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编号:10505349
复合皮内源性透明质酸含量的变化
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 1999年第5期
     姜笃银 陈璧 徐明达 卢宝弼 刘明

    摘 要 目的:了解复合皮组织中内源性透明质酸(HA)水平及其对胶原合成的影响. 方法:以正常皮肤为对照(NS组),作冷冻异体乳猪真皮与自体表皮重组复合皮(CS组)和单纯自体表皮(C组)的移植实验,对移植8 wk 内的皮片组织进行Ⅲ/Ⅰ型胶原,HA,羟脯氨酸(HOP)和细胞DNA定量分析. 结果:CS组皮片疤痕和挛缩的发生率明显低于C组(χ2,P<0.001),组织成熟早,HA和HOP含量及Ⅲ/Ⅰ型胶原比值明显高于C组(t, P<0.01),低于NS组(t, P<0.05),而细胞DNA含量则相反. 结论:CS有较丰富的HA;真皮/表皮HA和真皮Ⅲ/Ⅰ型胶原比值的高低,可作为评价皮肤纤维化程度的指标.

    关键词:复合皮 透明质酸 检测 疤痕

    0 引言

    复合皮(composite skin, CS)是一种新型的创面覆盖物,其具有较好的组织弹性和耐磨性,外观质地近似正常皮肤,因而倍受各国学者的关注. 近年研究发现,细胞外基质(ECM)对细胞功能有重要的影响,其中透明质酸(hyaluroaic acid, HA),可以调节胶原的合成,进而抑制疤痕的形成[1],并在临床应用中得到证实[2]. 我们在经胰蛋白酶处理的冷冻异体乳猪真皮与自体表皮重组CS移植的基础上[3],对移植皮片中Ⅰ/Ⅲ型胶原,HA,羟脯氨酸(hydroxypyoline, HOP)和细胞内DNA含量进行定量分析,以探讨CS组织中内源性HA对胶原合成的诱导作用及其抑制疤痕形成的作用机理.
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    1 材料和方法

    1.1 复合皮制作及移植[3] 异体乳猪真皮:出生2 d内未吃奶的7头小白猪,无菌条件下取全厚皮,再用取皮鼓反取厚约0.3 mm的真皮,经2.5 g/L胰蛋白酶消化后备用. 实验猪及其自体表皮:7头体重7 kg~10 kg不同种源健康小白猪,于脊柱两侧下方设计70 mm×70 mm的正方形全层皮肤创面各3块,将切取的全厚皮用取皮鼓反取约0.1 mm~0.2 mm的自体刃厚表皮酶消化后获得纯净表皮片备用. 移植方法[3]:设19块CS和8块单纯自体表皮(C组),移植部位依次轮换,机率均等. 皮片分别打包包扎,弹力网套固定,各猪分圈喂养.

    1.2 研究内容 移植2 wk后首次换药,比较两组皮片的成活率,5 wk~8 wk观察皮片水泡、疤痕和挛缩的发生率[3].

    1.2.1 组织学观察 术后2,4,6及8 wk分别在不同部位留取相同面积的全层皮肤标本2块~3块,并取附近正常皮肤为对照(NS组). 40 ml/L多聚甲醛缓冲液固定,5 μm石蜡切片,HE,VG染色观察. 对8 wk时3组活检标本进一步作如下检测.
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    1.2.2 DNA含量测定 采用Feulgen染色,DNA呈红色,用计算机图像分析仪(Olympus,日本)分别对表皮和真皮层各100细胞进行扫描分析,得到单个细胞的平均DNA积分光密度(A)值.

    1.2.3 Ⅰ/Ⅲ型胶原和HA免疫组化半定量[4] 恒温冰冻切片,同一条件下按SABC(kit,武汉博士德公司)方法分别作切片Ⅰ/Ⅲ型胶原(单克隆抗体购自西安华美公司)和HA(上海海医研究所)免疫组化染色,阳性产物呈棕色,作计算机图像扫描.

    1.2.4 组织匀浆液中HA和HOP测定[5] HA放免测定(HA kit购自上海海医研究所)和HOP生物化学方法测定. 制备 100 g/L组织匀浆液,经组织细胞超声破膜(Fisher sonic dismembrator model 300, USA)离心后分装,低温冻存备用. 为减少组织匀浆不均造成的操作误差,在测定HA和HOP前先检测各样本的蛋白质浓度,然后把测得的各样本HA和HOP浓度除以蛋白质浓度,得到每克组织蛋白中HA含量(μg/g)和HOP含量(mg/g).
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    2 结果

    术后2 wk,CS成活率与C组比较无显著性差异. 组织弹性好,外观光滑接近正常皮肤(Tab 1).

