ADSCs、VEGF和GM-CSF修复成纤维细胞放射性损伤的机制研究.pdf
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8、erm clinical outcomes of immediate loading versus non-immediate loading in single-implant restorations:a systematic review and meta-analysisJ.Int J Oral Maxillofac Surg,2022,51(10):1345-1354.收稿日期2022-09-21本文引用格式:常乾,沈圆,朱可石,等.镁合金外支架辅助自体牙异位移植J.中国美容医学,2023,32(8):25-29.基金项目:济南市临床医学科技创新计划(编号:202019015);国家
9、自然科学基金项目(编号:81301644)通信作者:栗颖利,主治医师;主要研究方向为脂肪干细胞对放射性皮肤损伤的修复。E-mail:共同通信作者:李敏,核医学科科室主任、副主任医师;主要研究方向为肿瘤粒子介入治疗。E-mail:第一作者:尹小芳,在读医学硕士。E-mail:论 著ADSCs、VEGF和GM-CSF修复成纤维细胞放射性损伤的机制研究尹小芳1,秦 岭1,杨 超3,阎海萍4,栗颖利2,李 敏1(1.解放军第960医院核医学科 山东 济南 250031;2.解放军第960医院烧伤整形科 山东 济南 250031;3.中国人民解放军海军特色医学中心整形外科 上海 200000;4.济南军
10、区第十一离职干部休养所 山东 济南 250000)摘要目的:研究对比脂肪干细胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)、血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)对放射后成纤维细胞(Fibroblasts,Fb)修复的影响机制。方法:使用剂量为8 Gy的X线放射源,对大鼠的成纤维细胞进行单次X线照射,建立ADSCs与放射后成纤维细胞的共培养模型。分别设置单纯放射后成纤维
11、细胞为Fb2组,ADSCs与放射后成纤维细胞共培养为Fb3组,VEGF+放射后成纤维细胞为VEGF组,GM-CSF+放射后成纤维细胞为GM-CSF组。通过VEGF、GM-CSF、ADSCs分别干预放射损伤的成纤维细胞,观察细胞凋亡、增殖、细胞周期及Western-Blot检测信号通路激活情况验证结果。结果:VEGF、GM-CSF、ADSCs分别作用于放射损伤的成纤维细胞,可以促进细胞增殖、抑制细胞凋亡,加快细胞周期由G2/M向G1/S进展,与照射组相比差异有统计学意义(P0.05),其程度强弱依次为ADSCs、GM-CSF、VEGF。VEGF组和30中国美容医学2023年8月第32卷第8期 C
12、hinese Journal of Aesthetic Medicine.Aug.2023.Vol.32.No.8GM-CSF组p-Akt蛋白和p-Erk蛋白表达较照射组上调,差异有显著统计学意义(P0.01);相同浓度ADSCs、GM-CSF和VEGF促进p-Akt蛋白和p-Erk蛋白表达,作用程度强弱依次为ADSCs、GM-CSF、VEGF,差异有显著统计学意义(P0.01)。磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(Phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K-Akt)通路和丝裂原激活蛋白激酶(Mitogen activated prot
13、ein kinase,MAPK)通路可能发挥着重要作用,比如在VEGF和GM-CSF作用于ADSCs治疗放射损伤后成纤维细胞过程中。ADSCs修复放射损伤后成纤维细胞的效果明显好于VEGF和GM-CSF单独修复放射损伤后成纤维细胞,表明可能还有其他的潜在作用因子。结论:ADSCs、VEGF和GM-CSF干预的放射损伤后成纤维细胞主要通过增强细胞增殖、抑制细胞凋亡及加快细胞周期由G2/M向G1/S发展。关键词脂肪干细胞;成纤维细胞;辐射;粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子;血管内皮生长因子中图分类号R622 文献标志码A 文章编号1008-6455(2023)08-0029-05Study on th
14、e Mechanism of ADSCs,VEGF and GM-CSF in Repairing Radiation Damage of FibroblastsYIN Xiaofang1,QIN Ling1,YANG Chao3,YAN Haiping4,LI Yingli2,LI Min1(1.Department of Nuclear Medicine of the 960th Hospital of the PLA,Jinan 250031,Shandong,China;2.Department of Burn and Plastic Surgery,960th Hospital of
15、 the Peoples Liberation Army,Jinan 250031,Shandong,China;3.Peoples Liberation Army Navy Special Medical Center Plastic Surgery,Shanghai 200000,China;4.Jinan Military Region 11th Retired Cadre Rest Center,Jinan 250000,Shandong,China)Abstract:Objective To discuss the eff ect mechanism of adipose-deriv
16、ed stem cells(ADSCs)on irradiation fi broblasts(Fb)through vascular endothelial growth factor(VEGF)and granulocyte-macrophage colony stimulating factor(GM-CSF).Methods Rats Fb were irradiated with a dose of 8 Gy X-ray source,and the co-culture of ADSCs and post-irradiated Fb was established.ADSCs we
