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编号:10276390
大鼠深度烫伤后局部组织中PDGFmRNA表达水平
http://www.100md.com 《西北国防医学杂志》 1999年第4期
     作者:青春 姚敏 陆树良 朱德安 史济湘

    单位:上海第二医科大学附属瑞金医院烧伤研究所,上海 200025

    关键词:烫伤;PDGF;mRNA

    西北国防医学杂志990404 摘要:目的:研究深度烫伤后局部组织中PDGFmRNA表达水平及其意义。方法:应用α-32P dATP标记的PDGF-AA和-BB的cDNA探针和斑点杂交测定大鼠深度烫伤后不同时相局部组织中PDGFmRNA的表达水平。结果:烫伤后组织中PDGF-AA和-BBmRNA的表达,较之对照组都有所升高,且在烫伤早期出现高峰,尤其是-BBmRNA表达水平在深度烫伤后期又有持续升高,且绐终高于-AAmRNA的表达水平。结论:PDGF在大鼠深度烫伤后的炎症反应和修复愈合过程中起着一定的作用。

    中图分类号:R 644 文献标识码:A 文章编号:1007-8622(1999)04-0249-03
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    The mRNA expression levels of PDGF in the local tissue of post-bur-ning in rats

    QING Chun,YAO Min,LU Shu-liang,et al.

    (Burn Institute,Rui Jin Hospital,Shanghai Second Medical University,Shanghai,200025)

    Abstract:Purpose:To study the mRAN expression levels of PDGF and its signification in the local tissue of post-bur-ning in rats.Methods:Two isoforms of platelet-derived growth factor (PDGF-AA and PDGF-BB)cDNA probes which were labeled with α-32P dATP to measure the mRNA expression levels of PDGF-AA and PDGF-BB by dot hybridization in the local tissue of post-burning in rats.Results:The mRNA expression levels of PDGF-AA and PDGF-BB in the local tissue of burn rats were higher than that in the normal control.Especially the mRNA expression level of PDGF-BB reached the highest levels in day 3 and late time stage of post-burning and much higher than that in PDGF-AA.Conclusion:PDGF plays an important role in the inflammatory reaction and healing process of post-burning.
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    Key words:Burn;PDGF-AA;PDGF-BB;mRNA

    组织损伤后往往涉及一炎症反应和修复愈合过程,这一过程包括炎性细胞(中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞等)的趋化、组织细胞(血管内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞及上皮细胞等)的迁移和增殖以及细胞外基质的形成等,从而导致组织的修复。而对这些过程的调节机制尚处于探索和研究阶段。现已认为生长因子在这些过程中起着比较关键的作用。血小板衍化生长因子(Platelet derived growth factor,PDGF)是诸多生长因子中了解得较为清楚的因子之一,它最早是作为平滑肌细胞和成纤维细胞的分裂原在人的血小板中被确定。而近年来的研究表明:活化的巨噬细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞等都可产生PDGF[1],并有很多种类的靶细胞。PDGF有三种异构形式即PDGF-AA、PDGF-BB和PDGF-AB,且有不同的基因产生[2]。PDGF有α和β两种受体,α受体可与三种形式的PDGF结合,而β受体只与PDGF-BB和PDGF-AB结合,且与PDGF-BB有高亲和性,而与PDGF-AB仅有很低的亲和性[4]。本次研究应用α-32P dATP标记的PDGF-AA和-BB的cDNA探针,通过斑点杂交法,来测定大鼠烫伤后不同时相局部组织中PDGF两种异构形式的mRNA表达水平,从基本水平观察PDGF在大鼠深度烫伤后的炎症反应和修复愈合过程的作用。
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    1 材料和方法

    1.1 动物模型制作及标本收集:选用体重为250±50 g的清洁级SD大鼠,用2.5%戊巴比妥(35 mg/kg)腹腔注射麻醉动物,于背部剪毛后,用硫化钡进一步脱毛,24 h后将大鼠背部浸入95℃热水浴12 s,造成面积达10%的Ⅲ度烫伤。分别于伤后1、3、5、7、14、21和28 d分批处死动物,从烫伤边缘取组织标本,液氮中速冻后于-80℃中深低温保存备用。

