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目的:通过观察真皮多能干细胞(dermal multipotent stem cells,DMSCs)移植前后光老化皮肤中胶原纤维、弹力纤维、基质金素蛋白酶-1(matrix metalloproteinase-1,MMP-1)、端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)的变化,探讨DMSCs治疗紫外线所致光老化皮肤的可能作用机制,从而为临床应用提供理论依据。
方法:将49只SD大鼠随机分为对照组8只和模型0 d组41只,对照组不施加任何处理因素,仅同步喂养,模型0 d组大鼠采用15W长波紫外线(Ultraviolet A,UVA)、中波紫外线(Ultraviolet B,UVB)联合光照造模(每天2 h,100天);对对照组和模型100 d组进行取皮,采用VG染色和弹力纤维染色观察皮肤中的胶原纤维和弹力纤维变化,当真皮浅层出现胶原纤维明显减少和弹力纤维排列紊乱、增多、增粗时,光老化皮肤模型建立成功。随后将光老化皮肤模型100d分为模型组、阴性组、空白组各8只及阳性组17只,其中模型组为模型建立成功过后立即处死,阳性组为移植DMSCs(1×106/ml的细胞悬液),阴性组为移植同等剂量的生理盐水替代DMSCs,空白组是让其自然恢复。体外分离培养SD乳鼠DMSCs,用流式细胞仪检测细胞表面特异标记CD29,CD45,CD90,以评价DMSCs的生物学特性,流式细胞鉴定后用DAPI标记,取阳性组大鼠9只,光老化皮肤区多点真皮层内移植细胞悬液,分别在移植后1d、4d、7d处死大鼠各3只,在荧光显微镜下观察DAPI标记的DMSCs在光老化皮肤区域组织存活、迁徙和定居。然后对剩余阳性组大鼠光老化皮肤区进行细胞移植;对阳性组、阴性组及空白组观察4w后,将模型组与阳性组、阴性组及空白组进行取皮,采用VG染色、弹力纤维染色、ABC免疫组化染色检测DMSCs移植前后大鼠光老化皮肤中胶原纤维、弹力纤维、MMP-1、TERT的表达情况。
结果:分离培养的DMSCs CD29、CD90表达呈阳性,而CD45表达呈阴性,具有间充质细胞的生物学特性,不同时间段检测到DAPI标记的DMSCs在光老化皮肤区存活、扩散、迁移。与对照组比较,模型组胶原纤维明显减少,变性胶原纤维明显增加,出现均质化,弹力纤维排列紊乱、增多、增粗,MMP-1表达明显升高,差异显著,有统计学意义(P<0.01),TERT表达明显升高,差异显著,有统计学意义(P<0.01)。观察4w后,与模型组、阴性组、空白组比较,阳性组变性胶原纤维明显减少,少量新生胶原纤维,变性弹力纤维明显减少,MMP-1表达明显降低,差异显著,有统计学意义(P<0.01),TERT表达明显降低,差异显著,有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,阴性组和空白组胶原纤维、弹力纤维无明显改变,MMP-1表达稍降低,差异不明显,无统计学意义(P>0.05),TERT表达稍降低,差异不明显,无统计学意义(P>0.05);与空白组比较:阴性组胶原纤维、弹力纤维无明显改变,MMP-1表达稍降低,差异不明显,无统计学意义(P>0.05),TERT表达稍降低,差异不明显,无统计学意义(P>0.05)。
结论:DMSCs治疗大鼠光老化皮肤,可促进胶原纤维合成,使变性、聚集成团的弹力纤维逐渐减少,MMP-1、TERT表达降低,可能是DMSCs治疗紫外线所致光老化皮肤的机制之一。