烟碱型受体α7亚型在小鼠皮肤损伤愈合过程中调控作用研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zybmc
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目的:  乙酰胆碱(ACh)可由皮肤内的角质形成细胞、内皮细胞和各种免疫细胞分泌,有调控细胞增殖、分化、凋亡、黏附和迁移的功能,在创口愈合中起重要作用。现有研究认为,乙酰胆碱N型受体(nAChR)被激活后,对创口愈合的作用存在矛盾,有些研究认为有促进作用,而有些研究则认为起抑制作用。主要有两种理论对这种矛盾现象进行解释:一种认为激动剂的长期给药抑制创口愈合,短期促进愈合,另一种认为低剂量给药促进愈合,高剂量则抑制愈合。  Jacobi、Morimoto和Liem发现,nAChR被烟碱激活后,通过促进血管形成作用促进小鼠皮肤缺损性创口的愈合。因Jacobi使用的烟碱剂量比Morimoto和Liem的剂量小1000倍,而促进血管形成作用明确的碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的用量差异却不大,提示除了促进血管形成作用以外,nAChR还能通过其他机制影响创口愈合。三人使用的动物模型都有炎性反应程度较重的特点,不能排除nAChR通过抗炎作用促进创口愈合的可能性。  研究表明,对炎性反应程度重的创口进行抗炎可促进创口愈合,而对炎性反应程度轻的创口抗炎则可能起相反作用。与未覆盖创口相比,透明伤口敷料覆盖创口的炎性反应程度较低。如果同一种nAChR激动剂对这两类创口产生了不同影响,则提示抗炎作用与nAChR对创口愈合的矛盾影响有关。  nAChR的抗炎作用和促进血管形成作用主要由α7nAChR介导,故使用α7nAChR的特异性激动剂对两类创口愈合的影响进行比较性研究,应有助于阐明nAChR对创口愈合矛盾影响的机制。α7nAChR还有促进角质形成细胞定向迁移,控制表皮稳态,促进角质形成细胞终末分化,促进多种癌细胞发生上皮间充质转化(EMT)的作用,也可能通过这些机制影响创口愈合。  另外,损伤时间推断是法医学研究的一个重要课题,而创口类型、吸烟、缝合、包扎及抗炎治疗等因素均可能影响推断的准确性。使用α7nAChR的特异性激动剂对未覆盖与覆盖创口愈合的影响进行比较性研究,有助于找到比较稳健的指标,并探讨损伤时间推断中需注意的事项。  方法:  选用8周龄清洁级BALB/c小鼠,雄性,体重18-26g。使用直径为4mm的角膜环钻,以小鼠背部脊柱最高点两侧1cm处为中心,切除两侧全层皮肤。用透明伤口敷料(TegadermTM,1624W型,3M公司)1/4张贴敷在手术区域皮肤,建立炎性反应程度轻的覆盖创口模型。先粘贴透明伤口敷料,再将皮肤切除,建立常规炎性反应程度的未覆盖创口模型。  选择α7nAChR特异性激动剂PNU-282987为干预因素。预实验中,每组每个时段5只小鼠(剔除感染、死亡小鼠后)。麻醉前10min,实验组腹腔注射0.1mg/ml PNU-282987(Ea组)、0.01mg/ml PNU-282987(Eb组)和0.001mg/ml PNU-282987(Ec组)生理盐水溶液10ml/kg,对照组(C组)腹腔注射10ml/kg生理盐水。每24h给药一次,处死当天不给药。每组于造模后1d、3d、5d、7d腹腔注射过量戊巴比妥钠处死,体视显微照相观察创口形态。经过统计分析发现,1mg/kg PNU-282987在伤后7天时明显抑制创口再上皮化,故选用此剂量为正式实验剂量。  对α7nAChR激活后对炎性反应程度不同创口愈合影响进行比较性研究时,按照处理因素不同随机分为4组:未覆盖实验组(E1组)、未覆盖对照组(C1组)、覆盖实验组(E2组)和覆盖对照组(C2组),每组每个时段5只小鼠(剔除感染、死亡小鼠后)。将E1组和E2组合称为实验组,将C1组和C2组合称为对照组,将C1组和E1组合称为未覆盖组,将C2组和E2组合称为覆盖组。麻醉前10min,实验组腹腔注射0.1mg/mlPNU-282987生理盐水溶液10ml/kg,对照组腹腔注射生理盐水10ml/kg。每24h给药一次,处死当天不给药。每组于造模后1d、3d、5d、7d、10d腹腔注射过量戊巴比妥钠处死。在剔除感染、死亡的小鼠后,每组每个时段5只小鼠。创口周围取1.5cm×1.5cm皮肤为检材,左侧进行形态学检测,右侧用于蛋白含量测定。使用HE染色和免疫组化染色方法进行形态学检测,使用酶联免疫吸附测定法(ELISA)进行蛋白含量测定。  培养HaCaT细胞,在培养基内加入生理盐水或等量不同浓度的PNU-282987生理盐水溶液,使培养基内PNU-282987浓度分别达到10μg/ml、1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml和0.001μg/ml。