IL-1β诱导EndoMT参与大鼠放射性皮炎发病的机制探讨

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放射性皮炎是放疗常见副反应,目前常用的治疗药物和手段可缓解部分急性症状,而慢性和晚期难治性放射性皮炎治疗效果欠佳。纤维化是慢性放射性皮炎的主要病理特点,肌成纤维细胞大量增生导致组织纤维化形成。血管内皮细胞受到损伤刺激后可向间质肌成纤维细胞转化,即内皮间质转化(Endothelial mesenchymal transition,Endo MT),是肌成纤维细胞的主要来源之一。本研究通过采用90Gy单次放疗构建放射性皮炎大鼠模型,在动物水平明确内皮间质转化Endo MT参与放射性皮炎发病,在细胞水平验证IL-1β诱导血管内皮细胞Endo MT发生,并探讨其分子机制,为放射性皮炎的防治研究提供新的思路。目的明确Endo MT是否参与放射性皮炎的发病以及IL-1β是否可以诱导Endo MT表型。方法1.动物实验:(1)采用IR192后装治疗机对36只SD大鼠左侧大腿股直肌内侧皮肤进行90Gy近距离照射,随机分为对照组(未接受放疗,n=12)和实验组A(90Gy放疗后4周,即90Gy-4w组,n=12)和实验组B(90Gy放疗后12周,即90Gy-12w组,n=12)。(2)各组大鼠照射后每周观察照射处皮肤损伤情况、拍照、并进行皮肤损伤反应评分。(3)各组分别于照射后4w和12w处死大鼠,取左侧大腿照射处皮肤组织,进行HE染色,观察皮肤组织病理学变化;免疫荧光染色检测巨噬细胞标志物CD86和CD206的表达情况;ELISA检测分析皮肤组织中IL-1β蛋白的表达水平;免疫荧光染色检测CD31+/α-SMA+双阳性血管比例;i TRAQ定量蛋白质组学分析对照组和实验组皮肤的差异蛋白;免疫组织化学染色检测S100A8、S100A9表达水平。2.细胞实验:采用100ng/ml重组大鼠IL-1β因子体外诱导血管内皮细胞Endo MT模型,蛋白免疫印迹检测Endo MT标志物CD31、α-SMA,以及S100A8、S100A9、MAPK12、MMP9等IL-1β下游通路分子的表达水平。结果1.90Gy-4w和90Gy-12w组大鼠于90Gy放射线单次照射后4天逐步出现红斑、水肿、渗出、脱屑、表皮剥脱、溃疡、脱毛等急性放射性皮炎反应,放疗后12周皮肤创面消失,疤痕愈合。放疗后2周至7周,皮肤损伤反应评分明显高于对照组(P<0.05)。2.90Gy-4w组皮肤组织中CD206+或CD86+的细胞数量明显多于对照组,90Gy-12w组皮肤组织中CD206+或CD86+的细胞数量明显多于对照组,但明显少于90Gy-4w组。3.90Gy-4w组和90Gy-12w组皮肤组织中的炎性因子IL-1β表达均明显高于对照组(P<0.05)。4.90Gy-4w组CD31+/α-SMA+双阳性血管比例,和对照组相比明显增高(P<0.05)。90Gy-12w组CD31+/α-SMA+双阳性血管和对照组相比明显增高(P<0.01)。5.定量蛋白质组学分析结果共鉴定到5593个蛋白质,其中4457个蛋白包含定量信息,存在显著差异的蛋白质有404个,其中上调蛋白质数量为209个,下调蛋白质数量为195个。这些差异性蛋白主要参与细胞进程、生物调控和代谢调控,涉及结合和催化活性等分子功能。其中S100A8、S100A9蛋白表达改变最为显著。6.90Gy-4w组和90Gy-12w组皮肤组织中的S100A8和S100A9平均光密度值明显高于对照组(P<0.01)。7.采用IL-1β诱导血管内皮细胞后,细胞形态明显发生间质性改变,呈现梭形,增殖速度增快。Western Blot结果显示CD31蛋白表达明显低于对照组(P<0.01),α-SMA蛋白表达明显高于对照组(P<0.01),S100A8、S100A9、MAPK12蛋白表达分别明显高于对照组(P<0.05或P<0.01),MMP9蛋白表达和对照组相比具有增高趋势,但无统计学意义(P>0.05)。结论1.Endo MT参与大鼠放射性皮炎发病。2.IL-1β诱导Endo MT机制可能与调控其下游分子S100A8、S100A9、MAPK12、MMP9的表达相关。
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