盧尚兵,金 昊,趙鑫鑫,朱 玲,李俊岑,曾 茜,李 龍,康春雨
(1.米蘭柏羽醫(yī)學(xué)美容醫(yī)院美容整形外科 四川 成都 610041;2.成都醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)教研室 四川 成都 610081)
皮膚創(chuàng)傷后修復(fù)過(guò)程復(fù)雜,大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段:①止血和炎癥反應(yīng)階段;②細(xì)胞增殖分化階段;③組織重建或瘢痕形成階段[1]。如何縮短愈合周期,減少感染發(fā)生,是臨床外科醫(yī)生所面臨的難題。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[2]:丹參是皮膚愈合,創(chuàng)傷修復(fù)的良藥,但其中的分子機(jī)制尚待闡明。本文通過(guò)建立大鼠皮膚創(chuàng)傷修復(fù)模型,探討丹參對(duì)傷口愈合的作用以及對(duì)創(chuàng)傷后血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)表達(dá)的影響,為進(jìn)一步闡明其潛在的修復(fù)分子機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為臨床治療皮膚創(chuàng)傷提供新的思維。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:取3月齡SD品系大鼠36只,雌雄不限,體重200~220g,平均(200±20)g,由四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所提供,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(川)2013-15。
1.2 藥品和試劑:丹參注射液(國(guó)藥準(zhǔn)字Z51021303,5支/盒,四川升和藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn))置冰箱4℃保存;免疫組化所用一抗:VEGF Antibody(貨號(hào)BA0407),效價(jià)1:200,抗體來(lái)源為兔,購(gòu)自Boster Biological Technology;二抗:購(gòu)自中杉金橋的SP-9001兔SP檢測(cè)試劑盒,批號(hào):17173A02;B液:生物素化山羊抗兔二抗工作液;C液:辣根酶標(biāo)記鏈霉卵白素工作液。
1.3 實(shí)驗(yàn)儀器:智能程控生物組織自動(dòng)脫水機(jī):TC-120(泰維科技生產(chǎn));生物組織自動(dòng)包埋機(jī):TB-718(泰維科技生產(chǎn));輪轉(zhuǎn)切片機(jī):RM2235(Leica BiosystemsNusslochGmbh生產(chǎn));電腦生物組織攤烤片機(jī):KD-T(浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn));電熱恒溫培養(yǎng)箱(型號(hào):HROP-80AB,青島海爾特種電冰柜有限公司生產(chǎn));生物顯微鏡(型號(hào):BA210,麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn))。均由成都醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)教研室提供。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 創(chuàng)傷模型制備:36只3月齡SD大鼠,隨機(jī)分為丹參組和對(duì)照組。將所有SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,實(shí)驗(yàn)前1d脫毛,稱重;用3.6%水合氯醛腹腔注射麻醉(劑量:1ml/kg) ,固定大鼠于手術(shù)臺(tái)上,常規(guī)消毒;在距脊柱0.5cm處,用刀將1.5cm×1.5cm范圍內(nèi)的皮膚切除,但不傷及脊柱旁肌肉上的脂肪及筋膜,簡(jiǎn)單包扎后待后續(xù)處理。
1.4.2 創(chuàng)傷修復(fù):造模成功后,大鼠單籠飼養(yǎng)。術(shù)后1h開(kāi)始用藥,丹參組用丹參注射液噴灑創(chuàng)面(劑量:1ml/只),對(duì)照組用相同劑量的生理鹽水噴灑創(chuàng)面。各組每日09:00、18:00各噴1次,持續(xù)1周,給予標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng),供給清潔水,動(dòng)物飼養(yǎng)室溫維持在25℃~30℃,鼠籠每隔2d重?fù)Q墊料。
1.4.3 組織取材:按術(shù)后1d、3d、7d時(shí)間點(diǎn)取材,取材前行3.6%水合氯醛腹腔注射麻醉,切取距離創(chuàng)緣8mm以內(nèi)的皮膚全層組織,置于4%多聚甲醛溶液中固定。