    表 1 两组皮片外观情况比较

    Tab 1 Comparison of the appearance of skin grafts

    (n,%)

    Group

    n

    Survival

    Blister

    Cicatrix
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    Contrature

    Composite skin

    19

    18, 94.7

    9, 16.7b

    2, 11.1b

    3, 16.7b

    Thin split-thickness skin

    8

    7, 87.5

    5, 71.4
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    6, 85.7

    8, 100

    bP<0.01 vs composite skin, χ2 test. 2.1 皮片组织学观察 CS组:2 wk~4 wk时,表皮-真皮连接区平坦,真皮浅层血管内皮细胞(VEC)和成纤维细胞(Fb)增生活跃,异体真皮断层带清晰可辨,深层有较多淋巴细胞和单核细胞浸润;5 wk~8 wk,组织炎性水肿消退,表皮细胞(EC)再生迅速,分化好,真皮浅层胶原纤细而有序. 至8 wk时,真皮浅层在有毛细血管增生的部位,表皮基底细胞外凸生长形成原始乳头,相邻两个毛细血管之间表皮相对凹陷形成原始皮钉,真皮有类似正常皮肤的真皮乳头层和网状层结构,组织内仍可见淋巴细胞和巨噬细胞. C组:早期表皮下方有大量炎性细胞浸润,4 wk时已明显消退,可见较多的肌成纤维细胞呈团索状增生,胶原纤维粗大密集,排列紊乱;8 wk时表皮细胞分化差,表皮和真皮明显增厚;EC和Fb增殖旺盛,真皮胶原致密嗜伊红性较强,无乳头、皮钉结构形成.
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    2.2 皮片HA免疫组化半定量分析 HA主要定位于表皮细胞,Fb,单核/巨噬细胞,VEC等细胞的浆膜内侧,散在分布于ECM中(Tab 2).

    2.3 皮片DNA定量分析 胞核内DNA染色呈红色,主要分布于表皮的基底细胞和真皮浅层内Fb,淋巴细胞和VEC等(Tab 2).

    表 2 三组皮片HA含量平均A值和单个细胞DNA平均积分A值比较

    Tab 2 Comparison of mean A value of HA content and mean integral A value of DNA in single cell in skin grafts

    (X±s)

    Group

, 百拇医药     n

    Epidermis dermal

    Content of HA

    Content of DNA

    Content of HA

    Content of DNA

    Normal skin

    8

    9.81±0.82a

    1.35±0.22

    18.20±2.17a
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    1.22±0.28

    Composite skin

    12

    11.05±1.32

    1.48±0.24

    15.89±2.44

    1.40±0.39

    Thin split-thickness skin

    8

    15.56±3.01b

    1.80±0.35a
, 百拇医药
    12.43±1.75b

    1.75±0.27a

    aP<0.05, bP<0.01 vs composite skin; t test. 2.4 真皮组织中Ⅰ/Ⅲ型胶原半定量分析 Ⅰ/Ⅲ型胶原呈棕黄色条索状分布于真皮全层,Ⅲ型胶原主要分布于真皮乳头层,Ⅰ型胶原密集于真皮全层. 其中Ⅲ型胶原在表皮—真皮的连接界面呈条索状浓集,以NS组和CS组明显(Tab 3).

    2.5 组织匀浆液中HA和HOP定量分析 Tab 3

    表 3 三组皮片中Ⅰ/Ⅲ型胶原含量比较及组织匀浆液中HA和HOP含量比较

    Tab 3 Comparison of mean A value of content of typeⅠ/Ⅲ collagen and comparison of the content of HA, HOP in tissue homogenate fluid in skin grafts
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    (X±s)

    Group

    n

    TypeⅠ

    collagen

    TypeⅢ

    collagen

    HA

    (μg/g)

    HOP

    (mg/g)

    Normal skin

    8
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    20.30±2.89a

    14.48±2.92a

    27.68±2.96a

    3.39±0.58

    Composite skin

    12

    23.71±2.84

    11.67±2.04

    24.46±2.45

    3.06±0.92

    Thin split-thickness skin
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    8

