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瘢痕是临床上常见的一种病理现象,轻者影响美观,重者引起躯体局部畸形和功能障碍,给患者带来巨大的精神压力。一直以来,它的防治都是困扰国内外创伤外科和整形外科的难题之一。瘢痕形成主要由成纤维细胞生物学特性失控引起,以胶原等大量细胞外基质过度产生和沉积为特征,所以抑制成纤维细胞增殖及其胶原合成是治疗瘢痕的关键性环节。虽然治疗病理性瘢痕的方法很多,但都有一定的局限性和副作用,因此在临床应用上受到一定程度的限制,亟须探索出更加有效的方法。近年来有报道青蒿琥酯(Artesunate,Art)在瘢痕治疗方面有一定的效果。本研究通过观察Art对瘢痕成纤维细胞(Hypertrophicscarfibroblasts,HSF)及对兔耳瘢痕的作用,为Art在抗瘢痕方面的开发研究奠定基础。
本实验分为两个部分:第一部分:青蒿琥酯对体外培养的瘢痕成纤维细胞的作用
目的:观察Art对HSF细胞增殖的影响,对HSF、HLF和HUVEC的抑制作用比较;诱导HSF细胞凋亡及可能机制;Art对HSF细胞内胶原合成的影响。
方法:采用相差显微镜观察、MTT法分析并比较不同浓度及作用时间Art作用下HSF、人胚肺成纤维细胞(Humanemb~oniclungfibroblast,HLF)以及人脐静脉内皮细胞(Humanumbilicalveinendothelialcells,HUVEC)生长增殖的变化。通过透射电镜观察Art作用下HSF细胞凋亡的超微结构改变;流式细胞仪方法检测Art对HSF细胞DNA含量的影响以及细胞内钙离子水平的变化;琼脂糖凝胶电泳观察检测凋亡细胞DNA的降解。用Westernblot检测细胞内胶原蛋白的改变;RT-PCR分析胶原基因表达的变化。
结果:1、Art可以抑制HSF细胞生长,呈剂量及时间依赖性;Art抑制HSF细胞的生长和增殖具有一定的选择性,作用24h后,Art对HSF、HLF、HUVEC细胞24h的IC50分别为79mg/L,181mg/L,717mg/L。2、Art能诱导HSF出现凋亡:透射电镜下阴性对照组细胞核和细胞器亚微结构清晰易辨,Art120mg/L处理HSF24h,电镜下出现核浓缩、核碎裂、染色质边集等现象;流式细胞仪测定用药组出现典型的凋亡峰;琼脂糖凝胶电泳出现凋亡特征性的梯装条带。经流式细胞仪分析Art在药物浓度(30mg/L,60mg/L,120mg/L)可以升高细胞内Ca2+浓度。3、Art对HSF胶原的影响:Westernblot和RT-PCR检测发现Art(0mg/L,60mg/L,120mg/L,240mg/L)作用HSF细胞24h,Ⅰ型胶原蛋白和mRNA的表达随着药物浓度的升高逐渐减弱。
第二部分:青蒿琥酯对兔耳增生性瘢痕动物模型作用的体内研究
目的:建立兔耳增生性瘢痕动物模型,通过兔耳增生性瘢痕动物模型进一步研究Art在体内的抗瘢痕活性。
方法:手术建立兔耳增生性瘢痕动物模型,实验组用Art(60mg/L,120mg/L240mg/L)作瘢痕内注射治疗,采用曲安奈德(40mg/L)作阳性对照,用含5%NaHCO3生理盐水作阴性对照。用HE、Masson染色观察Art、曲安奈德和生理盐水对照组对瘢痕成纤维细胞和胶原纤维增生的抑制作用。显微镜下观察组织切片染色并测量瘢痕增生指数及成纤维细胞密度的变化。
结果:形成的兔耳瘢痕块绝大多数具有增生性瘢痕的特点。Art治疗组与曲安奈德阳性对照组变化相似,瘢痕块均较生理盐水对照组体积有所减小,质地变柔软表面趋于平伏。通过HE、Masson组织化学的特殊染色显示,局部注射Art能减轻兔耳瘢痕的增生程度,瘢痕切片内胶原纤维以及单位面积内成纤维细胞的数量减少,排列整齐,瘢痕增生指数显著下降。
全文结论:1、(1)Art能抑制HSF的增殖,呈时间及剂量依赖性;Art对HSF、HLF、HUVEC三种细胞作用比较显示Art对HSF抑制作用最强。(2)Art能诱导瘢痕成纤维细胞凋亡:电镜下可观察到明显的细胞凋亡的现象,流式细胞仪DNA含量分析显示用药组出现明显的凋亡峰,琼脂糖凝胶电泳出现DNALadder。Art可能通过上调细胞内Ca2+水平诱导HSF凋亡。(3)Art有抑制HSF细胞Ⅰ型胶原蛋白合成和下调其mRNA水平的作用。
2、Art可抑制兔耳瘢痕模型瘢痕内成纤维细胞的增殖和胶原的合成。