1.4.4 HE染色和免疫組織化學(xué)染色(immunohistochemistry staining, IHC):標(biāo)本用4%多聚甲醛固定后制作5μm厚的石蠟切片。每例標(biāo)本間隔取石蠟切片20張,入60℃烤箱30min,梯度酒精水化,一部分常規(guī)HE染色,另一部分高壓熱抗原修復(fù),非生物素二步法進(jìn)行VEGF免疫組化染色:用3% H2O2預(yù)處理10min,封閉內(nèi)源性過(guò)氧化酶,用0.01mol/L PBS漂洗3次,每次2min。用正常山羊血清在37℃溫箱中封閉非特異性抗原10min。用0.01mol/L PBS漂洗3次,每次2min。用VEGF抗體(效價(jià)1:200)孵育切片,入冰箱(4℃)過(guò)夜,用0.01mol/L PBS漂洗3次,每次2min。用羊抗兔二抗37℃恒溫孵育30min,用PBS洗3次,每次2min;把切片入DAB-H?2O2顯色液,室溫下反應(yīng),待顯色充分,及時(shí)用0.01mol/L PBS漂洗2次,每次2min;蘇木素復(fù)染,梯度灑精逐級(jí)脫水,二甲苯透明,樹(shù)膠封片。
1.4.5 陰性對(duì)照實(shí)驗(yàn):用PBS代VEGF抗體,其余步驟不變。
1.4.6 觀察指標(biāo)
1.4.6.1 未愈面積的測(cè)量:造模成功后,采用OLYMPUS數(shù)碼照像機(jī)采集每只動(dòng)物造模后1d、3d、7d的未愈面積圖像,然后利用Image-Pro Plus6.0圖像處理軟件( Mdia Cybernetics公司,美國(guó))測(cè)量面積, 并記錄。
1.4.6.2 平均光密度值(MD)測(cè)定:將各組免疫組化切片置于光學(xué)顯微鏡下,采用OLYMPUS數(shù)碼照像機(jī)采集圖像進(jìn)行觀察分析。在400倍下從每張切片中各隨機(jī)選擇5個(gè)視野進(jìn)行拍照。然后用Image-Pro Plus6.0圖像處理軟件對(duì)染色陽(yáng)性的細(xì)胞進(jìn)行光密度分析,測(cè)量陽(yáng)性細(xì)胞的平均光密度值。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:各組未愈合面積和平均光密度值數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,用SPSS20.0軟件包,組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),組內(nèi)比較采用方差分析LSD 法。
2.1 兩組創(chuàng)傷未愈面積測(cè)量結(jié)果:損傷后1d、3d、7d對(duì)照組和丹參組大鼠創(chuàng)傷皮膚未愈合面積均逐漸縮小,3d、7d丹參組未愈合面積均小于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)圖1,表1。
圖1 兩組創(chuàng)傷皮膚未愈合創(chuàng)面
表1 兩組創(chuàng)傷后不同時(shí)間段未愈合面積測(cè)量結(jié)果
表1 兩組創(chuàng)傷后不同時(shí)間段未愈合面積測(cè)量結(jié)果
注:*表示與對(duì)照組比較,P<0.05
組別 例數(shù) 未愈合面積(mm2)1d 3d 7d丹參組 18 131.85±11.451 82.38±3.392* 4.02±0.217*對(duì)照組 18 138.61±3.637 132.85±1.321 14.21±1.617
2.2 HE染色結(jié)果:損傷后1d,丹參組和對(duì)照組鏡下均可見(jiàn)真皮層毛細(xì)血管擴(kuò)張充血,大量紅細(xì)胞散布于組織間隙,小血管內(nèi)紅細(xì)胞淤積形成血栓,損傷周?chē)?jiàn)少量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),表皮層可見(jiàn)少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。見(jiàn)圖2A、D。
損傷后3d,大量肉芽組織形成并向創(chuàng)口生長(zhǎng)。各組真皮層和表皮層均可見(jiàn)明顯擴(kuò)張的毛細(xì)血管,損傷區(qū)周?chē)梢?jiàn)毛細(xì)血管生成,大量中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),除炎癥細(xì)胞外,尚可見(jiàn)大量成纖維細(xì)胞。丹參組小血管內(nèi)紅細(xì)胞淤積情況較對(duì)照組輕,新生毛細(xì)血管數(shù)量較對(duì)照組多。見(jiàn)圖2B、E。
損傷后7d,各組創(chuàng)口已基本為肉芽組織填平,創(chuàng)口基本愈合。成纖維細(xì)胞大量增殖,分泌膠原蛋白。肉芽組織纖維化,向瘢痕組織轉(zhuǎn)變。損傷區(qū)周?chē)仔约?xì)胞少見(jiàn)。見(jiàn)圖2C、F。
圖2 兩組創(chuàng)傷皮膚組織HE染色結(jié)果
2.3 免疫組化染色結(jié)果
2.3.1 損傷邊緣皮膚內(nèi)VEGF免疫陽(yáng)性反應(yīng)物的分布概況:在本實(shí)驗(yàn)中觀察到VEGF在動(dòng)物皮膚表皮細(xì)胞、皮脂腺上皮細(xì)胞、毛囊、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞中有表達(dá),但以成纖維細(xì)胞的表達(dá)為主,陽(yáng)性反應(yīng)物主要定位在胞核、胞漿和基質(zhì)中。
