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背景:
细胞外基质降解、胶原断裂是皮肤光老化最核心的问题。因此,任何保持基质胶原连续完整或促进基质胶原增生的措施都可能有助于防治紫外线的皮肤光损害或达到治疗光老化的目的。细胞外基质中最主要的成分是真皮中的Ⅰ型胶原。而转化生长因子-β1(TGF-β1)在细胞外基质胶原生物合成中扮演重要角色。
目的:
观察并定量研究强脉冲光照射后Sprague Dawley(SD)大鼠皮肤胶原含量的变化及其随时间的变化规律;同时对SD大鼠皮肤TGF-β1的分布及强脉冲光照射后TGF-β1的变化趋势进行观察,以进一步阐明强脉冲光治疗皮肤光老化的机制。
方法:
选取15只SD大鼠,两侧背部皮肤去毛,随机选取一侧皮肤为强脉冲光照射实验组,对侧背部皮肤作对照组。采用波长560-1200nm,能量密度27J/c㎡,脉宽3.0ms,双脉冲方式,脉冲延时10ms强脉冲光照射实验组皮肤,并分别于术后1天、1周、2周、3周、4周、6周、8周对实验侧和对照侧皮肤取材,进行HE常规染色、Van Gieson胶原特殊染色和Masson三色染色。观察对比实验组与对照组皮肤表皮、真皮胶原形态以及成纤维细胞数量变化,并作皮肤真皮Ⅰ型胶原蛋白免疫组化染色,图像半定量分析不同时间点上胶原含量。同时,作大鼠皮肤转化生长因子TGF-β1蛋白的免疫组化染色定位,观察大鼠皮肤TGF-β1的分布情况以及强脉冲光照射后TGF-β1随时间变化规律。
结果:
1、HE染色、胶原特殊染色观察,强脉冲光照射前正常大鼠皮肤真皮胶原纤细、稀疏,排列紊乱,成纤维细胞数目较少。强脉冲光照射术后2周、3周、4周、6周和8周时实验组大鼠皮肤比照对照组,真皮胶原有较明显的增生。胶原沉积的部位主要在大鼠真皮浅层,表现为真皮浅层胶原明显增厚,胶原粗大,新生胶原顺序重排,走向较一致,并大致与表皮方向平行,成纤维细胞增多。但皮肤深层胶原、照射后2周前的真皮浅层胶原形态、排序变化较对照组无明显差异。术前术后皮肤表皮形态未见明显变化。
2、强脉冲光照射后真皮浅层Ⅰ型胶原蛋白免疫组化图像半定量分析测定,结果强脉冲光照射实验组与对照组比较Ⅰ型胶原蛋白含量均高于对照组(P<0.001)。重复测量方差分析说明实验组与对照组比较胶原增生随时间变化的趋势明显不同(F=3483,P<0.001),不同时间点上胶原光密度值不同(F=296.3,P<0.001),两两均数比较除6周和8周之间均有明显差异(P<0.5)。实验组强脉冲光照射后,大鼠皮肤真皮浅层胶原增生自2周起随时间逐渐增强,至4周达到最大值,后稍有下降。
3、转化生长因子TGF-β1分布于大鼠正常皮肤全层,主要分布在细胞外结缔组织基质胶原纤维中。皮肤上皮细胞、附属器毛囊上皮、皮脂腺分泌细胞等亦有较弱阳性表达。强脉冲光照射刺激大鼠皮肤分泌转化生长因子TGF-β1,实验组TGF-β1表达较对照组显著增强,同样,阳性产物主要分布在细胞外结缔组织中。真皮浅层、毛囊周围基质中较对照组有非常强烈的棕黄色着染,同时皮肤表皮细胞亦出现明显的阳性表达产物。阳性表达区成纤维细胞数量明显增多。TGF-β1在强脉冲光照射后一周内即出现明显上调,4-6周时达到最大值,时间上总体早于皮肤胶原的增生。
结论:
强脉冲光照射后上调大鼠皮肤转化生长因子TGF-β1的表达,并进而刺激真皮浅层胶原增生,序列重排。从而改善皮肤外观状态。本实验进一步阐明了强脉冲光治疗皮肤光老化可能的发生机制。