本文關鍵詞：低氧預處理促進表皮細胞趨電性遷移的研究

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【摘要】：研究背景:表皮細胞有效地向創(chuàng)面中心遷移是創(chuàng)面愈合過程中的關鍵步驟。表皮細胞要實現(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)面內源性的直流電場作為一個重要的方向信號指導表皮細胞有效地向創(chuàng)面中心的遷移。創(chuàng)面內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多種細胞朝著一定的方向遷移,稱之為趨電性。表皮細胞在直流電場中從正極向負極遷移,這跟在體表皮細胞在內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識更加重要。然而創(chuàng)面微環(huán)境是復雜的。表皮細胞向創(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。盡管一些細胞膜蛋白和胞漿蛋白已經(jīng)被證實是表皮細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)周細胞氧耗的增加,導致創(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胞和成纖維細胞的運動性,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胞的運動,更重要的是表皮細胞運動的方向。然而,低氧是否會對創(chuàng)面愈合過程表皮細胞方向性的遷移產(chǎn)生影響還未見文獻報道。大量的研究描述了表皮細胞趨電性的遷移,然而這些研究都是在常氧條件進行的,都忽略了在體表皮細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處理對原代小鼠表皮細胞趨電性遷移的影響及其機制,進一步認識創(chuàng)面低氧微環(huán)境促進創(chuàng)面愈合的機制,為臨床上探索進一步促進創(chuàng)面愈合的治療新方法提供新思路。內容與方法:1、建立外加直流電場誘導表皮細胞趨電性遷移的實驗模型,觀察常氧條件下原代小鼠表皮細胞趨電性遷移特征。2、對比觀察不同濃度的低氧預處理對原代小鼠表皮細胞趨電性遷移特征的影響。3、對比觀察不同時間的低氧預處理對原代小鼠表皮細胞趨電性遷移的影響。4、對比觀察低氧預處理對電場刺激條件下單層表皮細胞創(chuàng)面愈合及表皮細胞趨電性遷移的影響。5、檢測低氧預處理對細胞內ROS水平變化的影響;明確ROS在低氧預處理促進表皮細胞趨電性遷移中的作用,初步闡明低氧預處理影響表皮細胞趨電性遷移的機制。結果1、通過我們建立的科學、實用、可實時動態(tài)觀察外加直流電場下細胞遷移的實驗模型,發(fā)現(xiàn)原代小鼠表皮細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胞趨電性遷移的電壓閾值為大于25mV/mm、小于50mV/mm。2、低氧預處理能夠促進表皮細胞趨電性遷移,此促進作用呈氧濃度和預處理時間依賴性,其中以6小時2%的低氧預處理的促進作用最明顯。6小時2%的低氧預處理能增強表皮細胞趨電敏感性,降低表皮細胞趨電性電壓閾值(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%的低氧預處理導致表皮細胞趨電性遷移受抑,這一抑制作用可能與長時間低氧預處理降低表皮細胞的活性有關。3、低氧預處理能促進電場刺激條件下單層表皮細胞創(chuàng)面愈合,該促進作用大于單獨低氧預處理與單獨外加電場對創(chuàng)面愈合的促進作用之和。4、ROS是電場誘導表皮細胞方向性遷移的必需信號分子,但不是表皮細胞運動所必需的的。低氧預處理通過增加細胞內ROS的生成促進了表皮細胞趨電性遷移。結論本研究在建立科學、實用、可實時動態(tài)觀察外加直流電場誘導表皮細胞趨電性遷移實驗模型的基礎上,發(fā)現(xiàn)低氧預處理通過增加細胞內ROS生成促進表皮細胞趨電性遷移,此促進作用呈低氧預處理時間和氧濃度依賴性,其中以6小時2%的低氧預處理對表皮細胞趨電性遷移的促進作用最為明顯,且該低氧預處理條件能顯著促進電場刺激的單層表皮細胞創(chuàng)面愈合過程,研究進一步揭示了對創(chuàng)面低氧微環(huán)境促進創(chuàng)面愈合的作用機制,為臨床探索促進創(chuàng)面愈合的新技術、新方法提供了嶄新思路。
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R641

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本文編號：1204827