    28.43±3.54b

    7.28±2.27b

    18.77±2.73b

    2.04±0.89a

    aP<0.05, bP<0.01 vs composite skin; t test. 3 讨论

    创面修复是十分复杂的生物学过程,对胶原代谢的影响,涉及到细胞与细胞、细胞与基质间诸多因素的影响. HA的靶细胞主要有炎症细胞中的单核/巨噬细胞、中性白细胞、淋巴细胞及修复细胞中的Fb,VEC和EC等[1]. 创伤修复的早期,HA很快与纤维蛋白形成基质支架,然后通过调节细胞与细胞、细胞与基质的相互作用,促进创面愈合,抑制创面收缩和Ⅰ型胶原过度沉积所造成的疤痕异常增生[1]. 外源性HA作用于Fb,能抑制外科切口的疤痕形成和深部组织粘连[6],减少伤口收缩[7],加速烧伤创面网状植皮的上皮化速度[2]. 但有关CS组织中内源性HA对胶原合成的调控或对CS质量的影响,未见文献报道.
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    本结果显示,CS不因二层(自体表皮和异体真皮)皮片一次移植而影响皮片的成活率,且具有较好的组织弹性,表面光滑,疤痕和挛缩的发生率低,除与异体真皮内原有血管结构成分有关外,可能还与早期(2 wk~4 wk)异体乳猪真皮具有引导性组织再生作用,及炎性细胞和Fb,VEC,EC等修复细胞对HA及其受体有较高的表达水平有关,而CS在异体真皮物理屏障产生阻止炎性细胞的趋化性及移动的同时,可能通过诱导Fb,VEC和EC等的移动和增生,使皮片血管化迅速,组织生长快、成熟早. C组疤痕发生率高,胶原总量低,Ⅲ/Ⅰ型胶原比值低说明早期疤痕形成与胶原沉积无关,而与Ⅲ/Ⅰ型胶原比值密切相关;少量淋巴细胞和单核/巨噬细胞长久滞留在CS真皮组织内,其作用主要可能参与组织后期的修复[8],在这里巨噬细胞一方面在摄取HA的同时,并可产生血管生长因子和其它生长因子,另一方面自身也有产生HA的能力,可能与调整组织修复过程中胶原排列的调整有关[1,8]. 异体真皮组织中HA降解产物能刺激新生血管再生,对血管重塑和正常化可能发挥重要作用,为毛细血管在疏松的真皮浅层迅速抵达表皮下创造良好的环境. 富含HA的异体真皮组织促成Ⅲ型胶原在表皮-真皮交界面浓集,由此引导表皮-真皮连接结构(如乳头、皮钉,锚纤维等)的形成[9],减少皮片水泡、疤痕和挛缩的发生率. 以上可能是CS 组优于C组皮片的主要因素. 此外,CS组和NS组HA(真皮层/表皮层)比值>1,而C组发生例置,可能是C组疤痕和挛缩产生的一个重要因素,可作为判断皮肤组织纤维化的指标.
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    总之,CS功能和结构接近正常皮肤,除异体乳猪真皮引导性组织再生作用外,可能与其组织内有丰富的HA参与对Fb合成胶原的调控作用有关,由此提高了Ⅲ/Ⅰ型胶原合成比. 异体乳猪真皮为Fb,VEC等细胞提供了良好的环境,是CS富含HA的条件或基础.

    基金项目:国家自然科学基金资助项目 No.39070822

    作者简介;姜笃银,男,1963-02-04生,江苏省泰州市人,汉族,1987年第四军医大学毕业,1997年第四军医大学外科学烧伤专业博士,主治医师,发表论文16篇. Tel:(029)3251734 Fax:(029)3251734 E-mail burns@fmmu.edu.cn

    作者单位:第四军医大学西京医院:

    姜笃银,陈璧,徐明达 整形外科中心烧伤外科
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    卢宝弼,刘明 检验科 陕西 西安 710033

    参考文献

    1 吕 洛. 透明质酸与创面愈合(综述). 国外医学创伤与外科基本问题分册, 1997;18(2):86-89

    2 Cooper ML, Hansbrough JF, Polarek JW. The effect of an arginine-glycine-aspartic acid peptide and hyaluronate synthetic matrix on epithelialization of meshed skin graft inter stices. J Burn Care Rehabil, 1996;17(2):108-116

    3 姜笃银,陈 璧,汤朝武et al. 复合皮移植实验猪动物模型的建立. 第四军医大学学报, 1996;17(6):452-454
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    4 方一心. 免疫细胞化学与图像分析. 见:蔡文琴,王伯氵 云主编. 实用免疫细胞化学与核酸分子杂交技术. 成都:四川科学技术出版社, 1994:180-185

    5 姜笃银,徐明达,陈 璧 et al. 胎儿主要脏器组织透明质酸和胶原含量的检测. 国外医学临床生物化学与检验分册, 1997;18(增):88-90

    6 Wiig NI, Tuel RJ, Mass DP et al. Participation of human superficialis flexor tendon segments in repair in vitro. J Orthop Res, 1990;8(1):21-34

    7 Huang-Lee LL, Wu JH, Nimni ME. Effects of hyaluronan on collagen fibrillar matrix contraction by fibroblasts. J Biomed mater Res, 1994;28(1):123-132
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    8 Fitzgerald AMP, Kirkpatrick JJR, Foo ITH et al. Human skin histology as demonstrated by herovici′s stain: a guide for the improvement of dermal substitates for use with cultured keratinocytes? Burns, 1996;22(3):200-202

    9 Bertheim H, Hellstrom S. The distribution of hyaluronan in human skin and mature, hypertrophic and keloid scars. Br J Plast Surg, 1994;47(7):483-489, 百拇医药