周期性机械拉伸对人真皮成纤维细胞增殖及胶原蛋白代谢的影响

作     者：邱海霞 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安美文

授予年度：2014年

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

主      题：周期性机械拉伸 成纤维细胞 增殖 胶原蛋白代谢 

摘      要：皮肤创面愈合是一个复杂而有序的动态生物学过程,依赖于成纤维细胞与细胞外基质间的相互影响、相互作用。正常生理状态下,人真皮成纤维细胞处于皮肤张力作用下,成纤维细胞的增殖、分化、胶原蛋白代谢及基因表达等生物学过程都与其所处的力学环境有关。了解与调控张力作用下成纤维细胞的生物学行为是促进伤口愈合、提高愈合质量、预防瘢痕异常增生等皮肤疾病及慢性难愈性创面的基础与关键。体外研究周期性机械应力刺激对成纤维细胞生物学行为的影响,有助于进一步了解皮肤创面愈合的生物学机制,为皮肤疾病的治疗方法及评估提供重要参考。本实验通过FX-4000柔性基底应变加载系统对人真皮成纤维细胞进行力学环境培养,研究力学刺激对成纤维细胞增殖及胶原蛋白基质代谢的影响,主要研究内容及结论如下： 1.采用胶原酶消化法原代提取与培养人真皮成纤维细胞,以3×104/ml密度接种于裱衬Ⅰ型胶原蛋白的柔性细胞6孔培养板,采用FX-4000柔性基底应变加载系统对人真皮成纤维细胞施加频率为0.1Hz、拉伸幅度分别为10%和20%的周期性机械拉伸,并于拉伸后24h和48h提取细胞mRNA、收集细胞及细胞培养液上清,以无压力培养为静态对照。 2.采用流式细胞仪检测细胞周期,分析S期占整个细胞周期的百分比,S期代表细胞增殖特性,S期所占百分比越高,表明细胞增殖越旺盛。实验结果表明：与静态对照组比较,10%拉伸幅度作用24h后,S期占细胞周期的比例显著增高,随着时间的推移,48h,S期占细胞周期的比例降低。成纤维细胞能够对0.1Hz、拉伸幅度10%、拉伸24h的力学刺激作出反应,改变细胞周期,促进成纤维细胞增殖,拉伸48h后反而下降。 3.周期性机械拉伸后,提取细胞内总RNA,收集细胞培养液上清,采用实时荧光定量PCR方法研究各组成纤维细胞内Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白mRNA的表达;ELISA方法检测各组上清液中Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的浓度。实验结果表明：10%拉伸幅度作用24h、48h及20%拉伸幅度作用24h均可以促进成纤维细胞Ⅰ型胶原蛋白mRNA的表达;10%拉伸幅度作用24h、48h均可以促进Ⅲ型胶原蛋白mRNA的表达;10%拉伸幅度作用48h及20%拉伸幅度作用24h、48h均可以促进细胞培养液上清中Ⅰ型胶原蛋白的合成;10%拉伸幅度作用24h及20%拉伸幅度作用24h、48h均可以促进细胞培养液上清中Ⅲ型胶原蛋白的合成。力学刺激能够影响细胞外基质Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白的代谢,且与力学刺激的幅度和时间有关。