多聚赖氨酸：细胞培养中的“智能胶水”
在细胞培养实验室中，科学家们常常面临一个挑战：如何让脆弱的细胞在培养皿中稳定附着？多聚赖氨酸（Poly-L-lysine, PLL）——一种由赖氨酸重复单元构成的多价阳离子聚合物，正是解决这一难题的关键材料。随着多聚赖氨酸生产工艺的发展，它的广泛用途正逐步被开发。通过静电作用，多聚赖氨酸能够吸附在培养器皿表面，为细胞提供稳固的附着点，成为细胞培养、组织工程和疾病研究中的重要工具。
一、基础作用：细胞贴壁的“隐形支架”
1. 贴壁机制：静电吸附的奥秘
多聚赖氨酸的分子链上富含带正电的氨基（-NH₃⁺），而细胞膜表面和培养皿（如玻璃、塑料）通常带负电。这种“正负相吸”的静电作用，使PLL能在培养表面形成一层牢固的阳离子涂层，显著增强细胞贴附能力。
2. 典型应用场景
- 肝细胞培养：对比实验显示，多聚赖氨酸包被的培养板中，肝细胞在72小时内完全贴壁，呈岛屿状聚集，并保持双核特征；而鼠尾胶包被组的贴壁效率较低。
- 神经细胞培养：用于原代神经元培养，防止细胞悬浮死亡，维持轴突伸展。
- 肿瘤干细胞研究：标记神经母细胞瘤干细胞时，PLL修饰的γ-Fe₂O₃纳米颗粒不影响细胞活性或增殖，为活细胞追踪提供安全方案。
二、进阶功能：调控细胞命运的“导航员”
除了物理贴附，PLL还能主动干预细胞行为，尤其在组织工程中扮演分化诱导者的角色：
1. 促进软骨分化
在大鼠胚胎肢芽细胞实验中，PLL包被的培养环境显著加速软骨结节形成。机制研究表明，PLL通过激活N-cadherin（钙黏蛋白）和胶原蛋白信号通路，模拟天然软骨发育的微环境。
2. 增强DNA疫苗效力
在过敏性疾病研究中，PLL作为DNA载体提升疫苗效果：
- 经PLL包裹的花生过敏原DNA疫苗（pArah2）注射小鼠后，血清IgE抗体水平降低40%以上（对比未包裹组）；
- 同时诱导调节性T细胞（Treg）增殖，促进免疫耐受。
3. 干细胞分化引导
在神经母细胞瘤干细胞模型中，PLL修饰的纳米颗粒可作为安全载体，结合分化诱导剂（如13-顺维甲酸）靶向调控肿瘤干细胞向正常细胞转化。
三、使用注意事项
尽管PLL应用广泛，其使用需科学优化：
1. 浓度控制：过高浓度（>0.1 mg/mL）可能抑制细胞增殖，需预实验确定最佳包被浓度。
2. 分子量选择：低分子量（30–70 kDa）穿透性更强，适合细胞内递送；高分子量（>150 kDa）贴附更稳定，适用于表面涂层。
3. 替代材料：对PLL敏感的细胞（如部分上皮细胞），可选用多聚鸟氨酸或层粘连蛋白替代。
多聚赖氨酸从最初的“细胞胶水”，已发展为连接基础研究与临床应用的桥梁。不仅在培养皿中支撑细胞的生长（EnkiLife相关产品货号RC0008），更在对抗肿瘤、修复组织、靶向递送中展现主动干预的潜力。随着材料科学和合成生物学的融合，未来的PLL或将化身“细胞指挥官”，精准引导生命活动的每一步。
参考文献
1. Liang Wang, Chongyang Zhang,et al., Epsilon-poly-L-lysine: Recent Advances in Biomanufacturing and Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021.9(9), Article 748976
2.谷若曦，杨珂等。不同粘附剂对大鼠肝实质细胞体外培养的影响 。《现代生物医学进展》2021,(15):2808-2811
3. OM Shirokova，RA Sokolov，,et al.,Effects of Carbamylated Darbepoetin on Mitochondrial Contacts in Primary Neuronal Cultures. Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology,20250300
 | Dylan Z Dylan Z是EnkiLife的蛋白抗体研发专家，精通蛋白表达系统和抗体制备技术，在技术上精益求精，致力于为用户开发稳定好用的产品。 |