观察细胞形态变化,测量E钙黏蛋白含量、划痕愈合速度和细胞增殖率。  使用GraphPad Prism软件进行统计分析,所有直方图中数据用均数±标准差表示,所有折线图中数据用均数±标准误表示。未覆盖组和覆盖组、实验组和对照组间比较采用双因素方差分析,覆盖实验组和覆盖对照组、未覆盖实验组和未覆盖对照组间比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。  结果:  α7nAChR激活后,可影响某些时段某类创口炎细胞的浸润和炎性细胞因子的表达,未覆盖和覆盖创口的这两项指标也存在差异。伤后1天时,覆盖实验组巨噬细胞数高于覆盖对照组,未覆盖组中性粒细胞数、巨噬细胞数和IL-6含量高于覆盖组。伤后3天时,实验组、未覆盖实验组和覆盖实验组中性粒细胞数分别低于对照组、未覆盖对照组和覆盖对照组,实验组和覆盖实验组IL-6含量分别低于对照组和覆盖对照组,未覆盖实验组HMGB1含量低于未覆盖对照组,未覆盖组中性粒细胞和巨噬细胞数高于覆盖组。伤后5天时,未覆盖实验组和未覆盖组中性粒细胞数分别少于未覆盖对照组和覆盖组,未覆盖组巨噬细胞数、TNFα和HMGB1含量多于覆盖组。伤后7天时,未覆盖组巨噬细胞数和HMGB1含量高于覆盖组。伤后10天时,实验组和未覆盖实验组IL-6、IL-1β和TNFα含量分别低于对照组和未覆盖对照组,未覆盖组巨噬细胞数、HMGB1含量、IL-1β含量和TNFα含量高于覆盖组。α7nAChR激活后,促进未覆盖和覆盖创口伤后早期再上皮化,促进未覆盖创口伤后晚期再上皮化,抑制覆盖创口伤后晚期角质形成细胞增殖,促进新生表皮翘起和脱落,抑制再上皮化;抑制未覆盖创口伤后晚期EGF表达,促进晚期再上皮化。覆盖创口的创缘表皮坏死长度较短,再上皮化减慢,伤后晚期角质形成细胞增减弱,EGF和KGF含量降低。伤后1天时,未覆盖组创缘真皮层内大量中性粒细胞浸润,创缘坏死表皮长度大于覆盖组。伤后3天时,实验组和未覆盖组再上皮化比例分别高于对照组和覆盖组。伤后5天时,未覆盖组再上皮化比例高于覆盖组。伤后7天时,覆盖实验组和覆盖组再上皮化比例和新生表皮内增殖细胞数分别低于覆盖对照组和未覆盖组,未覆盖实验组再上皮化比例高于未覆盖对照组。伤后10天时,覆盖实验组新生表皮发生翘起或脱落,再上皮化比例低于覆盖对照组,未覆盖实验组EGF含量低于未覆盖对照组,未覆盖组再上皮化比例、EGF含量和KGF含量高于覆盖组。α7nAChR激活后,促进未覆盖创口肉芽组织和血管形成,抑制覆盖创口伤后早期血管形成;对某些时段某类创口bFGF和VEGF表达有影响。伤后1天时,未覆盖组bFGF含量高于覆盖组。伤后3天时,新生血管主要出现于皮肌层断端周围和创缘真皮层内,覆盖实验组和覆盖组新生血管数分别少于覆盖对照组和覆盖组。伤后5天时,新生血管开始在肉芽组织内出现,未覆盖实验组新生血管数高于未覆盖对照组,未覆盖实验组VEGF含量低于未覆盖对照组,未覆盖组新生血管数、肉芽组织面积和VEGF含量高于覆盖组。伤后7天时,实验组和覆盖实验组VEGF含量分别低于对照组和覆盖对照组,未覆盖实验组和未覆盖组新生血管数和肉芽组织面积分别高于未覆盖对照组和覆盖组。伤后10天时,实验组和未覆盖实验组VEGF含量分别低于对照组和未覆盖对照组,未覆盖实验组新生血管数高于未覆盖对照组,未覆盖组新生血管数和VEGF含量高于覆盖组。α7nAChR激活后,对HaCaT细胞划痕愈合、细胞增殖和E钙黏蛋白表达无明显影响。  结论:  1.α7nAChR激活后,对未覆盖和覆盖创口愈合的影响不同。对未覆盖创口有促进再上皮化,促进肉芽组织和血管形成的作用;对覆盖创口有促进早期再上皮化,抑制早期血管形成,抑制晚期再上皮化作用。  2.α7nAChR激活后,其促进血管形成作用是条件性的,需要一定程度的炎性反应为基础,而促进血管形成作用可能并非促进再上皮化的重要机制。  3.α7nAChR激活后,促进未覆盖和覆盖创口早期再上皮化,促进未覆盖创口晚期再上皮化,与抗炎作用和促进角质形成细胞迁移作用有关。抑制覆盖创口晚期再上皮化,与促进角质形成细胞终末分化、凋亡作用有关。促进未覆盖创口肉芽组织形成,与抗炎和促进血管形成作用有关。  4.α7nAChR激活后,对炎性反应程度不同创口愈合的矛盾影响与抗炎、促进角质形成细胞定向迁移和终末分化之间的相互拮抗有关。  5.使用中性粒细胞浸润、巨噬细胞浸润、再上皮化比例和新生血管数这些指标进行损伤时间推断时,需注意创口类型、吸烟、缝合、包扎和抗炎治疗等因素的影响。
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