機(jī)械應(yīng)力對表皮干細(xì)胞增殖、分化影響的研究.pdf

1、人體細(xì)胞生長在機(jī)體提供的微動力學(xué)環(huán)境中，機(jī)械應(yīng)力不僅能引起細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化，還能調(diào)控細(xì)胞的功能狀態(tài)，影響細(xì)胞的增殖、分化及凋亡，在某些生理和病理過程中起著重要作用。業(yè)已證明，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械應(yīng)力可促進(jìn)細(xì)胞增殖與分化，通過外力刺激因素獲得“額外”組織的臨床技術(shù)均是基于這一理論，并已在臨床上收到了令人滿意的療效。如骨科的肢體牽引延長術(shù)、骨折的加壓固定術(shù)、顱頜面外科的顱頜骨牽引術(shù)以及整形外科的皮膚軟組織擴(kuò)張術(shù)(skinsoft-tissueexp

2、ansion，SSTE)等。同時研究表明，不同種類的細(xì)胞有明顯的異質(zhì)性，對相同的應(yīng)力刺激所表現(xiàn)出的效應(yīng)不同，而同一細(xì)胞對不同的應(yīng)力響應(yīng)也不同，因此，其他研究領(lǐng)域的結(jié)果難于指導(dǎo)某一領(lǐng)域的臨床實踐。目前開展的相關(guān)基礎(chǔ)研究比較活躍的領(lǐng)域主要集中在骨細(xì)胞(研究應(yīng)力成骨)、血管平滑肌細(xì)胞(研究高血壓)、血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞(研究腎小球性高血壓)、以及肺上皮細(xì)胞等，而與SSTE相關(guān)的研究文獻(xiàn)報道甚少。更未見應(yīng)力與表皮干細(xì)胞(epiderma

3、lstemcells，ESCs)相關(guān)性的文獻(xiàn)。 自1976年Radovan發(fā)明可控式擴(kuò)張器以來，SSTE已廣泛應(yīng)用于臨床，數(shù)以萬計的患者從中受益，現(xiàn)已成為整形外科的常規(guī)治療手段之一。雖然SSTE經(jīng)過了30年的發(fā)展，在實驗研究、臨床應(yīng)用、擴(kuò)張方法、并發(fā)癥防治等諸多方面取得了長足的進(jìn)展，然而，其擴(kuò)張周期較長、并發(fā)癥較多的缺憾仍尚未從更本上獲得解決。因此，如何縮短擴(kuò)張時間、減少并發(fā)癥即成為SSTE研究領(lǐng)域的焦點問題。業(yè)已證明，擴(kuò)張產(chǎn)生

4、的“額外”皮膚來源于皮膚的機(jī)械蠕變、彈性擴(kuò)張和生物性增殖，其中盡快獲得生物性增殖、充分有效的刺激細(xì)胞的有絲分裂活動而獲得所需要的“額外”皮膚量，可能是克服上述難題的根本所在，但迄今為止，皮膚細(xì)胞在擴(kuò)張過程中的增殖分化行為尚不甚清楚。ESC作為皮膚組織的特異性干細(xì)胞，不僅是維持皮膚日常新陳代謝的主要功能細(xì)胞，而且與創(chuàng)面的修復(fù)亦緊密相關(guān)。但目前就有關(guān)ESC在SSTE過程中所起到的具體作用，或與皮膚擴(kuò)張間的關(guān)系尚鮮為人知。為此，深入認(rèn)識SST

5、E過程中ESC的分布、增殖與分化特征以及相關(guān)的調(diào)控機(jī)制，無疑對充實、完善SSTE基礎(chǔ)理論以及對指導(dǎo)臨床更加完美地應(yīng)用SSTE有著極其重要的意義。 為此，本研究擬以離體與在體兩種手段開展以下實驗觀察： 利用表皮干細(xì)胞及其增殖、分化過程中不同的細(xì)胞表面標(biāo)志物以及增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)標(biāo)記增殖期細(xì)胞的特點，采用免疫組織化學(xué)法觀察擴(kuò)張過程中具有增殖能力的表皮干細(xì)胞、短暫擴(kuò)充細(xì)胞的分布與數(shù)量差異，初步觀察皮膚擴(kuò)張術(shù)對表皮干細(xì)胞

6、增殖分化的影響，可進(jìn)一步研究表皮干細(xì)胞在皮膚擴(kuò)張中的作用。 此外，用機(jī)械應(yīng)力作用于體外培養(yǎng)的細(xì)胞，研究其受應(yīng)力作用后的各種變化，是目前細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展十分迅速的一種方法。通過分離培養(yǎng)人表皮干細(xì)胞，建立可行的壓應(yīng)力細(xì)胞培養(yǎng)體系裝置，觀察和研究壓應(yīng)力對表皮干細(xì)胞增殖分化的影響。 [目的]：觀察大鼠活體皮膚軟組織擴(kuò)張術(shù)對其擴(kuò)張表皮細(xì)胞增殖分化特征的影響以及間歇壓應(yīng)力對離體表皮干細(xì)胞增殖分化特征的影響并探討其可能的作用機(jī)制。

7、 [方法]： 1)36只Wistar大鼠制作皮膚擴(kuò)張動物模型，并隨機(jī)分為擴(kuò)張組和非擴(kuò)張對照組。利用表皮干細(xì)胞表達(dá)角蛋白(keratin19，K19)、p63，短暫擴(kuò)充細(xì)胞表達(dá)K14及增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)的特點，分別于擴(kuò)張過程中與擴(kuò)張后的不同時相點，采用鏈霉卵白素一生物素(SP)免疫組織化學(xué)染色法檢測擴(kuò)張皮膚表皮干細(xì)胞和短暫擴(kuò)充細(xì)胞的分布特征，及常規(guī)HE染色觀察擴(kuò)張皮膚表皮的厚度改變。 2)通過我們已建立的鼠表

8、皮干細(xì)胞體外分離、培養(yǎng)的方法，進(jìn)行人表皮干細(xì)胞的體外分離、培養(yǎng)，并利用鏈霉卵白素一生物素(SP)免疫組織化學(xué)染色法和細(xì)胞周期分析進(jìn)行鑒定；采用培養(yǎng)細(xì)胞加壓裝置施以不同壓應(yīng)力(4kPa，6kPa，8kPa，10kPa，12kPa)對表皮干細(xì)胞加壓，利用表皮干細(xì)胞特異性表達(dá)角蛋白19及終末分化細(xì)胞表達(dá)角蛋白10的特點，以鏈霉卵白素-生物素(SP)免疫組織化學(xué)染色法檢測加壓前后表皮干細(xì)胞和終末分化細(xì)胞的變化情況。 [結(jié)果]：

9、1)擴(kuò)張皮膚的表皮層明顯增厚，不僅其基底層K19、p63、K14和PCNA陽性細(xì)胞的數(shù)量明顯增多，而且在棘層和顆粒層可見K19、p63、K14及PCNA陽性細(xì)胞的表達(dá)； 2)分離、培養(yǎng)的表皮干細(xì)胞K19免疫組化染色陽性，細(xì)胞周期分析有84.80％的細(xì)胞處于G1期；8kPa以上的間歇壓應(yīng)力作用粘附于硅膠膜上的表皮干細(xì)胞1周后，其數(shù)量明顯增多，免疫組化染色發(fā)現(xiàn)其中有角蛋白10陽性細(xì)胞。 [結(jié)論]：本研究發(fā)現(xiàn)皮膚軟組織擴(kuò)張術(shù)的