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青蒿琥酯对增生性瘢痕成纤维细胞Ⅲ型胶原表达的影响

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JOURNAL OF GUANGX MEDICAL UNII VERSITY I广 西 医 科大 学 学 报 2。17 M 。ay;34(5) ・ 695 ・ 青蒿琥酯对增生性瘢痕成纤维细胞Ⅲ型胶原表达的影响 李530021) 战 ,农晓琳 黎丁菱 ,李佳荃 ,(1.广西医科大学附属口腔医院口腔颌面外科,南宁 530021;2.广西医科大学医学科学实验中心,南宁 摘要 目的:研究青蒿琥酯(ART)对增生性瘢痕来源的成纤维细胞(HFBs)的Ⅲ型胶原(COLIII)蛋白表达的影响。方法:原代 培养人HFBs,分为空白对照组和ART干预组(分别用75 Fmol/L、150 Fmol/L、300/lmol/L、600 Fmol/L ART干预24 h),荧 光定量PCR(q-PCR)法检测Ⅲ型前胶原 1链(proCOL3A1)的基因转录情况,western blotting法检测COLIII蛋白的表达,酶联 免疫吸附试验(ELISA)检测基质金属蛋白酶1(MMP一1)的含量。结果:与空白对照组比较,ART干预组的proCO・L3A1 mR— NA相对表达量明显降低,且不同浓度ART组间比较差异有统计学意义(P<O.01)。ART干预组COLIll蛋白表达水平明显 下降,细胞培养上清液中MMP一1含量明显升高,且各浓度组间两两比较差异均有统计学意义(均P<o.05或P<O.01)。结 论:ART能抑制人HFBs的COLIII的基因转录和蛋白水平,同时促进MMP一1分泌增加,加速胶原降解,抑制细胞外基质沉积, 这可能是ART治疗增生性瘢痕的机制之一。 关键词增生性瘢痕;成纤维细胞;青蒿琥酯;Ⅲ型胶原;基质金属蛋白酶1 文献标志码:A 文章编号:1005—930X(2017)05—0695-03 中图分类号:R285 D0I:10.16190/j.cnki.45—1211/r.2017.05.014 Effect of artesunate on the expression of typeⅢcollagen in hypertrophic scar fibroblasts Li Zhan ,Nong Xiaolin ,Li Dingling ,Li Jiaquan .(1.Department of Oral and Maxillofacial Surgery,The Affiliated Hospital of the Schoo1 of Stomatology,Guangxi Medical University,Nanning 530021,China;2. Medical Research Center,Guangxi Medica1 University,Nanning 530021,China) Abstract Objective:To investigate the effect of artesunate(ART)on the expression of type III collagen (COLⅢ)in hypertrophic scar fibroblasts(HFBs).Methods:HFBs isolated from tissue specimens of hy— pertrophic scar were treated with different concentrations(75,15O,3O0 and 600/ ̄mol/L)of ART for 24 h.The mRNA expression of proCOL3A1 w3s detected by fluorescent quantitative PCR(q—PCR).The protein expression of COLⅢwas detected by western blotting.The matrix metalloproteinase(MMP)1 level in supernatants was assessed by enzyme—linked immuno—sorbent