基底膜調控表皮細胞行為在皮膚創(chuàng)傷修復中的作用研究.pdf

1、目的：
　　表皮細胞生理行為對于皮膚創(chuàng)傷后再上皮化和組織結構的重塑具有重要作用。然而，其作用的調控機制及其影響因素未完全闡明。因此，闡明表皮細胞增殖、分化和有絲分裂調控的影響因素及其相關分子機制，有利于引導皮膚創(chuàng)傷后創(chuàng)面組織的有序修復，或為形成結構和功能兼?zhèn)涞钠つw組織替代物提供理論基礎，從而最終實現無延遲、無瘢痕的完美修復。
　　材料和方法：
　　1.收集臨床手術中的正常皮膚組織(Normal)7例、創(chuàng)面組織(Woun

2、d edge)8例和瘢痕組織(Scar)7例，通過HE、Masson和六胺銀染色比較其組織形態(tài)學差異。采用免疫熒光染色檢測基底膜成份Ⅳ型膠原(CollagenⅣ)、層粘連蛋白(Laminin)和Laminin-5及其受體整合素(Integrin-β4)的表達分布差異，同時檢測CK10、CK14、CK5、CK19和Integrin-β1的表達以明確三種組織內表皮細胞分化譜系的差異。
　　2.使用Ca2+刺激原代人表皮角質形成細胞(H

3、uman epidermal keratinocyte，HEK)和人永生化表皮細胞(Human immortalized keratinocyte，HaCaT)構建表皮細胞分化的體外模型。體外采用MaxGelTM ECM模擬表皮基底膜，通過免疫熒光和Westernblot檢測Integrin-β4表達情況，并通過Real-time qPCR和Western blot檢測CK10、CK14和CK19的表達水平，明確其對HEK和HaCaT細

4、胞增殖和分化行為的影響。
　　3.采用激光共聚焦斷層掃描結合三維組織結構重建技術，比較Normal、Woundeedge和Scar組織中細胞極性蛋白分子PAR3的表達分布情況，并通過Pericentrin和Survivin分別標記中心粒(Centrosome)和中心顆粒體(Spindle midbody)，從兩種途徑來分析三種組織內表皮細胞的有絲分裂方向差異。
　　4.采用免疫熒光染色檢測PAR3和Integrin-β4在N

5、ormal、Wounde edge和Scar組織表達分布關系，同時檢測三種組織內真皮成纖維細胞(Human dermalfibroblast，HDF)標記分子α-SMA的表達分布情況。體外使用MaxGelTM ECM模擬表皮基底膜，同時聯(lián)合HDF細胞培養(yǎng)上清液，借助激光共聚焦斷層掃描結合三維組織結構重建技術分析二者對HEK和HaCaT細胞內PAR3和Integrin-β4空間表達分布的影響，并通過Real-time qPCR和Weste

6、rn blot檢測二者對HEK和HaCaT細胞內PAR3、Integrin-β4表達水平的影響，從而探索表皮細胞有絲分裂方向調控的分子機制。此外，采用Micro-contact printing結合Time-lapse相差顯微鏡實時觀察分析細胞外基質(extracellular matrix，ECM)和HDF細胞對HEK細胞有絲分裂方向的調控作用。
　　結果:
　　1.創(chuàng)傷修復中的Normal、Wound edge和Scar

7、組織形態(tài)結構及表皮細胞分化譜系均存在明顯差異。相對于Normal組織，Wound edge組織表皮細胞呈明顯增殖狀態(tài)，而Scar組織基底膜結構異常，且表皮細胞呈高分化狀態(tài)。這提示，基底膜可能影響表皮細胞的分化譜系，進而干預創(chuàng)傷修復的結局。
　　2.體外使用MaxGelTM ECM模擬表皮基底膜可以增強HEK和HaCaT細胞內Integrin-β4的表達水平，抑制Ca2+刺激引起的HEK和HaCaT細胞分化。這表明，基底膜能夠通過與

8、表皮細胞的黏附活動，調控其增殖和分化行為。
　　3.表皮細胞極性蛋白分子PAR3在Normal、Wound edge和Scar組織表達分布不同，且表皮細胞的有絲分裂方向存在明顯差異，表現為其在Normal和Woundedge組織呈有序分裂，而在Scar組織成無序的紊亂分裂。這提示，創(chuàng)傷修復過程中，表皮細胞有絲分裂方向與修復結局密切相關，其可能受基底膜黏附作用的影響。
　　4.PAR3和Integrin-β4在Normal、W

9、ounde edge和Scar組織均呈共定位表達分布。其中，Scar組織基底膜處PAR3和Integrin-β4表達分布異常，同時其基底膜側α-SMA表達陽性的HDF細胞數量減少，提示創(chuàng)傷修復早期區(qū)域性的HDF細胞缺失可能與基底膜修復異常有關。體外使用MaxGelTM ECM模擬表皮基底膜，同時聯(lián)合HDF細胞培養(yǎng)上清液，均可以影響PAR3和Integrin-β4在HEK和HaCaT細胞空間表達分布和表達水平，其作用機制可能有涉及到ERK

10、通路。此外，體外HDF細胞培養(yǎng)上清液可以影響ECM與HEK細胞黏附作用，調控HEK有絲分裂的方向。這表明，基底膜可以通過與表皮細胞的黏附活動，調控其有絲分裂的方向，這在皮膚創(chuàng)傷修復具有重要作用。
　　結論:
　　皮膚創(chuàng)傷修復過程中，基底膜可以通過其與表皮細胞的黏附作用，影響表皮細胞生活的外界微環(huán)境，調控表皮細胞的增殖、分化及有絲分裂方向等細胞行為，從而干預創(chuàng)傷后再上皮化和上皮組織結構重塑。而創(chuàng)傷修復早期，HDF細胞的缺失可能