2.3.2 皮膚創(chuàng)傷后VEGF的變化情況:損傷后1d,各組皮膚表皮細(xì)胞、皮脂腺上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞的胞漿內(nèi)可見(jiàn)VEGF免疫反應(yīng)陽(yáng)性物。在浸潤(rùn)的中性粒細(xì)胞中少數(shù)細(xì)胞胞漿中呈VEGF陽(yáng)性染色,在擴(kuò)張的血管內(nèi)皮細(xì)胞中也可見(jiàn)VEGF陽(yáng)性表達(dá)。經(jīng)平均光密度值測(cè)定,丹參組VEGF表達(dá)強(qiáng)度高于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)圖3A、D。
損傷后3d,損傷區(qū)成纖維細(xì)胞大量增殖,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),VEGF在表皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞的胞漿表達(dá)增強(qiáng),表達(dá)強(qiáng)度明顯高于損傷后1d(P<0.05)。丹參組VEGF表達(dá)強(qiáng)度仍高于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)圖3B、E。
損傷后7d,各組皮膚表皮細(xì)胞、皮脂腺上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞的胞漿內(nèi)VEGF免疫反應(yīng)陽(yáng)性物減弱,較損傷后3d比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。丹參組VEGF表達(dá)強(qiáng)度與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)圖3C、F。見(jiàn)表2。
免疫組織化學(xué)方法對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為陰性。
圖3 兩組創(chuàng)傷皮膚組織免疫組織化學(xué)染色結(jié)果(400×)
表2 兩組VEGF免疫反應(yīng)陽(yáng)性物平均光密度值
表2 兩組VEGF免疫反應(yīng)陽(yáng)性物平均光密度值
注:*表示與對(duì)照組比較,P<0.05;#表示組內(nèi)比較,P<0.05
組別 例數(shù) 平均光密度值1d 3d 7d丹參組 18 0.21±0.003* 0.36±0.056*,# 0.19±0.042#對(duì)照組 18 0.17±0.015 0.23±0.011# 0.18±0.009#
3.1 丹參對(duì)大鼠皮膚創(chuàng)傷修復(fù)的促進(jìn)作用:丹參為唇形科多年生草木植物,是中醫(yī)活血化瘀的代表性藥物。大量臨床實(shí)踐證明,丹參可通過(guò)促進(jìn)微循環(huán)、免疫調(diào)節(jié)、抑制過(guò)再生、減輕組織缺血-再灌注損傷、促進(jìn)創(chuàng)傷組織再生、抑制炎癥反應(yīng)及細(xì)胞凋亡等多個(gè)方面促進(jìn)創(chuàng)傷組織修復(fù)[2]。本次研究中大鼠在皮膚創(chuàng)傷后不同時(shí)間點(diǎn),對(duì)照組和丹參組的未愈皮膚面積均逐漸縮小,3d、7d丹參組未愈合面積均小于對(duì)照組(P<0.05),表明丹參對(duì)大鼠皮膚創(chuàng)傷修復(fù)有促進(jìn)作用。組織病理學(xué)結(jié)果顯示:損傷后1d,丹參組和對(duì)照組鏡下均可見(jiàn)真皮層毛細(xì)血管擴(kuò)張充血,血管內(nèi)有血栓形成,損傷周?chē)醒仔约?xì)胞浸潤(rùn),此時(shí)處于止血和炎癥反應(yīng)階段。損傷后3d,大量肉芽組織形成并向創(chuàng)口生長(zhǎng),進(jìn)入細(xì)胞增殖和分化階段,兩組損傷區(qū)域周?chē)梢?jiàn)新生毛細(xì)血管及大量成纖維細(xì)胞,且丹參組小血管內(nèi)紅細(xì)胞淤積程度較對(duì)照組輕,新生毛細(xì)血管數(shù)量較對(duì)照組多,表明丹參不僅可減少修復(fù)損傷過(guò)程中的血栓形成,還能通過(guò)促進(jìn)毛細(xì)血管增生,加速創(chuàng)傷組織修復(fù)。損傷后7d,進(jìn)入組織重建或瘢痕形成階段,創(chuàng)口已基本為肉芽組織填平,成纖維細(xì)胞大量增殖,并分泌膠原蛋白;肉芽組織纖維化,向瘢痕組織轉(zhuǎn)變,此階段丹參組與對(duì)照組組織病理學(xué)改變相似。
目前認(rèn)為丹參對(duì)血管新生的調(diào)節(jié)作用呈雙向性[3],Bian W等[4]研究發(fā)現(xiàn)丹參的活性成分二氫丹參酮Ⅰ可抑制毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移,從而抑制血管生成。因此,其對(duì)腫瘤細(xì)胞有毒性作用。Luo Y等[5]研究發(fā)現(xiàn)隱丹參酮能通過(guò)抑制VEGFR-3 而調(diào)停細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶磷酸化,從而抑制淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的血管形成。然而,在劉暖[6]、張淑娟[7]等關(guān)于心肌梗死的研究中發(fā)現(xiàn)丹參提取物可以促進(jìn)大鼠心肌梗死后心肌組織血管新生,并且在其他心腦血管疾病研究中也有類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[8-9]。因此,丹參在不同的疾病或組織中,對(duì)血管新生具有不同的調(diào)節(jié)作用。本研究結(jié)果顯示:在細(xì)胞增殖和分化階段,丹參可促進(jìn)創(chuàng)傷皮膚真皮層及表皮層的毛細(xì)血管增生,加速損傷修復(fù)。
