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编号:10267177
60Co γ射线照射后伤口组织生长因子基因表达的变化及苯妥因钠的作用
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 1999年第3期
     作者:宋述强 程天民 林远

    单位:宋述强 广州,广州军区总医院临床药理科510010;程天民、林远 第三军医大学全军复合伤 研究所

    关键词:60Co;γ射线;生长因子;基因表达;苯妥;因钠

    中华放射医学与防护杂志990316 【摘要】 目的 研究全身γ射线照射后伤口组织生长因子基因表达的变化及苯妥因钠的作 用。方法 采用置入聚乙烯醇海绵的大鼠背部切口伤模型,用原位杂交技 术和计算机图像分析技术测定伤口组织中血小板源性生长因子-B(PDGF-B)和转化生长因子 -β1(TGF-β1)mRNA表达的平均吸光度。结果 6Gy全身照射后伤口组织中PDGF-B和TGF-β1mRNA阳性表达平 均吸光度明显下降;苯妥因钠对单纯创伤和全身照射合并创伤的伤口组织中PDGF-B和TGF- β1 mRNA表达的平均吸光度有明显的提高。结论 这说明伤口组织中生长因子基因表达的降低是全身照射后创伤愈合 延迟的分子机制之一;苯妥因钠上调伤口组织中生长因子基因表达而有利于创伤愈合。
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    Changes of gene expression of platelet-derived growth factor -β and transforming growth factor-β1 mRNA in wound tissues after 60Co γ-irradiation and role of phenytoin sodium.

    SONG Shuqiang,CHENG Tianmin, LIN Yuan. Department of Clinical Pharmacology, Guangzhou General Hospital, Guangzhou Mili tary District, Guangzhou 510010,China.

    【Abstract】 Objective To study the changes of gene expression of growth factors in wound tissues after 60Co γ-irradiation and the rol e of phenytoin sodium. Methods Wound tissues were collected from dorsum incision in rats,i n which polyvinyl alcohol sponges had been implanted.The expressions of platelet -derived growth factor-B (PDGF-B) mRNA and transforming growth factor-β1 (TGF-β1) mRNA in wound tissues were determined by in situ bybridizatio n. Results It was found that the expressions of PDGF-B mRNA and TGF- β1 mRNA were decreased after 6 Gy whole-body irradiation,and phenytoin sodiu m significantly increased the expressions of PDGF-B mRNA and TGF-β1 mRNA in both irradiated and non-irradiated wounds. Conclusion It is suggested that the decrease of expressions of grow th factors in wound tissues plays an important role in the impairment of wound h ealing by systemic irradiation.Phenytoin sodium enhances the expression of growt h factors in wound and helps improve wound healing.
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    【Key words】 60Co γ radiation Growth factor Gene expression Phenytoin sodium

    在创伤愈合过程中,许多细胞如巨噬细胞、成纤维细胞、上皮细胞、内皮细 胞等都可释放多种细胞因子,一种细胞因子也可由多种细胞同时或相继分泌,这些因子相 互作用,对创伤愈合过程起着重要的调控作用[1,2]。我们先前的实验表明,在放 射复合伤的伤口液中,生长因子的水平明显降低,而苯妥因钠能提高伤口液中生长因子的水 平,促进创伤愈合[3]。本实验仍以大鼠背部置入聚乙烯醇海绵的切口伤为模型, 进一步研究全身照射后伤口组织中血小板源性生长因子-B(PDGF-B)和转化生长因子-β 1(TGF-β1)mRNA表达的变化及苯妥因钠的作用。

    材料和方法
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    1.动物:Wistar大鼠,雄性,(218.0±23.5)g,四川省中药研究所提供。

    2.试剂:DMEM培养基:Gibco公司;苯妥因钠(phenytoin sodium PS):江苏省盐城制药厂 ;DNA-地高辛标记试剂盒及显色系统:宝灵曼(Boehringen Mannheim)公司。

