P物质对表皮细胞聚集分化控制及在皮肤创伤修复中的应用

中国组织工程研究第20卷第11期2016–03–11出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchMarch11,2016Vol.20,No.11P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·彭希亮，男，1970年生，河南省汝南县人，2004年华中科技大学同济医学院毕业，副主任医师，主要从事感染溃疡性皮肤病和皮肤血管炎的研究。中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)11-01538-06稿件接受：2016-01-26物质对表皮细胞聚集、分化控制及在皮肤创伤修复中的应用彭希亮，张玉红，倪文琼(郑州大学附属郑州中心医院，河南省郑州市450007)引用本文：彭希亮，张玉红，倪文琼.P物质对表皮细胞聚集、分化控制及在皮肤创伤修复中的应用[J].中国组织工程研究，2016，20(11):1538-1543.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.11.003ORCID:0000-0003-3920-1283(彭希亮)文章快速阅读：文题释义：P物质：它是一种高活性的神经肽类物质，广泛地分布于神经系统和其他外周组织器官内，具有多种生理功能。在皮肤内，P物质主要由感觉神经末梢释放，它通过趋化免疫细胞、调节细胞因子的产生以及舒张微血管等参与皮肤局部免疫炎症反应；还可促进皮肤内多种细胞的分裂、增殖以及细胞DNA的合成，参与皮肤创伤的修复。创伤反应：是一种完整的生物进化的固有应答，即可溶性介质从一个细胞释放最终引起另一些细胞发生一系列的反应，导致基因转录、蛋白翻译，最终修复创口界面，也是一个复杂而有序的生物学过程，涉及炎症反应、细胞增殖、迁移、创面重塑等多个连贯又相互交叉的病理生理学过程。摘要背景：表皮干细胞是皮肤及其附属器修复的源泉细胞，研究其分化、迁移的调控机制是实现其完美愈合的关键。目的：探讨P物质在皮肤创伤修复中的应用效果。方法：采用随机对照方法将30只Wistar大鼠分为P物质组、辣椒素组和对照组，每组10只。建立皮肤缺损模型后分别于创面局部注射外源性神经肽P物质、辣椒素、生理盐水，均连续注射5d。用药不同时间点检测3组大鼠皮肤厚度、皮肤创伤面积、BrdU阳性细胞率。结果与结论：①用药第14天3组大鼠皮肤厚度差异无显著性意义(P0.05)；随着用药时间的不断延长，表皮厚度开始变薄；用药第42天，P物质组表皮厚度明显缩小，对照组表皮厚度变化不明显，辣椒素组表皮厚度有所缩小。②皮肤创伤3，5，7d时P物质组皮肤创伤面积显著小于对照组和辣椒素组(P0.05)，辣椒素组和对照组的创伤面积差异无显著性意义(P0.05)。③P物质组在用药第3，5，7，12天时BrdU细胞阳性率显著高于辣椒素组和对照组(P0.05)；辣椒素组在第3，5，7，12天时BrdU细胞阳性率显著低于对照组(P0.05)。④结果提示P物质能够促进表皮细胞增殖，加速创面部位愈合。关键词：组织构建；组织工程；表皮细胞；P物质；聚集；皮肤创伤；辣椒素主题词：表皮；皮肤；创伤和损伤；P物质基金资助：河南省中医药科研专项课题(2014ZY02082)皮肤创伤修复过程中P物质的局部注射应用实验对象：Wistar大鼠30只，于背部正中制备皮肤创伤模型随机分为3组：(1)P物质组(2)辣椒素组(3)对照组组评价指标：(1)创伤面积(2)创伤表皮厚度(3)BrdU阳性细胞率实验意义：P物质可以从多方面促进表皮细胞增殖，加速创伤部位愈合彭希亮，等.P物质对表皮细胞聚集、分化控制及在皮肤创伤修复中的的应用ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH1539(ZhengzhouCentralHospitalAffiliatedtoZhengzhouUniversity,Zhengzhou450007,HenanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Epidermalstemcellsarethesourceofcellsforrepairingtheskinanditsappendages.Tostudydifferentiationandmigrationofepidermalstemcellsiscrucialforperfecthealing.Objective:ToinvestigatetheeffectsofsubstancePinskinwoundrepair.METHODS:ThirtyWistarratswererandomizedintogroupsofsubstanceP,capsaicinandcontrol(n=10pergroup).Aftertheestablishmentofskindefectmodels,exogenousneuropeptidesubstanceP,capsaicin,andnormalsalineweredailyinjectedatthewoundforcontinuous5days.Skinthickness,skinwoundarea,BrdU-positivecellsweredetectedinthethreegroupsatdifferenttimeafterinjection.Resultsandconclusions:Nodifferencentheskinthicknesswasfoundinthethreegroupsat14daysafterinjection(P0.05),butwithtime,theepidermalthicknesswasreduced.At42days,theepidermalthicknesswasreducedremarkablyinthesubstancePgroupanddecreasedcertainlyinthecapsaicingroup,butunchangedinthecontrolgroup.ThewoundareaofthesubstancePgroupwassignificantlylowerthanthatinthecontrolandcapsaicingroupsat3,5,7daysafterinjection(P0.05),buttherewasnodifferencebetweenthecontrolandcapsaicingroup(P0.05).TheBrdUpositiveratesinthethreegroupsweresignificantlydifferentat3,5,7,12daysafterinjection:thesubstancePgroupthecontrolgroupthecapsaicingroup(P0.05).TheseresultsshowthatsubstancePcanpromoteepidermalcellproliferationandacceleratewoundhealing.SubjectheadingsFunding:Epidermis;Skin;WoundsandInjuries;SubstancePFunding:theScientificResearchProjectofTraditionalChineseMedicineofHenanProvince,No.2014ZY02082Citethisarticle:PengXL,ZhangYH,NiWQ.SubstancePeffectsonaggregationanddifferentiationcontrolofepidermalstemcellsandskinwoundrepair.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(11):1538-1543.0引言Introduction创伤愈合是一个复杂而有序的生物学过程，涉及炎症反应、细胞增殖、迁移、创面重塑等多个连贯又相互交叉的病理生理学过程，一般可分为3个阶段：炎性反应期、增殖期以及组织重构期[1]。肉芽组织形成是真皮或皮下组织损伤后修复的主要方式，肉芽组织内含有丰富的毛细血管和成纤维细胞，可为组织修复提供氧和必要的营养物质，促进创伤愈合[2-3]。目前，临床上用于创伤修复的方法相对较多，如植皮、创面覆盖等，这些方法虽然能短期促进创面修复，但是修复周期较长，愈合较差，容易形成瘢痕[4-5]。研究显示：表皮细胞分化、迁移的调控机制是实现创面完美愈合的关键[6-13]，也是表皮干细胞走向临床的关键。但是，该结论尚未得到进一步证实。研究发现，感觉神经末梢分泌的感觉神经肽类物质(如P物质、降钙素基因相关肽等)可促进伤口愈合，其机制可能和启动神经源性炎症反应、调控免疫细胞功能、促使修复细胞增殖等有关[14-16]。前期实验发现，在正常皮肤伤口愈合过程中，外源性神经肽P物质可以促进大量表皮干细胞募集于创缘及肉芽组织中，加速伤口愈合，但是这些结论并没有获得充分的肯定和认可。国外学者研究显示，在皮肤创伤修复中机体内的成纤维细胞能够分泌P物质[17-18]，对单核-巨噬细胞、中性粒细胞等具有趋化作用，能够促进人外周血细胞分泌白细胞介素[19]，进一步促进滑膜细胞分泌氧自由基等，诱导氧化爆发，释放自由基。部分学者甚至对P物质在创面修复中的作用产生较大的争议，其争议的焦点在于P物质是直接参与创面修复还是能转化为其他物质促进创面修复[20]。为此，实验探讨P物质在皮肤创伤修复中的应用效果，为临床提供依据。1材料和方法Materialsandmethods1.1设计随机对照动物实验。1.2时间及地点于2015年1至8月在郑州大学附属郑州中心医院完成。1.3材料1.3.1实验动物30只Wistar大鼠，3-6周龄，体质量为0.15-0.53kg，平均(0.31±0.04)kg，雌雄不限，由彭希亮，等.P物质对表皮细胞聚集、分化控制及在皮肤创伤修复中的的应用P.O.Box10002,Shenyang110180郑州大学附属郑州中心医院动物实验中心提供，饲养严格遵守相关标准进行饲养，合格证号为SCXK(豫)2007-0010。对大鼠的处理符合《关于善待实验动物的指导性意见》中相关规则。采用随机对照方法将30只大鼠分为P物质组、辣椒素组和对照组，每组10只。1.3.2主要药物辣椒素(eapsaieine)由美国Sigma公司提供，它是辣椒的活性成分，对哺乳动物及人类能够产生一定烧灼感，具有消炎、止痛作用。P物质(SubstanceP，SP)由美国Sigma公司提供，属于一种神经肽，能够促进谷氨酸释放并参与痛觉的传递，是经脉信息传递的重要物质[21]。1.4实验方法1.4.1大鼠建模及皮肤创伤修复[22-23]将3组所需要的材料等进行辐射消毒，备用。将入选大鼠采用3.6%水合氯醛进行全身麻醉，待麻醉生效后进行消毒、铺巾，将大鼠俯卧固定在手术台上，用手术刀在大鼠背部正中做一个长为3cm的纵行切口，制备皮肤创伤模型(图1)。止血彻底后P物质物组在创面局部每天注入25mL外源性神经肽P物质，1次/d，连续注射5d