呂夢竹， 郭 澍， 孫 強， 孫 旭

瘢痕研究

軟骨寡聚基質蛋白在病理性瘢痕中的表達與意義

呂夢竹， 郭 澍， 孫 強， 孫 旭

目的研究軟骨寡聚基質蛋白在病理性瘢痕中的表達，探討其在病理性瘢痕發(fā)病機制中的作用。方法應用免疫組化技術檢測軟骨寡聚基質蛋白在30例瘢痕疙瘩(A組)、30例增生性瘢痕(B組)及20例正常皮膚(C組)中的表達，并進行統(tǒng)計學分析。結果軟骨寡聚基質蛋白在A、B組中的表達與C組比較，其差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，但A、B組之間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結論軟骨寡聚基質蛋白可能是病理性瘢痕產生與發(fā)展的重要因素，在病理性瘢痕的形成機制中可能起重要的作用。

軟骨寡聚基質蛋白； 外源性轉化生長因子β； 病理性瘢痕

病理性瘢痕分為增生性瘢痕和瘢痕疙瘩,是由創(chuàng)傷等引起的，以膠原等大量結締組織基質的過度增生和沉積為特征[1]。軟骨寡聚基質蛋白(cartilage oligomeric matrix protein, COMP)又稱為凝血栓蛋白5，是一種位于細胞外基質的糖蛋白，于1992年被首次發(fā)現(xiàn)后逐步受到業(yè)界關注。近年來，越來越多的研究證實，在多種纖維增生的情況下，COMP的表達大大提高[2]。由此我們推測，COMP在病理性瘢痕組織中可能也具備相似表達。自2012年11月至2013年9月，我們應用免疫組化的方法檢測病理性瘢痕和正常皮膚中COMP的表達情況，以探究COMP在病理性瘢痕發(fā)病中的作用，為探究病理性瘢痕的發(fā)病原因提供實驗基礎。

1 對象與方法

1.1 標本來源 所有標本均來自于中國醫(yī)大附屬第一醫(yī)院整形外科手術患者。隨機選取增生性瘢痕30例(A組)。男性12例，女性18例，年齡19～50歲。病變位于耳垂、前胸等處；瘢痕疙瘩30例(B組)。男性11例，女性19例，年齡17～52歲。病變位于頭面部、四肢等處。以上患者均無遺傳性疾病、皮膚病及傳染病等全身性疾病，術前均未使用激素及其他免疫抑制劑，局部無感染、破潰等。同時隨機選取其他整形美容手術患者切除的正常皮膚組織20例(C組)。男性7例，女性13例，年齡22～45歲。以頭面部及四肢為主。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 主要試劑及來源 兔抗人COMP單克隆抗體、HRP二抗檢測試劑盒及DAB試劑盒(美國ABGENT百奇生物公司)。

1.3 染色方法 組織行常規(guī)脫蠟至水，抗原高壓熱修復2 min，冷卻至室溫。3%去離子水孵育10 min，PBS沖洗3次，每次2 min。滴加1∶40的COMP即一抗50 μl，4 ℃濕盒過夜。PBS沖洗3次，每次2 min。滴加試劑2，室溫孵育10～20 min，PBS沖洗3次，每次2 min。滴加試劑3，室溫孵育10～20 min，PBS沖洗3次，每次2 min。DAB顯色后加入蘇木素復染。封片，顯微鏡下觀察。

1.4 判斷標準 在光學顯微鏡下觀察各切片中COMP的表達情況并照相，評估免疫組化結果。每個標本選取10個高倍鏡視野計數(shù)，采用雙人雙盲法，染色強度分級按照陽性成分所占比例分為4個標準：① 0%,-；② 1%～5%，±；③ 6%～50%，+；④>50%，。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0軟件進行Kruskal-Wallis檢驗，統(tǒng)計并進行分析。

2 結果

COMP陽性反應物為棕黃色顆粒，表達于細胞外基質，在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕組織中，廣泛表達于真皮的玻璃樣變性組織中。增生性瘢痕中表達為散在的棕褐色點狀沉積，而瘢痕疙瘩中的表達更集中呈類似條索樣結構。在正常皮膚組織中幾乎未見陽性表達(圖1～3)。3組陽性率見表1。3組之間比較，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A組與B組比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