    3.创伤模型[3,4]:大鼠随机分为单纯创伤组和照射合并创伤组两大组,每组 又随机分为对照组和PS用药组(单纯创伤组又分为3、5、8、13天4个时相组),使每组大鼠为 6 只。照射组大鼠创伤前2~4小时经60Coγ射线6Gy的全身照射(离钴源1.5 米 ,吸收剂量率为61.96cGy/min,照射时间9分25秒)。每组大鼠腹腔注射戊巴比妥钠麻醉 ,在无菌条件下背部切开长约7cm的全皮层切口,将10个直径1.0cm,厚0.4cm的聚 乙烯醇(polyviny alcohol PVA)海绵置入切口皮下后缝合。PVA海绵置入前经流水漂洗过夜 ,而后煮沸30分钟消毒,置入时先浸入无菌的生理盐水(对照)或10mg*ml-1的PS(1 .0ml/10个海绵)。
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    4.探针的制备和标记[5]:将含PDGF-BcDNA的PUC9质粒(美国Collins T博士赠) 转入大肠杆菌JM109中,按常规方法进行质粒扩增、提取及探针酶切(Pst1酶)回收,所得PDG F-B cDNA长约0.8kb。TGF-β1 cDNA探针(约0.3kb)由西南医院肝胆外科李勇博士 惠赠。将PDGF-B cDNA和TGF-β1 cDNA探针按地高辛探针标记试剂盒说明书进行标记。

    5.组织切片原位杂交[5]:伤后3天(单纯创伤组伤后3、5、8、13天),动物断头 致 死,立即取伤口中央约2cm×2cm大小的组织放入液氮罐中保存。于冰冻切片机上做厚约 8μm的组织切片贴于干净的、经180℃高温处理、铬矾明胶液包被过的载玻片上。按文 献 上的方法进行原位杂交,并同时设3组阴性对照,即杂交时不加探针、杂交前RNase消化、 杂交前先用未标记的探针杂交后再用标记探针杂交,以提高杂交信号的特异性。杂交后用地 高 辛显色系统进行显色,阳性细胞胞浆呈紫蓝色。每个样本用计算机图像系统(Opton IBAS 2 000型)于200倍下光镜任选10个视野对阳性细胞染色的平均吸光度进行定量分析,取平均 吸光度值表示mRNA表达量。
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    6.统计学处理:实验结果用±s表示,组间差异进行显著性t检验。

    结 果

    1.伤后不同时间伤口组织TGF-β1、PDGF-B mRNA表达的变化

    在大鼠皮肤切口伤后,伤口周围皮肤组织中,有明显的TGF-β1、PDGF-B mRNA表达的阳 性细胞,其胞浆呈紫蓝色,这些阳性细胞主要是伤口附近的表皮基底上皮细胞、毛囊细胞以 及伤口肉芽组织中的成纤维细胞。杂交过程中所设3组阴性对照实验均未见这种阳性细胞。 经计算机图像处理,在伤后3、5、8、13天,TGF-β1 mRNA表达的平均吸光度分别为0 .8 7±0.23、0.48±0.18、0.37±0.20、0.24±0.12,PDGF-B mRNA表达的平均吸光 度 分别为0.62±0.19、0.45±0.21、0.25±0.14、0.16±0.11。在所检测时相点中 TGF-β1、PDGF-B mRNA表达在伤后3天最强。
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    2.辐射对伤口组织TGF-β1、PDGF-B mRNA表达的影响及苯妥因钠的作用

    在伤后第3天,全身照射合并创伤组伤口组织与单纯创伤组比较,TGF-β1、PDGF-B mRN A表达平均吸光度明显降低;局部应用苯妥因钠后,单纯创伤组和全身照射合并创伤组伤口 组织中TGF-β1、PDGF-B mRNA表达的平均吸光度有明显升高(见表1)。

    表1 全身照射后伤口组织TGF-β1 mRNA和PDGF-B mRNA

    表达平均吸光度的变化及苯妥因钠的作用 组别

    TGF-β1 mRNA

    平均吸光度
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    PDGF-B mRNA

    平均吸光度

    单纯创伤组

    不加苯妥因钠

    0.87±0.23

    0.62±0.09

    加苯妥因钠

    1.24±0.26#

    0.96±0.21##

    全身照射合并创伤组

    不加苯妥因钠

, 百拇医药     0.35±0.08**

    0.32±0.11**

    加苯妥因钠

    0.78±0.15##

    0.55±0.13#

    注:n=6;全身照射合并创伤组(不加苯妥因钠)与单纯创伤组(不加苯妥因钠)比较 * P<0.05 **P<0.01;两组中加苯妥因钠组与不加苯妥因钠组比较 #P<0.05,##P<0.01

