hIL-24基因通过调控转化生长因子βSmad通路影响瘢痕疙瘩的生物学特性

中国组织工程研究第20卷第33期2016–08–12出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust12,2016Vol.20,No.33P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·吴志远，男，1970年生，广东省湛江市人，汉族，2001年广东医科大学毕业，硕士，教授，主要从事瘢痕基础研究。通讯作者：刘宏伟，博士，教授，暨南大学第一临床学院，广东省广州市510632中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)33-04926-07稿件接受：2016-05-24基因通过调控转化生长因子β/Smad通路影响瘢痕疙瘩的生物学特性吴志远1，史玉仓2，蒋军健3，吴志贤2，张慧君2，刘艳芳2，刘宏伟1(1暨南大学第一临床学院，广东省广州市510632；2广东医学院附属医院整形外科，广东省湛江市524001；3复旦大学附属华山医院手外科，上海市200040)引用本文：吴志远，史玉仓，蒋军健，吴志贤，张慧君，刘艳芳，刘宏伟.hIL-24基因通过调控转化生长因子β/Smad通路影响瘢痕疙瘩的生物学特性[J].中国组织工程研究，2016，20(33):4926-4932.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.33.009ORCID:0000-0001-6087-1308(吴志远)文章快速阅读：文题释义：瘢痕疙瘩：是继发于皮肤损伤如创伤、烧伤或手术后，以胶原过度沉积于真皮和皮下组织为特征的皮肤胶原性疾病。与增生性瘢痕不同，瘢痕疙瘩超过皮损边缘呈浸润性生长，侵犯临近组织，无自限性，易造成功能障碍，有好发部位，多见于有色人种，不发生退行性变化，单纯手术切除后易复发，必须辅以电子线照射等综合治疗，有良性真皮肿瘤之称。hIL-24基因：是研究较明确的抑癌基因，属于是单拷贝基因，定位于的1q32-41，由7个外显子和6个内含子组成，含有49个氨基酸的信号肽。可激活免疫应答效应，又可发挥特异性地抑制癌细胞生长作用，抑制癌周新生血管增生。由于其受体在不同组织、细胞中的表达存在差异，从而hIL-24发挥不同功能。摘要背景：hIL-24基因是研究较明确的肿瘤抑制基因，既可以表达免疫系统刺激蛋白，刺激免疫应答效应，又能特异性地抑制肿瘤细胞生长，抑制肿瘤血管形成，诱导肿瘤细胞凋亡。目的：分析hIL-24对瘢痕疙瘩成纤维细胞的抑制增殖和诱导凋亡的作用及机制。方法：经临床及病理确诊为瘢痕疙瘩13例，取瘢痕疙瘩组织进行成纤维细胞培养和鉴定。实验分为对照组(瘢痕疙瘩组织成纤维细胞)和转染hIL-24的瘢痕疙瘩成纤维细胞组。构建慢病毒载体(LVTHM)将hIL-24基因转染瘢痕疙瘩组织成纤维细胞，观察转化生长因子β、Smad3、增殖细胞核抗原、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶抑制物1基因表达情况。结果与结论：①细胞免疫荧光染色及细胞流式显示培养的成纤维细胞内胞浆波形蛋白抗体呈阳性，纯度大于97.8%；定量PCR检测成纤维细胞hIL-24的过表达效率为81.7%；②Westernblot检测转梁的成纤维细胞表达hIL-24明显增加；③定量PCR检测，对照组转化生长因子β、Smad3、增殖细胞核抗原、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9表达明显高于转染hIL-24的瘢痕疙瘩成纤维细胞组(P0.05)，基质金属蛋白酶抑制物1表达明显低于转染hIL-24的瘢痕疙瘩成纤维细胞组；④结果提示，hIL-24抑制成纤维细胞增殖细胞核抗原、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9表达，其作用机制可能是通过转化生长因子β/Smad3转导途径。hIL-24基因可通过转化生长因子β/Smad通路影响瘢痕疙瘩瘢痕疙瘩瘢痕疙瘩细胞成纤维细胞吴志远，等.hIL-24基因通过调控转化生长因子β/Smad通路影响瘢痕疙瘩的生物学特性ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH4927:LiuHong-wei,M.D.,Professor,theFirstClinicalCollegeofJinanUniversity,Guangzhou510632,GuangdongProvince,China关键词：组织构建；组织工程；瘢痕疙瘩；hIL-24；TGF-β/Smad主题词：瘢痕疙瘩；基质金属蛋白酶；信号传导基金资助：湛江市科技攻关计划项目(2014B01024)hIL-24geneinfluencesthebiologicalcharacteristicsofthekeloidbyregulatingtransforminggrowthfactor-beta/SmadpathwayWuZhi-yuan1,ShiYu-cang2,JiangJun-jian3,WuZhi-xian2,ZhangHui-jun2,LiuYan-fang2,LiuHong-wei1(1theFirstClinicalCollegeofJinanUniversity,Guangzhou510632,GuangdongProvince,China;2DepartmentofPlasticSurgery,theAffiliatedHospitalofGuangdongMedicalUniversity,Zhanjiang524001,GuangdongProvince,China;3DepartmentofHandSurgery,HuashanHospitalAffiliatedtoFudanUniversity,Shanghai200040,China)AbstractBACKGROUND:hIL-24,atumorsuppressorgene,canstimulateimmuneresponses,inhibitthegrowthoftumorcells,andtheformationoftumorvessels,andinducecellapoptosis.OBJECTIVE:ToexploretheeffectsofhIL-24geneontheproliferationandapoptosisoffibroblastsinthekeloidandtheunderlyingmechanisms.METHODS:Allthekeloidspecimenscollectedfrom13patientswereusedforfibroblastcultureandindentification.FibroblastofthekeloidwastransfectedwithorwithouthlL-24lentivirus.Subsequently,mRNAexpressionsoftransforminggrowthfactor-β,Smad3,proliferatingcellnuclearantigen,matrixmetalloproteinase-2,-9,andmetallopeptidaseinhibitor1weredetermined.RESULTSANDCONCLUSION:Immunofluorescentstainingandflowcytometryshowedthatvimentinantibodywasexpressedpositivelyincytoplasmaoffibroblastcultures,andthepuritywasmorethan97.8%.WesternblotassayshowedthathIL-24expressionwassignificantlyincreasedinthetransfectedfibroblasts.QuantitativePCRshowedthattheoverexpressionrateofhIL-24infibroblastswas81.7%andmRNAexpressionsoftransforminggrowthfactor-β,Smad3,proliferatingcellnuclearantigen,matrixmetalloproteinase-2,and-9weresignificantlydecreased,whilemetallopeptidaseinhibitor1mRNAexpressionwassignificantlyincreasedinhIL-24transfectiongroupcomparedwithcontrolgroup(P0.05).ThesefindingssuggestthathIL-24geneinhibitstheexpressionsofproliferatingcellnuclearantigen,matrixmetalloproteinase-2,and-9infibroblasts,andtheunderlyingmechanismmayinvolvesTGF-β/Smad3pathway.Subjectheadings:Keloid;MatrixMetalloproteinases;SignalTransductionFunding:theScienceandTechnologyResearchFundofZhanjiang,No.2014B01024Citethisarticle:WuZY,ShiYC,JiangJJ,WuZX,ZhangHJ,LiuYF,LiuHW.hIL-24geneinfluencesthebiologicalcharacteristicsofthekeloidbyregulatingtransforminggrowthfactor-beta/Smadpathway.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(33):4926-4932.0引言Introduction瘢痕疙瘩是继发于皮肤损伤如创伤、烧伤或手术后，以胶原过度沉积于真皮和皮下组织为特征的皮肤胶原性疾病。与增生性瘢痕(HS)不同，瘢痕疙瘩超过皮损边缘呈浸润性生长，侵犯临近组织，无自限性，易造成功能障碍，有好发部位，多见于有色人种，不发生退行性变化，单纯手术切除后易复发，必须辅以电子线照射等综合治疗，有良性真皮肿瘤之称。尽管国内外学者从组织、细胞和分子水平上，对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖和分化活性异常、细胞外基质过度沉积的病理机制不断进行探讨，也了解到瘢痕的过度增生涉及炎症、免疫、生长因子和某些基因的变化，但是仍不清楚其确切机制，治疗方面尚无突破性进展。近年来，许多研究显示瘢痕疙瘩的形成可能是由于成纤维细胞胶原合成失调(主要表现为不成比例增加)所致，导致这种失控的原因是控制胶原mRNA转录的有关基因缺失、增加或突变，以致胶原mRNA转录增加[1-2]。许多研究也显示，瘢痕疙瘩成纤维细胞过度增殖和胶原过度合成的原因可能与基因的结构异常及功能异常有关[3]。因此寻找瘢痕疙瘩的相关调控基因已成为当前瘢痕研究的热点。hIL-24是单拷贝基因，定位于的1q32-41，由7个外吴志远，等.hIL-24基因通过调控转化生长因子β/Smad通路影响瘢痕疙瘩的生物学特性P.O.Box10002,Shenyang110180个内含子组成，含有49个氨基酸的信号肽。hIL-24表达可在对正常细胞无影响的前提下，特异性诱导肿瘤细胞凋亡，有效抑制原位癌和转移癌的生长。已有研究表明，h