腭裂是人类先天性面部畸形中最为常见的先天性颅颌面畸形之一，严重的腭裂往往伴随着牙槽骨缺损 (ABDs)。近百年来，腭裂的整复治疗主要是采用手术的方法，利用裂隙邻近的黏骨膜组织瓣封闭裂隙，达到隔离口鼻腔的目的。但是，有时难以克服手术后创口裂开和瘢痕影响腭骨的生长发育等并发症。为促进唇腭裂术后组织的修复重建，预防术后上颌骨生长发育所致的继发畸形，在临床术后对修复组织施以组织工程材料以促进伤口愈合与组织重塑对于唇腭裂的治疗效果十分重要。
近日，西南大学夏庆友教授团队与国家卫生健康委科学技术研究所（科研所）团队合作，在《Biomaterials》上发表了题为“Fabrication of a transforming growth factor β1 functionalized silk sericin hydrogel through genetical engineering to repair alveolar bone defects in rabbit”的研究论文。
本研究创新利用家蚕丝腺生物合成技术，创制可在蚕丝中生物合成细胞因子TGF-β1的家蚕种质素材SeTGF-β1，规模化合成TGF-β1功能性蚕丝原料，开发功能性eTGF-β1蚕丝水凝胶递送系统，最后用于促进腭裂及相关牙槽骨缺损修复的可行性与应用前景。
本研究设计了一种具有增强细胞外基质（ECM）结合效率的转化生长因子TGF-β1变体（eTGF-β1），运用家蚕种质创制关键技术遗传改良合成eTGF-β1蚕丝的新型家蚕品系，进一步制备了功能性eTGF-β1蚕丝水凝胶。研究发现：该水凝胶具有优异的机械性能、加工性能、可注射性、生物相容性、生物降解性以及持续的eTGF-β1释放能力。它还能够促进细胞增殖，显著加速骨缺损修复，特别是在促进成骨细胞的成熟和新骨形成方面表现出色。在兔牙槽腭裂模型中，该水凝胶通过调节骨形成相关基因的表达，取得了显著的修复成效。这项研究成果为未来利用基因工程改造的eTGF-β1蚕丝水凝胶治疗兔腭裂及相关牙槽骨缺损提供了一种有价值的策略。
西南大学王峰研究员为论文第一作者，西南大学夏庆友教授为论文最后通讯作者，科研所马旭研究员，夏红飞研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1201600），国家自然科学基金（32030103）等项目以及Yushu Wang博士（美国Tufts University）的大力支持。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122986
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