    讨 论

    PDGF和TGF-β1是调节创伤愈合的两个重要生长因子,对上皮细胞、成纤维细胞和内皮细 胞的生物学活性都有广泛的作用,在动物实验中和临床前期试验中,PDGF-B和TGF-β1 都显示出了很好的促进创伤愈合效果[2]。我们的实验表明,伤口附近的表皮基底 上皮细胞、毛囊细胞以及伤口肉芽组织中的成纤维细胞均有TGF-β1、PDGF-B mRNA的阳 性表达;在所检测时相点中,伤后第3天的伤口组织TGF-β1、PDGF-B mRNA的表达最强 。这与文献报道伤口组织TGF-β1和PDGF-B mRNA的表达高峰在伤后2~3天是一致的 [6,7]。因此我们选择了伤后第3天这个时相点观察全身照射后伤口组织PDGF-B和TG F-β1基因表达的变化及苯妥因钠的作用。
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    本实验发现,在合并全身照射的伤口组织中,TGF-β1、PDGD-B mRNA的表达明显减少。 作者以前的实验已证实,6Gy全身照射明显降低伤口牵张强度,延迟创伤愈合,伤口局部 炎症反应减轻,伤口巨噬细胞的吞噬功能及肿瘤坏死因子和白介素-1等炎症介质的释放都 明显降低[8],这使得伤口组织细胞受炎症介质的刺激作用减轻,而炎症介质刺激 自身或其他因子的转录及表达[7],因此伤口组织细胞生长因子基因表达减少。这 种伤口局部组织中生长因子基因表达的降低可能是全身照射延迟创伤愈合的分子机制之一。

    苯妥因钠能缩短创面愈合时间、促进肉芽组织生长、降低创面细菌污染,对多种病因如战伤 、烧伤以及麻风病引起的皮肤溃疡都有显著的疗效[9]。作者最近的实验证明苯 妥 因钠能提高伤口巨噬细胞的数量和功能以及伤口液中生长因子的水平,而细胞因子可以相互 作用,刺激自身或其他因子转录水平的增高;另外,已有人报道,苯妥因钠可直接刺激体外 培养的单核/巨噬细胞PDGF-B mRNA的表达[10]。本实验表明,在伤口局部应用苯 妥因钠后,单纯创伤组和全身照射合并创伤组伤口组织中TGF-β1、PDGF-B mRNA的表达 都明显增强。这些结果说明苯妥因钠促进创伤愈合与其上调部分生长因子的基因表达有关。
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    本课题受全军“九五”指令性攻关项目资助(项目号:P6L045)

    参考文献

    1 Bennett N,Schultz GS.Growth factors and wound healing:role in n ormal and chronic wound healing.Am J Surg,1993,166:74-81.

    2 Pierce GF,Mustoe TA.Pharmcologic enhancement of wound healing.Ann Rev M ed,1995,46:467-481.

    3 宋述强,程天民,林远.全身γ射线辐射后大鼠伤口液中细胞因子的变化及苯妥 因钠的作用.基础医学与临床,1998,18:208-211.

    4 Mateo RB,Rejchner JS,Albina JE.Interleukin-6 activity in wounds.Am J P hysiol, 1994,266:R1840-1844.
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    5 蔡文琴,王伯云主编.实用免疫细胞化学与核酸与分子杂交技术.成都:四川科技 出版社,1994.415-481.

    6 Antonades HN,Galanpoulos T,Neville-Golden J,et al.Injury induces in vivo exp ression of platelet-derived growth factor(PDGF) and PDGF receptor mRNAs in skin epithelial cells and PDGF mRNA in connective tissue fibroblasts.Proc Natl Acao l Sci USA,1991,88:565-569.

    7 Schmid P,Kunz S,Cerletti N,et al.Injury induced expression of TGF-βs mRNA i s enhanced by exogenously applied TGF-βs.Biochem Biophys Res Commun,1993,194:3 99-406.
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    8 宋述强,程天民.电离辐射对大鼠伤口巨噬细胞的影响及苯妥因钠的促愈作用. 中华医学杂志,1997,77:54-57.

    9 Smith B,Moore M,Jain K.Topical phenytoin and wound healing:report of th e Firs t International Conference on the Uses of Phyenytoin in Dermatology.Int J Dermat ol, 1988,27:528-530.

    10 Dill RE,Miller EK,Weil T,et al.Phenytoin increases gene expression for plate let-derived growth factor B chain in macrophages and monocytes.J Peridontol,19 93,64:169-173.

    (收稿:1998-08-13 修回:1998-10-27), 百拇医药