压力对增生性瘢痕形成及TGF-β1/Smad信号通路的影响

目的:研究压力对增生性瘢痕(HTS)形成及转化生长因子β1(TGF-β1)/Sma和Mad同源物蛋白(Smad)信号通路的影响。方法:健康成年新西兰大白兔12只(空军军医大学动物实验中心提供)，用直径为1 cm的圆形打孔器在每侧兔耳腹侧标记出4个圆形创面，用手术小圆刀沿标记线切开皮肤全层至兔耳软骨膜，分离软骨膜及全层皮肤，刮除创面残留组织，暴露创面，术后第28天观察瘢痕形成情况。兔耳HTS模型构建成功后进行分组，采用自身对照研究，兔左耳设为实验组，右耳为对照组，用抽签法于每侧兔耳选取2个HTS模型作为研究对象，每组24个。实验组：使用4-0尼龙丝线将直径为1.5 cm的圆形钕铁硼磁铁垫上压力垫片缝合至兔耳软骨上，使用Flexiforce压力传感器测量压力大小并每周进行调整，将压力控制在20~25 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa),每天持续时间≥23 h；对照组：不做处理。在施加压力后第40天观察兔耳瘢痕大体形态，并切取组织行HE、Masson染色进行组织学研究，计算瘢痕增生指数(SEI)、成纤维细胞数、角质层厚度；采用荧光定量PCR检测TGF-β1、Smad3、Ⅰ型胶原(CollagenⅠ)、Ⅲ型胶原(Collagen Ⅲ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)mRNA相对表达量；采用蛋白质印迹法检测TGF-β1、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、α-SMA蛋白相对表达量及Smad3磷酸化蛋白(p-Smad3)相对表达量(p-Smad3与Smad3蛋白表达量的比值)。使用Excel 2019、GraphPad Prim 8.0软件进行数据统计分析，计量资料均符合正态分布，以 ± s表示，2组间比较采用配对样本 t检验， P<0.05为差异有统计学意义。 结果:12只兔共形成96个创面，有27个创面无明显增生，其余69个创面形成突出皮肤表面、质地坚硬、暗红色的瘢痕增生样组织块，瘢痕形成率为71.9%(69/96)。施加压力后第40天，与对照组相比，实验组瘢痕外观凸起明显降低，硬度变软，颜色稍浅；HE染色和Masson染色结果显示，实验组中角质层厚度、SEI和成纤维细胞数分别为(69.33±6.03) μm、1.30±0.08、(236.30±14.64)个/视野，均显著低于对照组的(114.00±10.15) μm、1.72±0.05、(320.30±14.57)个/视野(均 P<0.01)，真皮层未见丰富的毛细血管、炎性细胞和成纤维细胞，胶原纤维排列有序，且较稀疏。荧光定量PCR检测结果表明，实验组TGF-β1、Smad3、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、α-SMA mRNA相对表达量分别为0.48±0.08、0.58±0.05、0.04±0.01、0.15±0.02、0.31±0.03，均低于对照组的1.00±0.07、1.00±0.05、1.00±0.08、1.00±0.10、1.00±0.06(均 P<0.01)。蛋白质印迹法检测结果显示，实验组TGF-β1、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ、α-SMA蛋白相对表达量及Smad3磷酸化蛋白相对表达量分别为0.65±0.03、0.07±0.01、0.43±0.03、0.53±0.03、0.54±0.03，均低于对照组的1.02±0.06、0.93±0.05、0.92±0.03、0.82±0.03、0.92±0.03(均 P<0.01)。 结论:压力疗法可明显抑制瘢痕的增生，改善HTS组织结构，有利于胶原纤维蛋白的正常排列，减少胶原蛋白的过度沉积；压力疗法可能通过调控TGF-β1/Smad信号通路来抑制瘢痕的增生。