背景长期日光照射,主要是紫外线损伤,导致皮肤衰老或加速衰老出现皮肤光老化,皮肤光老化主要表现为皮肤粗糙、松弛、干燥、不规则色素改变、皱纹,甚至发生良性或恶性肿瘤。多种外源性、内源性因素都会参与皮肤的老化过程。由于机体重要器官生理功能减退、地心引力等引起的内源性结构变化称为自然老化。由于外源性因素如环境污染、日晒、紫外线(ultraviolet, UV)辐射、吸烟、重复的肌肉收缩(斜视、皱眉)、营养状况等引起的皮肤衰老称为外源性老化,由于外源性因素中日光中紫外线辐射是导致皮肤老化的主要因素,所以将外源性皮肤老化称为皮肤光老化。自然老化表现为皮肤松弛,小细纹的出现,皮肤干燥、变薄、失去弹性以及一些皮肤良性病变,如脂溢性角化、樱桃状血管瘤等。自然老化的皮肤水合能力下降；同时维持皮脂膜以及酸度的皮脂腺减少,功能下降,则加重皮肤干燥程度,导致角质层变硬,出现裂口,皮肤浅层的暂时缺水引起面部浅皱纹。另外,自然老化过程中产生活性氧(ROS),刺激皮肤发生炎症反应,激活转录因子,进一步降解细胞外基质蛋白,这一系列酶促反应会启动机体抗氧化防御系统,但机体抗氧化防御系统随年龄增长表达水平逐渐减弱。自然老化组织学变化主要表现为表皮与真皮连接减少,致表皮与真皮营养物质和代谢产物交换减少。皮肤光老化表现为皮肤松弛、弹性下降、肥厚,深在性皱纹、色素增加或减退等。组织学变化表现为表皮不均一增厚或变薄、黑素细胞增生或减少、真皮毛细血管排列紊乱、炎症细胞浸润及细胞外基质成份的变化,最主要特征是形成无定形日光变性弹力组织并且在真皮上层及中层沉积,引起上述变化最主要的原因是长期紫外线照射。紫外线照射,使皮肤组织中TGF-β和TGF-β受体表达下调,成纤维细胞数目减少,并且通过激活AP-1阻断TGF-β/Smad和p38MAPK信号通路,引起MMPs、组织蛋白酶、丝氨酸蛋白酶类、成纤维细胞弹性蛋白酶、自由基、ROS等表达增加,这些物质均可导致胶原纤维和弹性纤维生成减少,细胞外基质降减增加,导致表皮内陷从而引起深在性皱纹。在衰老的皮肤中,由于组织中MMP抑制水平下降而MMPs活性升高,从而更容易引发真皮胶原、细胞外基质成份降解。此外,紫外线照射也可以激活神经内分泌系统,导致免疫抑制和相关内分泌因子的释放而损伤结缔组织。最终,多因素作用下紫外线引起皮肤损伤,表现为皱纹、皮肤松弛、粗糙、弹性下降、不规则色素改变。光老化导致皮肤过早出现损美性症状,甚至可以发生良性或恶性肿瘤,严重影响人们的外貌美观。现代社会,美容患者越来越多,他们希望以最小的损伤来保护或改善皮肤的平滑和弹性。传统的剥脱性激光,如二氧化碳激光或者饵激光对于修复皱纹和光老化皮肤均有效,但上述激光剥脱整个表皮,术后表皮需要完全重建,修复时间较长,同时会有持续红斑、水肿、感染、结痂及色素沉着等副作用。非剥脱性激光的问世,旨在缩短修复时间和减少副作用,如无剥脱、单纯基于热效应的光子嫩肤技术,通过热损伤选择性作用于真皮乳头层及以上,由于不引起表皮损伤以及随之而来的成纤维细胞活化和新胶原的合成,治疗效果一般。剥脱性点阵激光通过局灶性皮表重建(ablative fractional resurfacing)和局灶性光热作用(ablative fractional photothermolysis)仅作用于微热损伤区(MAZs),同时有较大部分非靶向表皮未予处理,使表皮重建、真皮修复,伤口愈合快,副作用少。剥脱性点阵激光器通过发射点阵光束,在300um-400um的真皮层产生一系列微热损伤区,微热损伤区周围发生炎症反应,损伤区内坏死的细胞碎片通过表皮微孔移除皮肤,同时刺激真皮层胶原再生,达到修复目的。目前,点阵激光在修复瘢痕和光老化方面已经取得很好的治疗效果,但国外也有Fife DJ、Avram MM等人报道,点阵激光治疗后某些患者颈部和眼睑发生瘢痕,推测可能由于上述部位皮肤薄并且缺乏皮肤附属器。另外,治疗时选择能量过高,引起术后感染也可能是导致瘢痕的一个重要原因。TGF-β是一种具有多种生物学效应的细胞因子,正常情况下,细胞因子处于一种网络平衡状态,维持组织器官内环境的相对稳定。当紫外线照射和机体组织损伤时,这种平衡将被破坏,TGF-β被许多游出的炎性细胞合成并释放,TGF-β的释放和活化促进成纤维细胞,单核细胞,淋巴细胞等分裂、增殖。TGF-β与TGF-β受体和Smad蛋白共同构成TGF-β/Smad信号通路,通过该通路,TGF-β促进成纤维细胞合成Ⅰ/Ⅲ型胶原蛋白和弹性蛋白,抑制基质金属蛋白酶的活性、增强纤连蛋白表达,降低胶原纤维和细胞外基质的降解。另外,TGF-β也可以通过激活MAPK而刺激成纤维细胞增殖,抑制成纤维细胞凋亡,进而使胶原纤维和弹性纤维合成增加。