3 討論

病理性瘢痕是機體皮膚對各種損傷過度修復而導致的皮膚纖維增生性疾病，其特征性病理改變?yōu)槌衫w維細胞持續(xù)產生的Ⅰ、Ⅲ型膠原等細胞外基質過度沉積[3]。增生性瘢痕僅局限在最初受傷的部位生長，不會超出原來的范圍，并且有自行萎縮的傾向。瘢痕疙瘩是人類特有的一種皮膚纖維化疾病，通常繼發(fā)于皮膚損傷，其生長特征類似于良性腫瘤[4]。對于其發(fā)生發(fā)展機制的探討，大多數(shù)學者認為，可能與遺傳、基因調控、細胞凋亡、免疫、生物活性因子等多種因素有關。

COMP是一種主要的細胞外非膠原性蛋白，屬凝血酶敏感素家族，由5個分子量為87 KD的亞單位以二硫鍵相連而成[5]。Rosenberg等證實，COMP與Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型膠原，纖維連接蛋白[6]，聚集蛋白糖[7]等關系密切，進而在很多纖維性疾病中發(fā)現(xiàn)COMP異于正常組織中的高分泌。Agarwal等[8]證實，COMP在健康人體皮膚中可以組織構建Ⅰ型膠原的網狀結構，而病理性瘢痕組織學上的特點為大量的纖維細胞增生,細胞外基質中膠原、糖蛋白、蛋白多糖等過量沉積,膠原纖維排列紊亂。我們發(fā)現(xiàn)，COMP在病理性瘢痕組織中過度表達，從理論上證實COMP參與了病理性瘢痕的發(fā)生與發(fā)展。另外，COMP在不同的病理性瘢痕組織，即增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中的表達陽性率并無差異，但其陽性表達的分布形態(tài)卻有著顯著不同，增生性瘢痕中表達為散在的棕褐色點狀沉積，瘢痕疙瘩中的表達更集中呈類似條索樣結構。而這種形態(tài)上的差異與病理條件下異常增生膠原纖維的組成排列有相似之處[9]。

圖1 光學顯微鏡下增生性瘢痕組織(×200)圖2 光學顯微鏡下瘢痕疙瘩組織(×200)圖3 光學顯微鏡下正常皮膚組織(×200)

Fig1 Hypertrophic scars under optical microscope (×200).Fig2 Keloid under optical microscope (×200).Fig3 Normal skin tissue under optical microscope (×200).

表1 COMP在病理性瘢痕組織與正常皮膚組織中的表達

注：A、B組與C組比較P<0.05；A組與B組比較P>0.05

有研究指出，加入外源性轉化生長因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)可增加創(chuàng)傷中膠原纖維、蛋白和炎性細胞的數(shù)量，TGF-β被認為是促進瘢痕組織形成的因素[10]，而在系統(tǒng)性硬化病中，經TGF-β處理過的組織中，COMP的表達明顯增強[11]，因此,上皮腫瘤細胞分泌的TGF-β可能是其周圍的成纖維細胞過度表達COMP的原因[12]。但也有報道顯示，組織所受的機械力也可促使COMP的高表達[13]，因而，COMP的表達到底是受TGF-β還是腫瘤細胞生長所產生的生化作用影響并不明確。此外，在對系統(tǒng)性硬化患者血清中COMP的測量結果顯示，系統(tǒng)性硬化患者血清中COMP的含量也明顯增高[14]，并且發(fā)現(xiàn)并發(fā)肺纖維化的惡性程度與COMP的血清含量呈正相關[15]，這也提示我們COMP可能可以作為一種指示纖維化疾病的化學信號，為疾病的早期治療提供依據(jù)。

COMP在病理性瘢痕中呈高表達的機制，以及血清中COMP含量變化與病理性瘢痕進展過程的關系將是我們未來的研究方向。

[1] Liu J, Wang Y, Pan Q, et al. Wnt/β-catenin pathway forms a negative feedback loop during TGF-β1 induced human normal skin fibroblast-to-myofibroblast transition[J]. J Dermatol Sci, 2012,65(1):38-49.

[2] Inui S, Shono F, Nakajima T, et al. Identification and characterization of cartilage oligomeric matrix protein as a novel pathogenic factor in keloids[J]. Am J Pathol, 2011,179(4):1951-1960.

[3] Inui S, Shono F, Nakajima T, et al. Critical involvement of stress-activated mitogen-activated protein kinases in the regulation of intracellular adhesion molecule-1 in serosal fibroblasts isolated from patients with Crohn′s disease[J]. J Am Coll Surg, 2004,199(2):234-242.

