论文部分内容阅读
[目的]难愈性创面是糖尿病重要的并发症,目前尚无有效的治疗策略和方法。尽管骨髓间充质干细胞(MSCs)能够分化为不同类型的组织细胞而促进糖尿病皮肤创面的修复,但静脉注射等移植方式产生的低迁移率和存活率使其应用受到限制。皮肤脱细胞真皮基质(ADM)主要由胶原纤维束组成,并且含有糖蛋白、蛋白多糖和整合素等多种成分,为MSCs细胞增殖、迁移提供了良好的微环境。本研究基于MSCs与ADM支架的生物相容性,探索以MSCs为种子细胞、ADM为支架构建的组织工程皮肤对糖尿病小鼠皮肤全皮层损伤创面愈合的作用,并利用多光子显微成像技术来分析组织工程皮肤修复糖尿病创面的过程,以期为糖尿病难愈性创面愈合过程的监测提供新的方法学基础。 [方法]利用脱表皮、脱细胞的方法将小鼠背部皮肤制成ADM支架,将绿色荧光蛋白(GFP)标记的MSCs与ADM共培养构建成组织工程皮肤。采用高脂高糖饲料喂养结合小剂量腹腔注射链脲佐菌素(STZ,60mg/kg),复制糖尿病小鼠模型。对糖尿病小鼠背部皮肤全皮层切除,制造出直径7mm糖尿病全皮层损伤创面模型。将成模小鼠分为模型对照组、ADM治疗组、MSCs-ADM治疗组,分别采用ADM支架和MSCs-ADM组织工程皮肤对糖尿病创面进行修复。利用二次谐波及双光子荧光显微成像技术监测第1、3、5、7天MSCs-ADM修复创面处的胶原及MSCs-ADM组织工程皮肤的变化情况,并且分别对治疗后第7、14、21天伤口处皮肤组织进行组织形态观察和免疫荧光分析。 [结果] MSCs-ADM组织工程皮肤显著提高了糖尿病创面的创面愈合率,模型对照组、ADM治疗组和MSCs-ADM治疗组治疗35天后的创面愈合率分别为84.3%±0.6%、93.3%±0.6%、97%±0%(P<0.05)。MSCs-ADM组织工程皮肤能够显著促进糖尿病创面组织血管再生和表皮再上皮化,模型对照组、ADM治疗组和MSCs-ADM治疗组治疗21天后血管密度分别是48.1±4.9mm2、72±4.2mm2、114.2±9.2mm2(P<0.05),治疗21天再上皮化表皮厚度分别是18.6±2μm、30.4±2μm、50.7±1.5μm(P<0.05)。多光子显微成像结果显示,在糖尿病创面修复的前7天,伤口组织处MSCs-ADM组织工程皮肤中的胶原纤维快速降解,并不断合成新的胶原纤维,以满足伤口修复过程中皮肤真皮组织对胶原的需求。 [结论] MSCs-ADM组织工程皮肤通过为皮肤伤口组织提供胶原原材料,并通过促进伤口组织血管再生和表皮再上皮化,有效促进糖尿病小鼠难愈创面的愈合。本研究首次证明了作为一种非侵入性的3D成像技术,多光子显微成像技术可以用来监测糖尿病小鼠创面修复过程中胶原和MSCs的动态变化。