激光治疗后在局部创面愈合过程中,通过表皮重建、真皮层细胞外基质成份再生和重塑达到损伤修复。但是许多动物模型都已经证实当TGF-β持续过度表达会导致瘢痕的过度形成,因此也有认为其是诱导胶原基因表达的重要因素。因为TGF-β1参与刺激成纤维细胞增殖并且促进合成胶原纤维和细胞外基质蛋白,所以从成纤维细胞活化和新胶原合成的角度考虑,我们选取TGF-β1作为研究对象,来探讨点阵激光治疗光老化的可能机制。为了进一步明确点阵激光机制,使其更好的应用于临床,我们使用大鼠作为实验动物进行二氧化碳点阵激光的实验研究,从胶原再生的角度出发,从组织结构、皮肤抗氧化体系及修复再生三个方面进行探讨,以求进一步明确二氧化碳点阵激光治疗光老化的可能机制,以使其进一步更好的应用于临床,为临床提供更优的治疗方案。目的以Wistar大鼠为实验动物制备光老化模型,观察二氧化碳点阵激光对紫外线所致的光老化大鼠皮肤的影响,从组织结构、皮肤抗氧化体系及修复再生三个方面探讨二氧化碳点阵激光在治疗光老化疾病中的作用机制,为点阵激光临床应用提供实验依据。研究方法健康雄性Wistar大鼠24只,体重250g±10g,采取随机分组,对照组(A组)8只和光老化实验组(B组)16只,两组均用剃须刀剔除Wistar大鼠背部5cm×6cm区域毛发,光老化实验组置于距光源30cm水平台上,以UVA强度为1.05mW/cm2、UVB强度为0.12mW/cm2每日照射1次,每次10min,以后每周照射时间延长10min,直至照射时间为60min,维持此时间至实验结束,对照组不做处理。每2周观查Wistar大鼠照射区皮肤肉眼变化,HE染色观察皮肤组织学改变,紫外线分光光度计法检测抗氧化指标丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD),羟脯氨酸(HYP)含量,评价光老化造模效果。制备Wistar大鼠光老化模型成功后,将光老化实验组Wistar大鼠随机分为光老化自然恢复组(A1组)和光老化激光干预组(A2组),其中A1组8只,A2组8只,A1组不做处理,A2组裸露皮肤分三个区域接受三个不同激光密度(5%密度组、10%密度组、15%密度组)治疗,激光是超脉冲二氧化碳点阵激光(Lumenis Inc.,SantaClara,美国加州),手具Deep FXTM,激光参数：能量10mJ,频率150Hz,时间间隔0.5s,方形模式。激光治疗后对A1组和A2组Wistar大鼠行大体观察,并分别于治疗后1天、1周、2周、4周活检取材,取材组织块分别行HE染色观察皮肤组织学改变；紫外线分光光度计法检测抗氧化指标MDA、SOD和HYP含量变化；免疫组织化学方法(链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结法,S-P法)染色检测组织中TGF-β1的表达情况,采用]HMIAS-2000高清晰度彩色医学图文分析系统对免疫组化切片定量检测TGF-β1的平均光密度值。结果1、16只造模Wistar大鼠14只存活,大鼠UV照射区肉眼上见皮肤松弛、僵硬、弹性丧失、粗糙肥厚、伴有脱屑,皮沟加深,皮嵴隆起；组织学上见表皮结构不甚完整,厚薄不均,真皮层纤维因发生变性、破坏,真皮组织排列紊乱,分布不均,胶原束减少,部分区域有炎细胞浸润；皮肤抗氧化体系方面：光老化实验组(B组)大鼠皮肤中慢性光产物MDA随紫外线照射时间延长逐渐增加,SOD、HYP呈下降趋势,对照组(A组)中三者含量基本保持稳定,在照射后2周、4周、8周、12周,B组的MDA含量、SOD含量、HYP含量与对照组相比,两组均有显著性差异(P<0.05)。2、点阵激光治疗后,与光老化自然恢复组(A1)相比,光老化激光干预组(A2)肉眼观和组织学改善明显；大鼠激光治疗区域皮肤中SOD含量较光老化自然修复组含量明显升高(P<0.05)、MDA含量明显下降(P<0.05)、HYP含量明显升高(P<0.05)。激光治疗后皮肤组织中TGF-β1表达上调,并且随着恢复时间的延长,TGF-β1表达量逐渐增加,在激光治疗后1周,2周,4周,光老化激光干预组的TGF-β1免疫组化染色光密度值均显著高于光老化自然恢复组(P<0.05)。结论1、以wistar大鼠作为实验动物,以UVA+UVB照射大鼠裸露皮肤,于第12周出现了皮肤光老化的临床及组织学特点,成功制备光老化模型。2、二氧化碳点阵激光可以改善光老化皮肤的大体观和组织学特点、修复光老化皮肤失衡的抗氧化体系。3、二氧化碳点阵激光使参与胶原再生的TGF-β1表达明显上调,并且随着恢复时间的延长,TGF-β1且随表达量进一步增加,这可能是点阵激光修复光老化的可能机制之一。