17、re co-cultured with irradiation Fb as ADSC group,VEGF+irradiation Fb was set as VEGF group,and GM-CSF+after-radiation Fb was set as GM-CSF group.VEGF,GM-CSF and ADSCs were used to intervene in radiation-injured fi broblasts,respectively,and cell apoptosis,proliferation,cell cycle,and activation of s
18、ignaling pathways by Western-Blot were analyzed to verify the results.Results VEGF,GM-CSF and ADSCs intervened in radiation-injured fibroblasts,respectively,and the degrees of promoting cell proliferation,anti-apoptosis and accelerating cell cycle.Compared with the irradiation group,the diff erences
19、 were statistically signifi cant(P0.05),and its degree was ADSCs,GM-CSF,and VEGF in order.The expressions of p-Akt protein and p-Erk protein in the VEGF group and GM-CSF group were up-regulated compared with the irradiation group,and the diff erence was statistically signifi cant(P0.01).The expressi
20、on of p-Erk protein and the degree of action were ADSCs,GM-CSF,and VEGF in order,and the diff erence was statistically signifi cant(P0.01).The PI3K-Akt(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B)pathway and the MAPK(mitogen-activated protein kinase)pathway may play an important role,such as the
21、role of VEGF and GM-CSF in the treatment of ADSCs on irradiation fi broblasts.The eff ect of VEGF and GM-CSF is much weaker than that of ADSCs,which implies that they may only be part of the cytokines during the progress of radiation-induced skin repairment.Conclusion The radiation-injured fi brobla
22、sts treated with VEGF and GM-CSF demonstrated enhanced proliferation activity,reduced apoptosis,and accelerated cell cycle progressed from G2/M to G1/S.Key words:adipose-derived stem cells;fibroblasts;radiation;Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor;Vascular endothelial growth factor放射性皮肤损
23、伤是指皮肤受辐射线作用发生的皮肤损伤,临床上近85%95%的肿瘤患者因放射性治疗出现不同程度的皮肤损伤1。临床上,常见的治疗有高压氧、激光局部治疗、局部药物涂抹及外科手术等,但这些方式往往效果欠佳,易导致局部损伤加重,病变范围扩大。脂肪干细胞是一种具有自我更新及向多种组织细胞分化能力的多能干细胞,并可分泌多种细胞因子、生长因子,具有延缓辐射纤维化、促进新生血管及肉芽组织形成等作用,在再生医学中发挥着重要作用2。辐射损伤引起成纤维细胞功能障碍,而肌成纤维细胞是产生细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)的主要细胞,成纤维细胞增殖受抑制及ECM生成减少会导致伤口愈合不良。Ha
24、ubner F等发现ADSCs可能通过分泌细胞因子和生长因子修复损伤后成纤维细胞及加速微血管密度的形成,同时不会造成成纤维细胞过度活化,形成皮肤瘢痕3。但是,目前的研究都是通过蛋白质检测筛选出可能影响修复31中国美容医学2023年8月第32卷第8期 Chinese Journal of Aesthetic Medicine.Aug.2023.Vol.32.No.8的细胞因子,而没有具体验证这些细胞因子是否对放射性皮肤损伤修复过程产生影响。本研究发现ADSCs可能通过分泌血管内皮生长因子和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、内皮细胞生长因子(Endothelial cell growth factor
25、,EGF)等多种因子影响放射后成纤维细胞的修复4。为了验证这些细胞因子是否在该过程中起作用,本实验选取了ADSCs、GM-CSF和VEGF,设置照射组以及ADSCs组、GM-CSF组、VEGF组分别与体外放射后成纤维细胞共培养,来初步验证它们对放射后成纤维细胞产生的影响,现报道如下。1 材料和方法1.1 主要仪器和试剂:康宁DMEM培养液(低糖)、美国Gibco胎牛血清、美国Gibco胰蛋白酶(0.25%)、美国Gibco型胶原酶(0.1%)、美国Gibco Dispase酶;直线加速器(德国西门子);5%CO2细胞培养箱(Thermo scientific,美国);倒置显微镜(Olympus
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