3.2 丹參上調(diào)VEGF的表達(dá)水平促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù):VEGF是一種對(duì)血管生成有極強(qiáng)誘導(dǎo)作用的多功能誘導(dǎo)因子,能特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,具有促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖、細(xì)胞質(zhì)鈣聚集以及誘導(dǎo)血管生成、使血管通透性增強(qiáng)等作用,是已知促血管生成所有因子中的最強(qiáng)因子[10-12]。研究顯示,其在心腦血管疾病、腎臟疾病、創(chuàng)傷修復(fù)及腫瘤的形成中均有重要作用[13-14]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)免疫組織化學(xué)染色方法對(duì)損傷邊緣皮膚內(nèi)VEGF免疫陽(yáng)性反應(yīng)物的分布進(jìn)行觀察,并對(duì)VEGF陽(yáng)性反應(yīng)物進(jìn)行了光密度檢測(cè),以實(shí)現(xiàn)對(duì)其表達(dá)水平的半定量分析。結(jié)果顯示:VEGF在大鼠皮膚表皮細(xì)胞、皮脂腺上皮細(xì)胞、毛囊、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞中均有表達(dá),但以成纖維細(xì)胞的表達(dá)為主。目前研究表明,正常皮膚表皮中有少量 VEGF存在,具有維持自身穩(wěn)態(tài)的作用[15-16]。Corral 等[17]研究發(fā)現(xiàn)VEGF mRNA 在皮膚損傷后表達(dá)可提高 6~7倍,可持續(xù)至傷后10d,提出VEGF在局部創(chuàng)傷修復(fù)中的作用超過(guò)了堿性成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化因子。因此,VEGF在皮膚損傷修復(fù)中起有益作用。
相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[18],皮膚損傷后,隨炎性細(xì)胞的趨化、滲出,VEGF在表皮及毛囊上皮細(xì)胞的表達(dá)逐漸減弱,而在中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及成纖維細(xì)胞的表達(dá)逐漸增加,巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞產(chǎn)生VEGF,TGF-β等多種細(xì)胞因子參與創(chuàng)傷的愈合過(guò)程。本研究結(jié)果顯示:3d、7d后成纖維細(xì)胞的胞漿內(nèi)可見(jiàn)VEGF免疫反應(yīng)陽(yáng)性物,明顯多于傷后1d;經(jīng)平均光密度值測(cè)定,1d、3d后丹參組VEGF表達(dá)強(qiáng)度高于對(duì)照組,而7d后丹參組VEGF表達(dá)強(qiáng)度與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示丹參可增加創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程中止血和炎癥反應(yīng)階段和細(xì)胞增殖分化階段VEGF的表達(dá)水平。目前,國(guó)內(nèi)外已有大量研究表明丹參可以調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)。高麗等[19]提出丹參酮ⅡA可通過(guò)抑制VEGF的表達(dá)抑制乳腺癌細(xì)胞株MDAMB-231的體外血管生成擬態(tài)的形成和細(xì)胞增殖。周利紅等[20-21]研究也證實(shí),丹參酮ⅡA能夠通過(guò)抑制VEGF的表達(dá)從而明顯抑制小鼠腸癌皮下移植瘤內(nèi)血管新生。而Wang W等[22]研究證明丹參酮ⅡA可抑制 VEGFR-1影響腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞(TECs)的血管形成功能。以上研究均表明丹參的活性物質(zhì)能夠調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)水平,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,筆者認(rèn)為丹參可通過(guò)上調(diào)VEGF的表達(dá)水平促進(jìn)皮膚創(chuàng)傷修復(fù)。此外,也有研究提出隱丹參酮能夠通過(guò)影響TGF-β1、b-FGF、bax、bcl-2、NF-kB等多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增殖、遷移及血管生成[3,23-24]。因此,丹參對(duì)損傷修復(fù)的作用機(jī)制并不是通過(guò)單一因子的調(diào)節(jié),而是一個(gè)復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò),值得進(jìn)一步深入探索。
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