assay(ELISA).Results:The pro— COL3A1 mRNA level and the COL Ill protein expression 1evel were decreased,while the MMP一1 level in supernatants of culture medium was increased in ART groups as compared with the control group(P< 0.O1).There were statistical differences in above indexes among different ART concentration groups(P <O.05 or P<0.01).Conclusion:ART may have a curative effect on hypertrophic scar,and the mecha— nisms may be related to the inhibition of MMP一1 release and the regulation of COL m expression. Keywords hypertrophic scar;fibroblasts;artesunate;type[II collagen;matrix metal1oproteinase一1 皮肤增生性瘢痕是临床上常见的疾病之一,常 可不同程度地影响患者的容貌和功能,处理棘手。 在创伤愈合过程中,由多种原因所致,以成纤维细胞 为主的细胞成分增殖过度、以胶原为主的细胞外基 衍生物,临床广泛应用于治疗疟疾,近年来研究表明 其还具有抗肿瘤、抗纤维化等作用 刮。本研究通过 体外培养人皮肤增生性瘢痕标本的成纤维细胞,使 用ART干预,检测Ⅲ型胶原(C0Lm)及其降解因 子基质金属蛋白酶1(MMP一1)的表达,以期为开发 质沉积过多,则可导致增生性瘢痕的形成I1]。青蒿 琥酯(ART)是由广西优势药材青蒿合成的水溶性 *基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.81060156); 广西自然科学基金资助项目(No.桂科青0447033);广西科 学研究与技术开发计划资助项目(No.桂科能14123006—2); 治疗瘢痕增生的中药提供理论依据。 1材料与方法 1.1主要试剂 ART(桂林南药公司);DMEM培 养基、胎牛血清(美国Gibco公司);1 000 U/mL青 霉素一1 000 mg/L链霉素双抗、0.25 胰蛋白酶一 EDTA(北京碧云天公司);RNAiso Plus、逆转录试 广西中医药科技专项重点课题(No.GZKZ10—010) △通信作者,E-mail:xnong@gxmu.edu.cn 收稿日期:2O17-0l一24 ・ 696 ・ 剂盒、PCR试剂盒(口本Takara公司);兔抗人C()I Ⅲ多克隆抗体(美国N()VUS公司);鼠抗人B—actin 单克隆抗体(上海康成生物T程有限公司);MMP 1 酶联免疫吸附试验(El ISA)试剂盒(武汉博十德生 物T程有限公司)。 1.2标本来源 标本均来源丁广西医科大学第一 附属医院烧伤整形外科手术切除的增生性瘢痕(临 床及病理证实),病程3~6个月。纳入标准为近 2年内未接受瘢痕治疗,无系统疾病者,取材前经患 者及其家属知情同意。 1.3 原代培养 无菌条件下切取手术部位增生瘢 痕组织,组织块法进行原代培养。待细胞爬满瓶底 3/4后,以0.25 胰蛋白酶一EDTA消化液消化,小 心仔细吹打使细胞脱壁,分瓶培养。反复传代过程 中不断纯化成纤维细胞,采用第3~5代细胞进行干 预。按5×10 个细胞/mI 接种于25 cm:培养瓶中, 培养24 h后,实验共分5组:空白对照组为不含 ART的培养基,ART干预组为分别含75/xmol/I 、 1 50 flmol/I 、300 fmml/I 、600/,otol/I ART的培养 基,干预时问为24 h。 1.4实时荧光定量PCR(q-PCR)测定Ⅲ型前胶原 &1链(proC()I 3A1)mRNA相对表达量 提取细胞 总RNA,逆转录成cDNA后进行PCR扩增反应, PCR反应条件:95℃预变件30 S,95℃变性5 S, 6O℃退火、延伸3O S,共40个循环;添加溶解I掬线。 