    1.2 RNA的提取:剪碎深低温中保存的组织标本,放入盛有液氮的碾钵中碾成粉状后按《分子克隆实验指南》[4]上的方法略加改动后提取各组织样本中的总RNA,将所有抽提的RNA样品电泳后于紫外灯仪上观察结果确定无降解后在紫外分光光度仪上测OD比值(260 nm/280 nm),确定RNA纯度并给以定量。

    1.3 质粒的扩增及纯化:载有1.28 kb长的PDGF-AAcDNA片段的puc19质粒(2.7 kb)和载有0.45 kb长的-BB cDNA片段的Pic19H质粒(2.7 kb长,中科院上海生物细胞研究所提供)分别转入大肠杆菌感受态细胞中,筛选获取阳性菌落于LB培养液中扩增后按文献[4]上的方法抽提并纯化质粒,于紫外分光光度仪上测OD比值(260 nm/280 nm),确定纯度并予定量。
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    1.4 PDGF-AA和BB cDNA片段的获取:将纯化定量后的质粒分别应用适当的内切酶(载有PDGF-AA DNA片段的puc19质粒用EcoRI酶,载有-BB DNA片段的Pic19H质粒用E45酶)于37℃切2 h,取少量样本经琼脂糖凝胶电泳后分离酶切产物,于紫外灯仪上观察酶切结果,确定酶切完全后,将酶切产物再次在琼脂糖凝胶电泳上分离,待切下的PDGF-AA或-BB的cDNA片段“走”进低熔点胶后,切下低熔点胶,按文献[4]上的方法回收并纯化这些cDNA片段。

    1.5 同位素标记cDNA探针:按Amershan公司提供的α-32P dATP标记手册分别将PDGF-AA或-BB的cDNA片段标上α-32P dATP斑点杂交。

    将标记好的cDNA探针分别与点在尼龙膜上的总RNA样品中(按10 μl和20 μl两种浓度点样)的PDGF-AA和-BB的mRNA杂交,压片后经放射自显影,X线片用光密度扫描仪(德国Opton公司)进行扫描。
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    2 实验结果

    2.1 动物观察:大鼠深度烫伤后随时间的推移,创面不断缩小,由于烫伤面积较深,故有程度不同的炎症反应和痂下感染,但在整个实验过程中,除有一个动物因麻醉耐受力较差死亡外,其余动物均存活到收集标本的时间,伤后28 d创面缩小至不到原烧伤面积的1%。

    2.2 RNA的鉴定:抽提的RNA样品电泳后于紫外灯仪上观察结果确定无降解后(见图1)于紫外分光光度仪上测OD比值(260 nm/280 nm),确定纯度并给以定量。

    图1 各组织样本原RNA照片

    2.3 质粒酶切后的鉴定:用EcoRI和E45酶酶切后产物经琼脂糖凝胶电泳分离后分别得到1.28 kb长的PDGF-AA cDNA片段和0.45 kb长的PDGF-BB cDNA片段,见图2。
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    图2 质粒酶切图谱

    2.4 PDGF-AA和-BB mRNA的表达:与对照相比大鼠深度烫伤后1 d起局部组织中PDGF-AA的mRNA表达水平就达高峰,然后略有下降但仍不低于对照,至伤后7 d又有升高,随后再次下降趋于平稳;而-BB mRNA的表达水平于伤后1 d也升高,在伤后3 d有一峰值,以后略有下降,至伤后14 d起又有所升高,且要高于第一个峰值并维持至伤后28 d。伤后各时相点PDGF-BB mRNA的表达水平都高于-AA mRNA的表达水平。见图3~5。

    图3 局部组织PDGF-AA和-BBmRNA的表达

    图4 PDGF-AAmRNA斑点杂交图(A:10 μl,B:20 μl)
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    图5 PDGF-BBmRNA斑点杂交图(A:10 μl,B:20 μl)

    3 讨论

    始于损伤后的愈合过程,PDGF即从激活的血小板和巨噬细胞中释放出来,所以PDGF已被视为重要的信号多肽在损伤后的修复过程中起着十分重要的作用。已有研究表明:PDGF是中性粒细胞、单核细胞/巨嗜细胞、成纤维细胞等的趋化因子,征集这些细胞进入损伤区。此外PDGF还是一个促分裂原[5],促进成纤维细胞的增殖,从而导致纤维细胞合成以胶原为主的细胞外基质,有利于损伤的修复[6]。所以PDGF在损伤区具有双重性作用,在损伤后的炎症反应和修复愈合过程起着十分重要的作用。

