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目的:
皮肤损伤愈合是一个连续而又复杂的生理过程,其大致可分为三个阶段:急性渗出期、纤维增生期和组织重建期。在急性渗出期,各种类型的炎症细胞,例如中性粒细胞和巨噬细胞,浸润到损伤区域参与清除损伤坏死组织、异物及入侵的病原体等。在纤维增生期,肌成纤维细胞主要参与损伤组织的修复。许多实验证实,在皮肤损伤愈合过程中有各种各样的细胞因子、生长因子和趋化因子的参与。皮肤烫伤是一种很严重的损伤,可以产生大量的活性氧自由基(ROS),ROS诱发组织破坏并且可以激活Nrf1。Nrf1属于亮氨酸拉链家族核转录因子成员,此家族还有Nrf2和Nrf3等因子。Nrf1通过与抗氧化作用元件结合,介导抗氧化保护基因和二相解毒酶基因的活化。到目前为止,尚未发现有关Nrf1在皮肤烫伤愈合过程中的研究。本实验首次研究小鼠皮肤烫伤愈合过程中不同损伤时间段Nrf1的表达和分布情况,探讨Nrf1在皮肤损伤愈合过程中的作用及其应用于损伤时间推断的可能性。
实验材料与方法:
健康成年雄性昆明系小鼠60只,体质量35~40g,随机分为12组。其中11组为皮肤烫伤组,另1组为对照组。腹腔注射戊巴比妥钠,背部剪毛处理后,在背部中央做一直径为1cm的圆形烫伤区域。伤后每只小鼠单笼饲养,防止感染,保持12h的昼夜交替生活节律。分别于伤后3h、6h、12h、1d、3d、5d、7d、10d、14d、17d和21d将小鼠麻醉后脱颈椎处死,取伤口处2.0cm×2.0cm皮肤组织。各组5只小鼠,皮肤样本均分为两部分,一部分用于HE染色、Masson染色、免疫组化染色和免疫荧光染色,另一部分用于Westernblot和qReal-timeRT-PCR(Real-timePCR)检测。对照组5只小鼠麻醉后背部剪毛,不做烫伤,取相同部位同等大小皮肤。应用免疫组化、免疫荧光,Westernblot及Real-timePCR技术检测小鼠皮肤烫伤后不同时间Nrf1表达变化情况,以未烫伤小鼠皮肤组织作对照,显微镜×400倍下,在损伤区及损伤周边区随机选取10个视野,计数细胞总数、阳性细胞数并计算阳性细胞率。应用Scionimage软件测各片段的平均光密度值,测得数据用均数士标准差(-x±s)表示。应用Real-time7500系统进行荧光数值自动分析。用SPSS13.0forWindows进行单因素方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
结果:
小鼠皮肤烫伤后无水泡形成。烫伤3h皮肤淡红色,烫伤界限不清。1d烫伤界限可清晰辨认。5d痂皮形成。10d痂皮开始脱落。21d痂皮完全脱落。HE染色显示,皮肤全层烫伤未累及背部肌肉,为深Ⅱ°烫伤。烫伤区域及其周边多形核粒细胞浸润1d达高峰。单个核细胞浸润到烫伤区及周边区3d达高峰。7d肉芽组织内可见大量梭形成纤维细胞。14d表皮增厚明显。17d损伤区细胞总数开始减少,肉芽组织向瘢痕组织转变并且表皮完全覆盖创口。Masson染色显示,烫伤后5d-21d胶原纤维逐渐增多。正常小鼠皮肤的表皮、毛囊及皮脂腺均Nrf1染色阳性。皮肤烫伤后6h~1d,在皮肤损伤区及其周边区可见大量中性粒细胞Nrf1阳性;伤后1~7d,Nrf1阳性细胞主要以巨噬细胞为主;伤后10~2ld,Nrf1阳性染色主要在肌成纤维细胞中。Nrf1阳性细胞率于1d达高峰。中性粒细胞表达Nrf1的阳性率于1d达高峰;巨噬细胞表达Nrf1的阳性率于3d达高峰;肌成纤维细胞表达Nrf1的阳性率于14d达高峰。经Westernblot检测显示,对照组及各个损伤时间段小鼠皮肤都有Nrf1阳性条带,其中1d为Nrf1蛋白表达高峰。Real-timePCR结果显示,对照组及各个损伤时间段小鼠皮肤都有Nrf1mRNA表达,其中1d为表达高峰。
结论:
1、正常小鼠皮肤的表皮、毛囊及皮脂腺均Nrf1染色阳性。
2、小鼠皮肤烫伤愈合过程中,中性粒细胞、巨噬细胞和肌成纤维细胞均Nrf1染色阳性。
3、小鼠皮肤烫伤愈合过程中,Nrf1在不同细胞内的表达以及Nrf1蛋白和基因的表达均具有一定的时间变化规律性,可作为推断皮肤烫伤损伤时间的依据。