用2△ 法计算proC()I 3A1基因的相对表达量。 由Takara公司进行引物设计及合成(以GAPI)H为 内参),通过NCBI数据库行BI AST验证引物的特 异性,引物序列见表1。 表1 基 引物序列 基冈 引物序列 (;APDH 上游:5’( (、A【、(、( T(、AA( ( 【、TGAGAA(、3’ 游:5’TG( T( AA(;A(、( 【:【’A( T(;( A 3’ p r(】(、()I 3A1}:游:5’ATGAAGG FGAAI、 l、CAAGG4"I、(;AAG 3 下游:5’一CCA4"47AAl、G I、 ATAGGGq、GCAATA 3’ 1.5 western blotting法检测(:()I Ⅲ的蛋白表达 每25 cm 细胞加入蛋白裂解液200 I ,冰上裂 解细胞30 min,离心(10 000 r/min,2O min)收集总 蛋白,BCA法测蛋白含量。进行聚丙烯酰氨凝胶电 泳、转膜,5 牛奶室温下封闭2 h,一抗(1:500) 4℃孵育过夜,室温下孵育二抗(1:5 000)30 min。 8一actin(1:10 000)作为内参对照。暗拳内进行 ECI 化学发光、显影、定影。扫描胶片后使用Quan— tity()ne软件分析。 1.6 El ISA检测细胞培养上清液中MMP 1的蛋 白水平 双抗体夹心EI ISA检测上清液中MMP 1 的蛋白浓度,具体操作严格按照El ISA试剂盒说明 进行。用酶标仪检测450 nm处各孔吸光度(()D) 值,根据标准品浓度绘制标准曲线(Curve Experl 广两医科大学学报2Ol7 May;34(5) 1.4),绘制标准曲线,计算各组MMP一1蛋白浓度。 1.7统计学方法 采用SPSS 16.0软件进行统汁 学分析,计量资料以均数±标准差( ± )表示,多 样本问比较采用完全随机设计单冈素方差分析,组 问两两比较采用SNK(,检验,以P<0.05为筹异 具有统汁学意义。 2 结 果 2.1 细胞原代培养情况 经原代培养5~7 d后, 即可 组织块边缘有长梭状细小贴壁细胞爬jfI'之 后梭形细胞迅速增殖,1 5~20 d即可大致长满培养 瓶;经传代后3~5 d可再次进行传代,传代3次后 即可获得较纯的增生性瘢痕成纤维细胞(结果已另 文报道 )。 2.2 ART对proC()I 3A1 tuRNA表达的影响 各 干预组的proCOI 3A1 mRNA基因卡H对表达量均明 显低丁空白对照组,且差异具有统计学意义(P< 0.01)。其中 ART 75 vmol/I 组和 ART 300/lmol/L组,ART 150 ptmol/L组与ART 600/ ̄mol/I 组比较差异有统计学意义(P<0.01), 见表2。 表2 AR1、对proC()I 3A1 mRNA表达的影响 (, 一6,、 -± ) 组别 RQ值 空F1对照组 1.000 ART 75 f,mol/I 组 ()。603±0.033 AR~I l 50 11tool/1 组 0.358±0.027 ART 300 tmmI/1 组 0.241±0.0l5 、 ART 600 tmlol/L组 O.1 66±0.011 空白对照组比较, P<0.01;与AR一1 75/mml/l 组比较,‘、P d0.01;与ART 150 f,mol/l 组比较, P d0.01。 2.3 ART对COl III蛋白表达的影响 各ART十 预组COl Ⅲ蛋白均明 降低,且与窄r{对照组相比 较差异均有统计学意义(均P G0.01);且各干预组 之问两两比较,差异均有统计学意义(均P G0.01), 见图1、表3。 2 3 4 5 COL一Ⅲ 138 ku 43 ku l:空 对照组;2:ART 75 Ilmol/I 组;3:ART 150 t. ̄mol/L组;4:ART 300 tzmol/I 组;5:ART 600/,mol/I 组。 I-N 1 weslern blolling蛋n电泳 2.4 ART x寸MMP一1蛋白水平的影响 随着ART 浓度的增高,细胞分泌MMP 1逐渐增多,且除ART 75/,mol/I 组外,其他各组MMP—l含量均较窄白对 李 战,等.青蒿琥酯对增生性瘢痕成纤维细胞Ⅲ型胶原表达的影响 照组明显升高(均P<0.01);各干预组间两两比较, 差异均有统计学意义(均P<0.05),见表4。 