趙建玲,王尚宏
(1.山西醫科大學汾陽學院,山西汾陽 032200;2.山西中醫學院附屬醫院,山西 太原 030001)
皮膚是人體最大的器官,它不僅構成人體的巨大物理屏障,而且還有強大的免疫監視作用。皮膚創傷會引發局部組織的損傷,也可導致局部乃至系統的免疫反應[1,2]。創傷的愈合是一個復雜的過程,機體產生的大量炎癥細胞、成纖維細胞、血管內皮細胞及由他們合成分泌的大量生長因子和細胞因子參與了這一過程的調控。其中,皮膚成纖維細胞是傷口愈合的重要修復細胞之一。有研究證明干擾素-γ(IFN-γ)能夠抑制成纖維細胞合成膠原蛋白 ,從而可能導致傷口愈合的延遲。本研究通過制作小鼠急性創傷模型,探討上述假設,從而為創傷的治療提供有力的科學依據,用于指導臨床用藥。
清潔級雄性昆明小鼠40只,體重25~30 g。小鼠背部剃毛后,肌肉注射速眠新Ⅱ(1 mL/kg)麻醉,去毛區用偏溫蒸餾水擦洗干凈,常規消毒,背部皮膚在自然松馳狀態下,于近頸側以脊柱為中線切除約1 cm×1 cm的正方形全層皮膚,創面以消毒紗布止血后暴露。
將40只模型小鼠隨機分為實驗組和對照組,各20只。實驗組同時接受IFN-γ注射,100萬IU/支,隔日1次,每次1支,連續治療14 d;IFN-γ為100萬IU/支,比活 性>1.5× 10 IU/mg蛋白 (企業內控標準>1.6×10 IU/mg蛋白),蛋白含量:65 g/支,純度>98%,包裝:100萬IU/支(由上海克隆生物高技術有限公司提供)。對照組不用任何藥物,常規飼養,觀察傷口的自然愈合過程。傷口愈合的標準定義為:創面完全上皮化所需的時間,而上皮化完全依靠肉眼觀察[1]。
實驗組20只小鼠,傷口愈合時間為14~20 d,平均(16.08±1.73)d,對照組20只小鼠傷口愈合時間為10~15 d,平均(12.75±1.54)d,差異有統計學意義(t=4.98,P=0.00)。第 14 天,實驗組動物傷口愈合1只,對照組18只,二者相比,后者明顯多于前者(u=28.97,P=0.00)。
創傷后組織的修復是創傷外科的一個基本問題,創傷愈合包括創傷后的炎癥反應、細胞外基質的形成、肉芽組織的生成及再上皮化的過程,有大量炎癥細胞、成纖維細胞、血管內皮細胞及由他們合成分泌的大量生長因子和細胞因子參與,其中成纖維細胞在此過程中發揮著重要作用。細胞增殖是修補創傷缺損的重要一環,是創傷愈合過程中最重要的細胞活動之一。表淺的損傷主要通過上皮細胞的增殖、遷移,覆蓋創面完成,但大多數軟組織損傷修復則需通過肉芽組織生成的形式進行,而成纖維細胞是構成肉芽組織最重要的功能細胞之一。它不僅可以分泌細胞外基質,還可以合成和分泌多種細胞因子來調節創傷修復。成纖維細胞在創傷及組織修復中的數量及功能狀態是決定和影響創面修復進程和預后的關鍵因素,而其數量由其增殖和凋亡的平衡狀態決定。研究表明,慢性創面修復時,其局部的主要變化就是創面組織生成障礙和局部高蛋白酶活性狀態所致的膠原沉積不足。因此,成纖維細胞的增殖發生障礙及膠原合成和降解失衡,是直接影響創面愈合的重要原因。已知IFN通過增加細胞表面分子表達,如:β2-微球蛋白、Ⅰ類MHC抗原,免疫球蛋白G(IgG)-Fc受體和介入免疫識別而上調許多免疫反應。I型IFN和Ⅱ型IFN都異常激活Ⅰ類MHC抗原表達,但只有Ⅱ型IFN能刺激激活體液和細胞所需要的免疫Ⅱ類MHC抗原(HLADR)重新合成。調節免疫反應與炎癥反應相關的細胞黏附分子,如胞內黏附分子-1(ICAM-1)和其他細胞表面標志物,如9~27/Leu13的表達也由 IFN尤其是Ⅱ型 IFN激活[3]。IFN-γ由免疫細胞,如NK細胞、T細胞和 B細胞產生,受有絲分裂原和抗原誘導,以糖基化的同型二聚體與靶點受體和IFNGR1和IFNGR2結合,通過信號轉導途徑,主要起免疫調節作用[4]。
目前關于IFN-γ對創傷愈合的影響尚未見報道。岑瑛等[5]發現:IFN-γ抑制成纖維細胞生長,抑制向肌成纖維細胞分化,促進成纖維細胞凋亡。劉佳琪等[6]的研究證明:IFN-γ呈時間和劑量依賴方式下調Smad 3、上調 Smad 7,降低基礎狀態下或經 TGF-β_1誘導后 KFb的 CTGF和 α-SMA表達量,表現出對TGF-β/Smad信號通路的顯著拮抗作用,并認為這可能是IFN-γ治療病理性瘢痕的重要機制。Haitao Shen等[3]也發現:在IFN-γ缺失的小鼠中,由于局部免疫反應加強,增殖期加速,傷口收縮,膠原沉積,促使傷口愈合加快。這些均與本研究結果相似。本實驗中,研究組傷口愈合時間與對照組相比明顯延遲,且在14 d時,對照組已愈小鼠只數較實驗組也顯著增多,說明IFN-γ在傷口愈合過程中發揮著相反的作用。其機制可能與IFN-γ通過免疫調節作用抑制成纖維細胞的增生,從而減緩傷口的愈合時間。這也提示IFN-γ抑制劑能夠促進創傷傷口的愈合,增強創傷的臨床治療效果。
IFN-γ作為機體系統免疫應答的重要細胞因子,隨著其生物學功能研究的不斷深入,新技術與傳統技術的集成,將實現干擾素靶向治療創新藥物的突破,實現創傷傷口的可控性治療,為研究抑制瘢痕形成的IFN-γ制劑,以及促進傷口愈合的IFN-γ抑制劑制劑提供了重要的理論依據,也為臨床工作提供了重要的指導意義。
[1]Singh KP,Prasad R,Chari PS,et al.Effect of Growth Hormone Therapy in Burn Patients on Conservative Treatment[J].Burns,1998,24(8):733-738.
[2]Pruitt BA Jr,McManus AT,Kim SH,et al.Burnwound Infections:Current Status[J].World J Surg,1998,22(2):135-145.
[3]Haitao Shen,Pamela Yao,Eunyoung Lee.Interferon-gamma Inhibits Healing Post Scald Burn Injury[J].Wound Repair Regen,2012,20(4):580-591.
[4]Sparkes BG.Immunological Responses to Thermal Injury[J].Burns,1997,23(4):106-113.
[5]岑 瑛,嚴小蓉.γ-干擾素對增生性瘢痕成纖維細胞影響的實驗研究[J].中國修復重建外科雜志,1999,13(2):122-126.
[6]劉佳琦,胡大海,張戰鳳,等.γ-干擾素對瘢痕疙瘩成纖維細胞轉化生長因子β/Smad信號通路的作用[J].中華燒傷雜志,2009,25(6):454-459.