    利用大鼠皮肤有收缩度很大的特点,以大鼠皮肤深度烫伤做动物模型,应用α-32P dATP标记的PDGF-AA和-BB cDNA探针和斑点杂交法,测定大鼠烫伤后不同时相局部组织中PDGF-AA和-BB的mRNA表达水平,以推测烫伤早期和晚期PDGF在烫伤后的炎症反应和修复愈合过程中的作用。研究发现:大鼠深度烫伤后1 d局部组织中PDGF-AA和-BB mRNA的表达水平与正常相比就有升高,这可能是烫伤后被激活的血小板产生PDGF的缘故;PDGF这种mRNA的高表达是真正发挥作用的多肽类生长因子PDGF合成的前奏曲;在烫伤早期可以趋化中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、成纤维细胞等进入损伤区,而“聚集”的巨嗜细胞和成纤维细胞等又可产生大量的PDGF,致使PDGF-BB mRNA在烫伤后3 d有一个高峰;随后虽有下降,但至伤后14 d起又升高,并维持到伤后28 d,且要高于第一个峰值,这可能与PDGF可以促进成纤维细胞的增殖有关[7],而增殖的成纤维细胞不仅可以产生大量的PDGF和合成以胶原为主的细胞外基质,同时还可以产生除PDGF以外的生长因子,如TGFβ及bFGF等。而这些生长因子又可以通过自分泌或/和旁分泌的途径,反过来作用产生它们的细胞和作用于临近的细胞进一步产生生长因子和使细胞不断增殖,这种“放大”效应使PDGF在这一时期有一个更高的mRNA的表达,从而有利于组织修复。研究还发现:PDGF-BB mRNA的表达水平要高于-AA,见图3,这可能与PDGF-AA仅与α受体结合而PDGF-BB可与α和β两种受体都结合有关,从而导致细胞对PDGF-AA和-BB的不同反应,使PDGF-AA的促细胞分裂的作用较弱[8],仅在烫伤早期略有升高,而PDGF-BB在烫伤早期和晚期都有很高水平的mRAN表达。有研究表明:在单纯的切割伤中,在伤后早期(伤后1 d和2 d)就有PDGF mRNA的高表达,在伤后第9天就明显下降[9],这可能是生长因子的基因表达会受到愈合后组织细胞的抑制,而在我们选择的大鼠深度烫伤模型中,在局部组织中PDGF的mRNA水平可以持续到我们选择的伤后最后一个时相(伤后第28天),这可能是与创面尚未愈合有关以及深度烫伤会导致更复杂的修复愈合过程[10],从而导致PDGF基因表达的不可逆性,但其中所存在的更深一层的机理,尚有待于进一步的研究。
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    基金项目:国家自然科学基金重大项目(39290700-6)

    作者简介:青 春(1963-),女,博士,副教授

    参考文献:

    [1]Daruda M,Yu JC,Jose WS,et al.Structural role of extracellular domain l of a-platelet-derived growth factor receptor for PDGF-AA and PDGF-BB binding[J].J of Biol Chem,1995,270(46):27595-27599.

    [2]Nobukazu H,Kazuhiko T and Yoshinao S.Differential chemotactic responses mediated by platelet-derived growth factor α-and β-receptors[J].Arch of Biochem and Biophy,1995,322(2):423-427.
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    [3]Everardus JJVZ,Walter VR,Ruki AC,et al.Differential effects of PDGF isoforms on proliferation of normal rat kidney cells[J].Growth Factor,1993,9:329-334.

    [4]J萨姆布鲁克,EF弗里奇,T曼尼阿蒂斯.分子克隆实验指南[M].第2版.北京:科学出版社,1995.16-361.

    [5]Vikas KJ,Jaime AE,Andrius K,et al.Regulation of chemotaxis by platelet-derived growth factor receptor-β[J]。Nature,1994,367(3):474-478.

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    [7]Zheng-XY,Zhang-JZ,Tu-P,et al.Expression of platelet-derived growth factor B-chain and platelet derived growth factor beta-receptor in fibroblasts of scleroderma[J].J Dermatol Sci,1998,18(2):90-91.

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    [10]Nada P,Deas L,Gordane Z,et al.Aberrant levels of cytokines within the healing wound after burn injury[J].Arch Surg,1995,130:999-1004.

    收稿日期:1999-08-08, 百拇医药