表3 ART对COLI]I蛋白表达的影响( 一3, ±s) ・ 697 ・ 步研究ART对增生性瘢痕成纤维细胞的COLⅢ蛋 白浓度及MMP一1的蛋白分泌水平的影响。本研究 发现,ART能下调proCOL3A1 mRNA的表达(P <O.05),且随着ART浓度的上升,COLⅢ蛋白蛋 白表达水平显著降低(P<0.05),并呈一定的浓度 依赖性。本研究同时发现,ART作用后,可MMP一1 分泌增加(P<0.05),且随着ART浓度的提高,促 进作用逐渐增强。从而推测ART可通过上调 4 1 6 3 7 MMP~1蛋白分泌,加速CoLⅢ为代表的细胞外基 O 2 9 1 3 1 1 2 ■ ● ● 组别 空白对照组ART 75 btmol/L组ART 150 umol/L组ART 300 Fmol/L组ART 600 umol/L组COLIU蛋白 0.488±0.Ol8 0.276±0.010 0.198±0.007 0.117±0.008 0.011±0.002 ‘ ● 6 8 2 8 7 ● ±质降解,±±+一+一进一步减少细胞外基质的沉积。  1 1 1 2 3 ● ● ■ ● ● 与空白对照组比较, P<0.01;与ART 75/ ̄mol/L组比较, P<0.01;与ART 150 umol/L组比较, P<O.01;与ART 600 ffmol/L组比较, P<O.01。 表4 ART对MMP一1蛋白水平的影响(n一3,-17±5) 组别 MMP一1蛋白浓度/(ug/L) 空白对照组 ART 75 umol/L组 ART 150 ffmol/I 组 ART 300 t ̄mol/L组 ART 600 umol/L组 与空白对照组比较, P<O.O1;与ART 75 Fmol/L组比较, P<O.05;与ART 150 btmol/L组比较, P<O.05;与ART 600 umol/L组比较, P<0.05。 3 讨 论 瘢痕是损伤组织修复的结果,是临床常见病与 多发病,是医学研究的重要课题之一。研究表明, 7O 的烧伤患者会发展成为增生性瘢痕r4]。目前常 用治疗措施包括手术切除、硅胶膜制品贴敷、瘢痕内 注射激素类药物及激光等 ],但总体来说疗效仍欠 理想。 成纤维细胞是组织创伤修复过程中细胞外基质 沉积的主要效应细胞[1],其增殖异常或凋亡延迟均 可导致细胞外基质的分泌及降解失去平衡,从而导 致细胞外基质的过度沉积,并形成排列紊乱的胶原 结节。增生性瘢痕胶原结节处细胞功能活跃部分胶 原结节以C0LⅢ为主,而部分胶原结节以I型胶原 为主l6]。人类增生性瘢痕标本中I、COLⅢ含量与 正常皮肤相比较明显增高 ],抑制COLUI的基因及 蛋白表达水平则可达到减轻瘢痕增生的目的_8]。 C0LⅢ蛋白由3条相同的 1链构成,由对应的前胶 原基因编码。细胞外基质的降解又受到组织细胞所 分泌的基质金属蛋白酶类的。MMP一1可特异 性松弛胶原中的三维螺旋结构,其含量多少及活性 高低直接影响细胞外基质的降解过程口]。研究表 明,在增生性瘢痕中MMP一1的表达明显降低[g],药 物作用使MMP一1水平升高后则可抑制瘢痕增 生 。 本课题组在前期实验已发现ART可抑制增生 性瘢痕成纤维细胞的增殖能力,并上调MMP一1基 因表达 ]。因此,本研究在前期实验的基础上,进一 3 8 4 3  7 8 1综上,本实验证实了ART能通过下调CoLⅢ  7 * * * 前胶原基因编码而减少CoLⅢ蛋白的合成;同时,△ # ▲  ART通过上调MMfL1的表达,从而加速胶原的降 解,从而发挥抗瘢痕增生作用。然而,增生性瘢痕发 生发展所涉及信号通路错综复杂,ART是否可通过 调节某些信号通路而胶原合成或降解而抑制增 生性瘢痕,仍需通过基因芯片或蛋白芯片等高通量 筛选法进一步研究探索。 参考文献: 1 1 1 DARBY IA,ZAKUAN N,BILLET F,et a1.The myofi— broblast.a key eel1 in normal and pathological tissue re— pair[J ̄.Cell Mol Life Sci,2016,73(6):1145—1157. 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