生物的研究不僅為探索生命的極限適應(yīng)機(jī)制提供了重要啟示，同時(shí)也為其特殊功能和代謝產(chǎn)物的利用提供了可能。本文威正翔禹/締一生物為您分析嗜鹽微生物合成醫(yī)學(xué)材料研究取得新進(jìn)展。

　　通過(guò)10余年的系統(tǒng)工作，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所向華研究組已從基因組層面系統(tǒng)闡明了以地中海富鹽菌為代表的嗜鹽古菌參與生物可降解塑料PHBHV合成與降解的關(guān)鍵酶、關(guān)鍵途徑和相關(guān)調(diào)控因子，并利用代謝工程提高了PHBHV的產(chǎn)量，是嗜鹽古菌合成生物可降解塑料領(lǐng)域的系統(tǒng)性突破。

　　近日，該團(tuán)隊(duì)以此為基礎(chǔ)，在利用嗜鹽古菌合成高附加值生物醫(yī)學(xué)材料基礎(chǔ)研究方面又取得了新的進(jìn)展，上述最新進(jìn)展已于近期發(fā)表在生物材料學(xué)領(lǐng)域知名期刊Biomaterials（《生物材料》）上。論文**作者韓靜博士指出：最新進(jìn)展為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)極端微生物資源、合成高附加值生物醫(yī)用材料開(kāi)拓了新的方向，也將提升嗜鹽微生物PHBHV在疤痕愈合、軟骨修復(fù)、神經(jīng)修復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域中的醫(yī)用價(jià)值。

　　地中海富鹽菌可利用多種廉價(jià)碳源高效合成3HV單體比例恒定（~10 mol%）的PHBHV，并可采用水提法方便地提取，因此具有重要的工業(yè)開(kāi)發(fā)潛力。針對(duì)該菌合成PHBHV種類(lèi)較單一的問(wèn)題，向華團(tuán)隊(duì)以該菌為細(xì)胞工廠，通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)合成了具有不同單體聚合方式的系列無(wú)規(guī)共聚物R-PHBHV和高規(guī)整共聚物O-PHBHV。聚合物的3HV單體含量由10 mol%提高到了60 mol%，豐富了嗜鹽菌PHBHV的材料性能，如新合成的PHBHV的斷裂伸長(zhǎng)率由5%提高到了508%。

　　為了進(jìn)一步推動(dòng)嗜鹽微生物合成的PHBHV在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的高附加值應(yīng)用，該團(tuán)隊(duì)對(duì)材料在模擬體液（含有脂肪酶的PBS）和兔子體內(nèi)的降解性能以及生物相容性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。與PLA（FDA批準(zhǔn)的生物醫(yī)用高分子材料）以及細(xì)菌來(lái)源的Reu-PHB和Reu-PHBHV相比，嗜鹽微生物來(lái)源的PHBHV更有利于成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞的貼附和增殖，表現(xiàn)出了更好的細(xì)胞相容性。嗜鹽微生物合成的PHBHV在兔子皮下的降解速度要比在模擬體液中的降解速度快，且不同材料表現(xiàn)出不同的降解速度。向華研究組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植入兔子皮下，與細(xì)菌材料和PLA相比，嗜鹽古菌PHBHV僅僅引起了輕微的炎癥反應(yīng)。因此，嗜鹽微生物合成的PHBHV具有多樣化的降解速度和良好的生物相容性，暗示這類(lèi)材料將在不同的生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

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