外泌体联合A型肉毒毒素在皮肤创伤修复中的应用及机制研究

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皮肤的创伤修复是个复杂的组织修复和重塑过程,可能会导致不同的并发症,最常见的远期并发症为疤痕形成。疤痕可能与抑郁、社交回避和毁容相关,并可能对患者造成毁灭性后果,包括运动受限、美观欠佳、永久性残疾和其它影响。减少创伤修复所带来的并发症对患者来说可以减轻很多身心上的痛苦,因此,加速创伤修复、减少远期并发症是临床医生面临的一大挑战。近年来,外泌体(exosome,EXO)是转化医学研究关注热点,在创伤修复上成为新的治疗方向,而A型肉毒毒素(Botulinum toxin A,BTX-A)可以减少皮肤的局部肌肉紧张引起的肌肉牵拉,被认为是创伤修复新型、有效的治疗方法。本文通过研究创伤修复的多维度治疗,探索脂肪干细胞(adipose tissue-derived stromal cells,ADSC)来源的EXO与A型肉毒毒素的联合局部应用于皮肤创伤修复的效果,并探讨其机制,为临床上皮肤创伤修复的治疗提供新的方案和策略。1、目的:研究脂肪干细胞ADSC-EXO与BTX-A联合应用对皮肤创伤的修复效果及其机制。2、方法:(1)用PKH67标记EXO与人皮肤成纤维细胞(HSF)共培养2 h后拍照;(2)于6孔板培养HSF,用1000μl枪头垂直划伤细胞单层,随机分为对照(PBS)组、外泌体(EXO)组、肉毒素(BTX-A)组、外泌体+肉毒素(EXO+BTX-A)组,共孵育,BTX-A给予3 u/ml,分别于0 h、12 h、24h观察并拍照记录;(3)无菌手术切除皮肤全层SD大鼠背部皮肤,形成直径为10 mm的圆形伤口模型,随机分为PBS组、EXO组、BTX-A组、EXO+BTX-A组,各12只;(4)术后0、3、5、7 d在创口周围各注射一次药液,EXO组注射EXO提取物100μl(2.5×10~7partical EXO),BTX-A组注射BTX-A 100μLl(3 u/m L),EXO+BTX-A组注射EXO和BTX-A混合物,注射剂量同前,对照组注射等量PBS和等量生理盐水;(5)术后观察伤口愈合情况并拍照,第16 d取大鼠伤口区皮肤组织固定切片,HE染色镜下观察再生上皮、浸润细胞、胶原纤维束形态及血管新生情况;(6)第16 d取伤口区皮肤组织进行Western Blot及免疫组化检测瘢痕组织中VEGF、collagen I、collagen III、TGFβ1和TGFβ3表达水平。3、结果:(1)HSF细胞内可见PKH67荧光颗粒;(2)与对照组相比,在EXO处理后12 h和24 h后,HSF的迁移增加,联合应用组优于其它各组(p<0.05);(3)肉眼下观察:术后第5 d皮肤伤口愈合EXO组及EXO+BTX-A组优于PBS组及BTX-A组,第16 d EXO组伤口愈合较好,EXO+BTX-A组伤口最好;(4)第9 d时,与PBS组相比,EXO+BTX-A组疤痕面积最小(P<0.05);(5)光镜下观察到PBS组炎症细胞广泛浸润,EXO组和EXO+BTX-A组浸润细胞较少,真皮胶原分布均匀,交联较少,其中EXO+BTX-A组最佳,新生血管数多于对照组及BTX-A组;(6)WB及免疫组化显示,与PBS组比较,EXO和EXO+BTX-A的VEGF、TGF-β3表达上调;与EXO组和BTX-A组比较,EXO+BTX-A组VEGF表达较高(P<0.05)。与其它各组相比,BTX-A组TGF-β1表达下调,并且TGF-β3/TGF-β1比值上调(P<0.05)。术后16 d,与PBS组比较,EXO组和EXO+BTX-A组collagen I和collagen III表达显著下调,collagen I/collagen III比值上调(P<0.05)。4、结论:EXO及BTX-A增加HSF迁移,EXO促进新生血管生成,有利于加速伤口愈合,晚期抑制COL III、COL I形成,EXO联合应用BTX-A后,效果更好,减少肌肉及皮肤牵拉从而减少伤口微创伤和炎症,其机制也可能与上调VEGF表达、上调TGF-β3/TGF-β1和COL III/COL I比值有关。
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