当损伤导致的创面较大时，我们往往需要借助外力辅助创口封闭，从而促进组织愈合。在现阶段，这一过程通常需要缝合的介入。这种方法很难独立完成，患者在手术过程中要承受额外的疼痛。同时由于缝合难以完全封闭伤口，手术后空气、体液的渗漏和外源感染同样不利于伤口愈合。如果能够找到一款具有生物相容性、能够将创口直接粘结在一起并具有较好强度的医用胶水，从而将伤口封闭，这些问题都能迎刃而解。

绝大多数的粘合剂难以在潮湿环境下保持粘合性能。少数几种够在临床使用的粘合剂又都有着明显的缺陷。氰基丙烯酸盐粘合剂虽然能快速封闭伤口，但却具有明显的毒性，其用量受到严格的限制。来源于人血浆的纤维蛋白胶有着类似的效果，但其胶体的机械强度较差，通常仍然需要缝合等手段的辅助，且因为其来源而造价高昂，难以大规模使用。因此，如何研发一款较为理想的医用粘合剂，一直是该领域的一道难题。

图1 贻贝丝足（A）及丝足黏着斑中的蛋白组成示意图（B）

生活在海洋中的贻贝会通过向体外分泌蛋白形成丝足，从而将自己牢固的粘附于附着物表面。贻贝粘附蛋白就是这一粘附过程中的有效成分。通过聚集与沉降，这些蛋白会在丝足的末端形成黏着斑，其粘附能力足以使贻贝抵抗水流和海浪的考验。这种在潮湿甚至水下环境依然能够保持的粘合能力，使得贻贝粘附蛋白在医用粘合剂领域拥有了巨大的应用潜力。基于这种蛋白，包括Cell-Tak在内的多种医用粘合剂被开发面世。

蛋白序列中大量的DOPA基团是贻贝粘附蛋白具有这种神奇能力的关键原因。这种邻苯二酚结构可以使贻贝粘附蛋白与附着表面以及蛋白之间形成大量较强的非共价键，从而使得蛋白能够产生强大的附着能力（图2）。DOPA结构在自然环境下是不稳定的，容易发生自发的氧化反应生成多巴醌，从而导致蛋白粘附能力的削弱。贻贝粘附蛋白也在进化中解决了这一问题。通过在部分蛋白序列中掺入半胱氨酸，这些蛋白中游离的巯基能够形成一种还原性环境，保持DOPA的稳定，从而保证了贻贝粘附蛋白稳定的粘附能力。

图2 贻贝粘附蛋白中DOPA形成的非共价键

然而天然贻贝蛋白的产量极低，大概一万只贻贝中提取出来的贻贝粘附蛋白，才能满足1 gCell-Tak的制作。为了解决这一困境，研究者们通过生物工程方法获得了能够媲美天然贻贝粘附蛋白的重组蛋白产物。通过纯化以及修饰，这些蛋白同样具有较好的粘合性能，并能使用于多种领域（图3）。

图3 贻贝粘附蛋白粘合剂（包裹了荧光蛋白）的粘合性能展示图

由于同时具有较好的生物相容性及体内可降解能力，依靠重组贻贝粘附蛋白制作的仿生医用胶粘剂在实验阶段取得了较好的结果。因为能够较好的封闭伤口，加入光交联修饰位点的贻贝蛋白粘合胶（LAMBA）与常规的粘合剂相比，能够促进动物伤口更快的愈合（图4）。同时粘合剂本身也会在组织修复后被完全的降解、吸收。

图4 各种粘合剂对于伤口的促进作用

相信在未来的时间里，通过对这些蛋白黏合机制的机理研究，基于重组贻贝粘附蛋白的医用粘合产品会得以应用，造福广大人民群众。

参考文献：

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来源：中国科学院青岛生物能源与过程研究所