本文關(guān)鍵詞：低氧預(yù)處理促進(jìn)表皮細(xì)胞趨電性遷移的研究

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【摘要】：研究背景:表皮細(xì)胞有效地向創(chuàng)面中心遷移是創(chuàng)面愈合過程中的關(guān)鍵步驟。表皮細(xì)胞要實現(xiàn)向創(chuàng)面中心快速有效地遷移,就需要知道遷移的方向。創(chuàng)面內(nèi)源性的直流電場作為一個重要的方向信號指導(dǎo)表皮細(xì)胞有效地向創(chuàng)面中心的遷移。創(chuàng)面內(nèi)源性的直流電場是皮膚創(chuàng)面形成時皮膚屏障破壞、跨上皮電勢差消失所產(chǎn)生,創(chuàng)面中心為電場的負(fù)極,創(chuàng)緣為電場的正極,此電場一直持續(xù)到創(chuàng)面完全再上皮化后才消失。以往研究表明內(nèi)源性的直流電場強度為42-100mV/mm,并且隨著時間和空間在不斷變化。在體外,生理強度的直流電場能夠指導(dǎo)多種細(xì)胞朝著一定的方向遷移,稱之為趨電性。表皮細(xì)胞在直流電場中從正極向負(fù)極遷移,這跟在體表皮細(xì)胞在內(nèi)源性直流電場中遷移的方向一致。更有意義的是最新的研究顯示電場是上皮創(chuàng)面愈合過程中最重要的方向信號,這表明電場在創(chuàng)面愈合過程中所起的作用比以往的認(rèn)識更加重要。然而創(chuàng)面微環(huán)境是復(fù)雜的。表皮細(xì)胞向創(chuàng)面中心的遷移,除了電場,可能還受到同時存在于創(chuàng)面微環(huán)境中的其他因素的影響。這些因素會對創(chuàng)面表皮細(xì)胞方向性的遷移產(chǎn)生什么樣的影響還不得而知。盡管一些細(xì)胞膜蛋白和胞漿蛋白已經(jīng)被證實是表皮細(xì)胞趨電性遷移的分子機制,但是創(chuàng)面微環(huán)境中的其他因素是否通過影響這些分子來影響表皮細(xì)胞趨電性遷移還不得而知。創(chuàng)面形成后由于局部血液循環(huán)障礙和創(chuàng)周細(xì)胞氧耗的增加,導(dǎo)致創(chuàng)面形成低氧的微環(huán)境。研究表明,在創(chuàng)面中心處氧分壓最低,為0-10mmHg(0-1.3%O2),離創(chuàng)緣越近氧分壓越高,在創(chuàng)緣處氧分壓大約為60mmHg(7.9%O2)。創(chuàng)面形成后表皮細(xì)胞沒有立即開始遷移,而是在幾個小時以后才開始遷移,低氧可能在表皮細(xì)胞遷移的啟動中起著重要作用。事實上,低氧已經(jīng)被證明能夠增強表皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的運動性,并且在創(chuàng)面的再上皮化中起著重要的作用。創(chuàng)面的再上皮化不僅依賴于表皮細(xì)胞的運動,更重要的是表皮細(xì)胞運動的方向。然而,低氧是否會對創(chuàng)面愈合過程表皮細(xì)胞方向性的遷移產(chǎn)生影響還未見文獻(xiàn)報道。大量的研究描述了表皮細(xì)胞趨電性的遷移,然而這些研究都是在常氧條件進(jìn)行的,都忽略了在體表皮細(xì)胞開始遷移之前已經(jīng)存在的創(chuàng)面低氧微環(huán)境。研究目的:本課題旨在研究低氧預(yù)處理對原代小鼠表皮細(xì)胞趨電性遷移的影響及其機制,進(jìn)一步認(rèn)識創(chuàng)面低氧微環(huán)境促進(jìn)創(chuàng)面愈合的機制,為臨床上探索進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)面愈合的治療新方法提供新思路。內(nèi)容與方法:1、建立外加直流電場誘導(dǎo)表皮細(xì)胞趨電性遷移的實驗?zāi)Ｐ?觀察常氧條件下原代小鼠表皮細(xì)胞趨電性遷移特征。2、對比觀察不同濃度的低氧預(yù)處理對原代小鼠表皮細(xì)胞趨電性遷移特征的影響。3、對比觀察不同時間的低氧預(yù)處理對原代小鼠表皮細(xì)胞趨電性遷移的影響。4、對比觀察低氧預(yù)處理對電場刺激條件下單層表皮細(xì)胞創(chuàng)面愈合及表皮細(xì)胞趨電性遷移的影響。5、檢測低氧預(yù)處理對細(xì)胞內(nèi)ROS水平變化的影響;明確ROS在低氧預(yù)處理促進(jìn)表皮細(xì)胞趨電性遷移中的作用,初步闡明低氧預(yù)處理影響表皮細(xì)胞趨電性遷移的機制。結(jié)果1、通過我們建立的科學(xué)、實用、可實時動態(tài)觀察外加直流電場下細(xì)胞遷移的實驗?zāi)Ｐ?發(fā)現(xiàn)原代小鼠表皮細(xì)胞的趨電性遷移呈外加電場的電壓和時間依賴性。在常氧條件下原代小鼠表皮細(xì)胞趨電性遷移的電壓閾值為大于25mV/mm、小于50mV/mm。2、低氧預(yù)處理能夠促進(jìn)表皮細(xì)胞趨電性遷移,此促進(jìn)作用呈氧濃度和預(yù)處理時間依賴性,其中以6小時2%的低氧預(yù)處理的促進(jìn)作用最明顯。6小時2%的低氧預(yù)處理能增強表皮細(xì)胞趨電敏感性,降低表皮細(xì)胞趨電性電壓閾值(從常氧條件下的25mV/mm至50mV/mm之間降低到25mV/mm)。然而,12小時2%的低氧預(yù)處理導(dǎo)致表皮細(xì)胞趨電性遷移受抑,這一抑制作用可能與長時間低氧預(yù)處理降低表皮細(xì)胞的活性有關(guān)。3、低氧預(yù)處理能促進(jìn)電場刺激條件下單層表皮細(xì)胞創(chuàng)面愈合,該促進(jìn)作用大于單獨低氧預(yù)處理與單獨外加電場對創(chuàng)面愈合的促進(jìn)作用之和。4、ROS是電場誘導(dǎo)表皮細(xì)胞方向性遷移的必需信號分子,但不是表皮細(xì)胞運動所必需的的。低氧預(yù)處理通過增加細(xì)胞內(nèi)ROS的生成促進(jìn)了表皮細(xì)胞趨電性遷移。結(jié)論本研究在建立科學(xué)、實用、可實時動態(tài)觀察外加直流電場誘導(dǎo)表皮細(xì)胞趨電性遷移實驗?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)低氧預(yù)處理通過增加細(xì)胞內(nèi)ROS生成促進(jìn)表皮細(xì)胞趨電性遷移,此促進(jìn)作用呈低氧預(yù)處理時間和氧濃度依賴性,其中以6小時2%的低氧預(yù)處理對表皮細(xì)胞趨電性遷移的促進(jìn)作用最為明顯,且該低氧預(yù)處理條件能顯著促進(jìn)電場刺激的單層表皮細(xì)胞創(chuàng)面愈合過程,研究進(jìn)一步揭示了對創(chuàng)面低氧微環(huán)境促進(jìn)創(chuàng)面愈合的作用機制,為臨床探索促進(jìn)創(chuàng)面愈合的新技術(shù)、新方法提供了嶄新思路。
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R641

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本文編號：1204827