[4] Vincent AS, Phan TT, Mukhopadhyay A, et al. Human skin keloid fibroblasts display bioenergetics of cancer cells[J]. J Invest Dermatol, 2008,128(3):702-709.

[5] Inui S, Shono F, Nakajima T, et al. Identification and characterization of cartilage oligomeric matrix protein as a novel pathogenic factor in keloids[J]. Am J Pathol, 2011,179(4):1951-1960.

[6] Agarwal P, Zwolanek D, Keene DR, et al. Collagen XII and XIV, new partners of cartilage oligomeric matrix protein in the skin extracellular matrix suprastructure[J]. J Biol Chem, 2012,287(27):22549-2259.

[7] El-Arman MM, El-Fayoumi G, El-Shal E, et al. Aggrecan and cartilage oligomeric matrix protein in serum and synovial fluid of patients with knee osteoarthritis[J]. HSS J, 2010,6(2):171-176.

[8] Agarwal P, Schulz JN, Blumbach K, et al. Enhanced deposition of cartilage oligomeric matrix protein is a common feature in fibrotic skin pathologies[J]. Matrix Biol, 2013,32(6):325-331.

[9] Mostaco-Guidolin LB, Ko AC, Wang F, et al. Collagen morphology and texture analysis: from statistics to classification[J]. Sci Rep, 2013,3:2190.

[10] Klass BR, Grobbelaar AO, Rolfe KJ. Transforming growth factor beta1 signalling, wound healing and repair: a multifunctional cytokine with clinical implications for wound repair, a delicate balance[J]. Postgrad Med J, 2009,85(999):9-14.

[11] Farina G, Lemaire R, Pancari P, et al. Cartilage oligomeric matrix protein expression in systemic sclerosis reveals heterogeneity of dermal fibroblast responses to transforming growth factor beta[J]. Ann Rheum Dis, 2009,68(3):435-441.

[12] Li H, Haudenschild DR, Posey KL, et al. Comparative analysis with collagen type II distinguishes cartilage oligomeric matrix protein as a primary TGFβ-responsive gene[J]. Osteoarthritis Cartilage, 2011,19(10):1246-1253.

[13] Niehoff A, Müller M, Brüggemann L, et al. Deformational behaviour of knee cartilage and changes in serum cartilage oligomeric matrix protein (COMP) after running and drop landing[J]. Osteoarthritis Cartilage, 2011,19(8):1003-1010.

[14] Hesselstrand R, Andréasson K, Wuttge DM, et al. Increased serum COMP predicts mortality in SSc: results from a longitudinal study of interstitial lung disease[J]. Rheumatology (Oxford), 2012,51(5):915-920.

[15] Vuga LJ, Milosevic J, Pandit K, et al. Cartilage oligomeric matrix protein in idiopathic pulmonary fibrosis[J]. PLoS One, 2013,8(12):e83120.

Expressionofcartilageoligomericmatrixproteininpathologicalscaranditssignificance

LYUMeng-zhu,GUOShu,SUNQiang,etal.
(DepartmentofPlasticSurgery,TheFirstHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China)

ObjectiveTo investigate the expression of cartilage oligomeric matrix protein in pathological scar and to explore its role in the pathogenesis of pathological scar.MethodsEighty patients were divided into three groups; 30 cases of keloid were in the group A, 30 cases of hypertrophic scar were in the group B and 20 cases of normal skin were in the group C. Immunohistochemiscal technique was performed to detect the cartilage oligomeric matrix protein expression and statistics was used to analyze the data.ResultsThe cartilage oligomeric matrix protein expression was significant difference between group A、B and that group C (P<0.05), but the expression was not statistically different between group A and B (P>0.05).ConclusionCartilage oligomeric matrix protein may play an important role in the formation of pathological scar.

Cartilage oligomeric matrix protein； Transforming growth factor-β； Pathological scar

10.3969/j.issn.1673-7040.2014.03.009

R619.6

A

1673-7040(2014)03-0154-03

2013-12-26)

2009遼寧省教育廳課題基金資助項目(2009A743)

110001 遼寧 沈陽，中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 整形外科

呂夢竹(1990-)，女，四川廣元人，碩士研究生.

郭 澍，110001，中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 整形外科，電子信箱：guoshu67@sohu.com