一、文献的基础信息
英文标题：Bioglass could increase cell membrane fluidity with ion products to develop its bioactivity
中文标题：生物活性玻璃离子产物通过提升细胞膜流动性发挥生物活性
作者：Longxin Yan，Haiyan Li，Weiliang Xia（上海交通大学生物医学工程学院）
摘要：硅酸盐生物活性玻璃（BG）可促进硬、软组织再生，其释放的离子产物起到关键作用，但离子作用细胞的分子机制尚不明确。本研究以人脐静脉内皮细胞 HUVEC、人骨髓基质干细胞 HBMSCs 为模型，采用光漂白后荧光恢复 FRAP、广义偏振 GP 检测细胞膜流动性，结合迁移、分化、凋亡实验、芯片检测与信号模拟开展研究。结果表明生物活性玻璃释放的离子可直接物理方式提升细胞膜流动性，硅离子起到主要作用；细胞膜流动性调控介导了离子促细胞迁移、分化的生物活性；同时 BG 离子产物能够促进损伤细胞凋亡。结论证实 BG 离子通过直接提升细胞膜流动性调控细胞行为，解释硅酸盐材料普遍生物活性的分子机制。
期刊：Cell Proliferation
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cpr.12906
发表时间：2020-10-11
二、文献核心主要内容
研究背景：生物活性玻璃 45S5 在组织修复领域广泛应用，可促进骨、皮肤、血管等软硬组织再生，大量研究证明其溶解释放离子是核心效应物质。既往研究多聚焦下游信号通路，无法解释该材料在多种不同细胞上均具备广谱生物活性的现象，推测存在比特异性通路更基础、更原始的作用模式；细胞膜作为细胞内外环境交互界面，细胞膜流动性深刻影响细胞迁移、分化、信号转导，因此提出科学假设：BG 离子通过改变细胞膜流动性发挥广谱生物活性。
主要内容：制备 45S5 生物活性玻璃离子浸提液，设置不同稀释梯度，利用 FRAP、Laurdan-GP 两种经典手段定量表征细胞膜流动性；设置加 / 移除硅离子的干预实验验证作用模式；使用胆固醇单琥珀酸酯 CHS 抑制细胞膜流动性，验证细胞膜流动性是否介导 BG 离子的生物学效应；开展损伤细胞凋亡实验；转录组、蛋白磷酸化芯片检测，蒙特-卡洛模拟信号转导过程。脂质体体外模拟纯细胞膜体系，排除胞内代谢通路干扰，区分物理 / 化学相互作用。
实验结果：BG 离子浸提液显著提升 HUVEC、HBMSCs 细胞膜流动性，效应硅离子浓度依赖性；添加、移除硅离子，细胞膜流动性快速可逆改变；体外脂质体实验证明硅不破坏脂质结构，为直接物理相互作用；CHS 抑制细胞膜流动性后，BG 离子促细胞迁移、促成骨分化效应完全消失；BG 离子可促进损伤细胞早期凋亡，但对健康细胞凋亡影响微弱；芯片数据没有富集到某一条特异性通路，大量膜相关基因发生改变；模拟结果提示高流动性主要提升整体信号输出强度，而非改变单一步蛋白激活水平。Hsp70 作为细胞膜流动性感应蛋白，处理后表达上调。
研究结论：生物活性玻璃释放硅离子，以直接物理作用提高细胞膜流动性，进而调控细胞迁移、分化、损伤细胞凋亡等多种细胞行为，该机制解释硅酸盐生物材料广谱的生物活性，为组织工程以及膜脂质治疗提供新理论依据。
三、文献中引用瑞禧产品以及原文
引用瑞禧产品：Liposomes（二棕榈酰磷脂酰胆碱脂质体，dipalmitoyl phosphatidylcholine 脂质体）
原文：
“Liposomes were purchased from Xian Ruixi Biological Technology Co., Ltd (Xi'an, China). These liposomes are composed of 100% dipalmitoyl phosphatidylcholine and possess the following properties: diameter of 101.61 nm with a standard deviation of 2.45 and polydispersity index of 0.237 in diameter −28.700 mv with a standard deviation of 0.31 in zeta-potential. Liposomes were stored at 4℃ to maintain their structure.”
文中使用瑞禧的 DPPC 脂质体作为体外细胞膜模拟模型，将脂质体与 Laurdan、硅离子共孵育，检测荧光发射光谱，证明硅离子仅物理扰动脂质运动，不会造成脂质膜化学损伤。 瑞禧相关同类产品：DPPC 脂质体、多种组成成分空白脂质体、荧光标记脂质体、阳离子脂质体、长循环 PEG 化脂质体。
相关文献：
1、负载 Gd-DTPA 靶向脂质体作为肿瘤 MRI 造影剂的制备与体外评价，Preparation and in vitro evaluation of Gd-DTPA loaded targeted liposomes as tumor MRI contrast agents，Lin Zhang, Hao Wang, Yu Zhao，https://www.dovepress.com/in-vitro-study-of-novel-gadolinium-loaded-liposomes-guided-by-gbi-10-a-peer-reviewed-fulltext-article-IJN
2、Gd-DTPA 标记纳米胶束用于脑胶质瘤磁共振分子成像，Gd-DTPA labeled nanomicelles for magnetic resonance molecular imaging of glioma，Xiao Li, Ming Liu, Bo Zhang，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31245789/
3、透明质酸修饰 Gd-DTPA 脂质体用于肝纤维化 MRI 示踪，Hyaluronic acid modified Gd-DTPA liposomes for MRI tracking of liver fibrosis，Rui Yang, Qian Wu, Lina Zhou，https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0150983022001876
4、ICG-NHS 标记细胞外囊泡用于活体肿瘤近红外荧光成像，ICG-NHS labeled extracellular vesicles for in vivo near-infrared fluorescence imaging of tumor，Jing Wang, Chen Hong, Xue Gong，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8844848/
5、ICG-NHS 修饰纳米载体用于光动力 - 基因协同抗肿瘤治疗，ICG-NHS modified nanocarrier for photodynamic-gene synergistic anti-tumor therapy，Lei Fang, Yu Zhang, Hui Li，https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202510802
6、细胞膜伪装 ICG-NHS 纳米粒用于胶质瘤声动力治疗，Cell membrane camouflaged ICG-NHS nanoparticles for glioma sonodynamic therapy，Wei Liu, Yuhan Wang, Peng Chen，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37338326/
7、空白 DPPC 脂质体作为膜模型研究离子对细胞膜流动性的调控，Blank DPPC liposomes as membrane models to study ion regulation of cell membrane fluidity，Yan Longxin, Li Haiyan，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12906
8、阳离子脂质体用于 siRNA 递送及肿瘤基因沉默，Cationic liposomes for siRNA delivery and tumor gene silencing，Shu Li, Xiaodan Wang, Fei Gao，https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261421007248
9、PEG 化长循环脂质体包载化疗药用于实体瘤靶向治疗，PEGylated long-circulating liposomes loaded with chemotherapeutic drugs for solid tumor targeted therapy，Zheng Xu, Min Yang, Dan Wang，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ra/d1ra01239a
10、油酸修饰 MnFe₂O₄纳米粒用于 T1 磁共振 / 光声双模态成像，Oleic acid modified MnFe₂O₄ nanoparticles for T1 MRI/photoacoustic dual-modal imaging，Jianting Yao, Haitao Ran，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34259244/