在之前的文章中（点击阅读：整合素与胶原生物学活性）我们描述了胶原蛋白的螺旋域与细细胞的整合素结合决定了胶原蛋白的生物活性，除了整合素（integrin）外，胶原蛋白也可以和盘状结构域受体（DDRs）结合。
整合素能将细胞外基质（ECM）信号与细胞内活动联系起来，并与肌动蛋白细胞骨架活动相关联。胶原特异性整合素由两个亚基组成：α和β。α亚基识别ECM中的配体，而β亚基通常启动细胞活动。
整合素调节细胞的过程多样，包括增殖、迁移和与生长因子的相互作用，对细胞存活至关重要。该调节作用可以通过配体与受体之间的亲和力、整合素聚集和整合素受体的细胞内移动来实现。
RGD序列是整合素配体之一，存在于纤连蛋白和纤维蛋白原等蛋白质中。除了使用RGD作为主要细胞反应介质的分子外，ECM中的许多蛋白质含有RGD序列，这些序列仅在经过处理或降解后才可以结合。整合素的另一结合位点为GFOGER这六个氨基酸，具有极高的结合亲和力。
如下图所示，I 型胶原蛋白中配体的氨基酸序列对亲和力有显著的影响（通过HT1080细胞的扩散变化来显示，使用phalloidin染色）。与GFOGER的结合最常通过α1β1和α2β1整合素，而α5、αV和α8亚基可识别RGD序列。
除了三螺旋结构，以环状构象RGD对比线性RGD的表面触发不同的整合素表达。因此在设计胶原蛋白生物材料时，需要将配体的构象纳入考虑。
胶原交联剂对生物活性的影响
研究表明，干扰整合素与胶原蛋白结合的交联剂（例如 EDC）会导致细胞附着、增殖和迁移的显著减少。一般来说，随着交联强度的增加，细胞反应也会变得不那么有利，即使交联剂本身没有细胞毒性作用。如上图，当交联度超过 100% 时，HT1080 细胞的迁移明显下降了。
可以通过检测α1β1和α2β1的配体水平来验证我们的猜测是否正确。如上图，经过 EDC 交联后，两个整合素的配体（ligand）水平有明显的下降，而经过 DHT 方式交联后的配体反而相较交联之前有了提升。这表明 EDC 和 DHT 对胶原蛋白的交联位点是完全不同的，也导致了截然不同的生物活性。
在不同方式交联后，各种胶原蛋白网络可能具有显著不同的细胞粘附配体数量，这一指标会影响它们在体内的活性。可以考虑将交联胶原蛋白的整合素配体水平纳入材料性能的评估标准。
改良工艺的前景与总结
如我们之前一篇文章介绍，也可以通过物理交联（点击阅读：光交联胶原蛋白凝胶）获得胶原蛋白支架，这样的交联方法或可同时兼顾细胞兼容性和支架强度。使用紫外线交联的研究表明，即使在最高光交联强度下，配体和细胞附着功能也得到保留。
此外，生物自交联、肽交联等交联策略也具有一定可行性。上述方法的反应方式都不会消除细胞增殖所必需的关键配体，同时能创建机械特征稳定的支架。
另一有前景的策略是将配体序列重新引入交联的胶原蛋白结构中。通过定制肽附着的位点，进行局部化添加。这种定制结构的方法，可以克服许多交联过程中对生物活性产生的负面影响。有研究证明，含有整合素结合序列的肽可以上调细胞结合和粘附，尤其是胶原结构具有天然构象（如环状RGD）者。有研究通过将整合素配体GFOGER重新引入EDC交联的支架中，结果发现多种类型细胞的附着和扩散均获得显著改善。
如上图b为未再进行交联的对照组，c为重新引入GFOGER配体进行交联（500%）的结果，可见细胞粘附作用得到恢复（荧光为细胞核）。
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