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目的: 人工培养皮肤于20世纪80年代开发成功,开皮肤再生医学的先河。然而,人工培养皮肤在形态和功能上与正常皮肤有较大的差距,因此培养皮肤质量的不断改良是研究者们不懈努力的目标,更是临床应用的迫切需要。bFGF又称为FGF2,影响细胞的增殖、迁移和分化。bFGF不仅刺激成纤维细胞增殖和胶原蛋白的分泌,对血管新生也有强烈的促进作用。基因重组bFGF在临床上已经有了较长时间的应用,对培养皮肤的构成细胞—成纤维细胞以及表皮角化细胞都有直接或间接的影响。在活性全层皮肤的培养过程中添加bFGF,对培养皮肤进行组织形态学以及细胞状态研究。我们期待bFGF的添加能够改善培养皮肤的质量,同时以该培养皮肤为模型,探讨bFGF在皮肤创伤修复中的作用。 方法: 从手术时废弃的剩余正常皮肤分离出表皮角化细胞和成纤维细胞并体外培养扩增。采用第4代表皮角化细胞构建全层活性皮肤(living skin equivalent, LSE),第5代真皮成纤维细胞构建活性全层皮肤(LSE)。准备I型牛胶原溶液(Sigma公司,美国)6容量,0.1N NaOH1容量,8倍浓度DMEM1容量,20%FCS/DMEM10容量,将上述溶液在4℃进行混合。每个insert(Transwel-COL, membrane pore size,3μm, Costar;Corning公司,美国)中添加1ml,于室温静置10分钟,使其胶冻化。在10%FCS/DMEM培养基中,调制成纤维细胞为5x105个/ml。将该细胞悬液2容量与上述胶原混合液8容量进行混合,每个insert缓慢注入3.5ml后待其胶冻化,而后添加10%FCS/DMEM培养基,于细胞培养箱中静置。5日后,在收缩凹陷的胶原凝胶上播种表皮角化细胞,液相下培养2日待细胞达到融合后,开始气液面培养。在培养基中添加30ng/ml bFGF(珠海亿胜生物制药有限公司,中国),对照组添加等剂量的无菌注射用水,每2日换液一次。在气液面培养后的不同时点(2周、3周、4周)采取LSE样本,进行石蜡包埋。制作6μm厚石蜡切片,进行Hematoxylin-eosin(HE)染色和免疫组织化学染色。图像由奥林帕斯 AX80显微镜耦合奥林帕斯 DP50数码相机(Olympus公司,日本)拍摄获取。采用image-pro plus6.0(ipp)图像分析软件分别测量实验组与对照组的真皮层厚度,统计结果以均数±标准误(χ±S(χ))的形式表示,各周的两组数据之间比较采用t检验,P值<0.05,P值<0.01为有显著性差异。 结果: 一、组织学所见 HE染色结果显示,气液面培养2周时,bFGF添加组和未添加组的真皮厚度可见明显差异。3周、4周,bFGF添加组仍保留了较厚的真皮成分。 二、免疫组化染色 1.分化型keratin的表现 bFGF非添加组2周、3周,Keratin1在表皮上层表达,但是第4周几乎全部消失;bFGF添加组2周、3周,Keratin1也在表皮上层表达,但是与bFGF非添加组相比,Keratin1的表现更接近正常皮肤的表现并持续到4周。Keratin10在bFGF非添加组几乎没有表达;而在bFGF添加组2周、3周、4周,Keratin10主要以棘层为中心表达。 2.增殖型keratin的表现 作为增殖型keratin的keratin6和keratin16的染色有基本相同的表现形式。在bFGF未添加组2周、3周、4周,keratin6和keratin16从基底层到棘层有非常强的表现,其中3周的表现最强;与未添加组相比,bFGF添加组的keratin6和keratin16全时点的表达明显受到抑制。 3.α-SMA的表现 α-SMA作为肌成纤维细胞的标记物,在增生性瘢痕中有较强的表现。在bFGF未添加组,2周于表皮和真皮交界处可见α-SMA阳性细胞,3周表现增强,一直持续到第4周;而在bFGF添加组,2周、3周、4周都仅有极少量的α-SMA阳性细胞。与bFGF未添加组相比,bFGF添加组α-SMA的表达被显著抑制。 三、真皮厚度的测量 气液面培养,表皮重层化开始后2周、3周、4周分别测量bFGF添加组和未添加组的真皮厚度,bFGF添加组的真皮厚度明显厚于未添加组,t检验结果显示各时间点的两组间比较均有统计学差异(*P<0.05,**P<0.01)。 结论: 构建活性全层皮肤时,在培养基中加入 bFGF,抑制了真皮成分的菲薄化,使表皮的增殖和分化状态更接近正常皮肤,并且bFGF的添加抑制了肌成纤维细胞的形成,提示对瘢痕的形成有抑制作用。