[摘要]目的:探討白細胞介素-6(IL-6)在皮膚損傷修復(fù)中的作用及對炎癥因子表達水平的影響。方法:選擇2017年5月-2017年12月參與實驗的SD大鼠30只作為對象,隨機取10只,設(shè)為常規(guī)對照組;剩余20只大鼠采用手術(shù)方式在脊柱兩側(cè)1cm部位作皮膚缺損損傷動物模型,建模完畢后隨機將SD大鼠分為IL-6基因組(n=10)和模型對照組(n=10)。常規(guī)對照組與模型對照組常規(guī)飼養(yǎng)、飲水,IL-6基因組建模后腹腔注射IL-6基因轉(zhuǎn)移的高分泌IL-6 0.5ml,注射1次。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗、PCR方法完成三組大鼠白細胞介素-1α(IL-1α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、角質(zhì)細胞誘導(dǎo)因子(KC)、單核細胞誘導(dǎo)蛋白1α(MIP-1α)及單核細胞誘導(dǎo)蛋白-2(MIP-2)水平及基因測定,比較三組損傷面積、炎癥因子水平、炎癥因子基因表達水平。結(jié)果:IL-6基因組干預(yù)后1d、3d、6d、10d及14d損傷面積縮小率大于模型對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。IL-6基因組干預(yù)后IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2水平,低于模型對照組但高于常規(guī)對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。模型對照組干預(yù)后IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2水平高于常規(guī)對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。IL-6基因組IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2 基因表達量,均低于模型對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論:IL-6在大鼠皮膚缺損中能降低測定炎癥因子的產(chǎn)生,有助于促進皮膚損傷的修復(fù),縮小損傷面積,促進大鼠恢復(fù)。
[關(guān)鍵詞]白細胞介素-6;皮膚損傷;損傷修復(fù);炎癥因子;SD大鼠
[中圖分類號]R622? ? [文獻標志碼]A? ? [文章編號]1008-6455(2021)07-0107-04
Effect of Interleukin-6 on the Expression of Inflammatory Factors in Skin Damage Repair
ZHANG Fei
(Department of Cosmetology and Orthopaedics,the First Affiliated Hospital of Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410007,Hunan,China)
Abstract: Objective? To investigate the effect of interleukin-6 (IL-6) on the expression of inflammatory factors in skin injury repair. Methods? Thirty SD rats from May 2017 to December 2017 were selected as the subjects, and 10 rats were randomly selected as the conventional control group. The remaining 20 rats were surgically performed on the 1cm side of the spine. Animal models of skin defect injury were randomly divided into the IL-6 gene group (n=10) and the model control group (n=10) after modeling. The conventional control group and the model control group were routinely fed and drinking water. After the IL-6 gene group modeling, 0.5ml of high-secretion IL-6 gene of IL-6 gene transfer was intraperitoneally injected and injected once. Three groups of rats were treated with interleukin-1α (IL-1α), interleukin-1β (IL-1β), keratinocyte inducing factor (KC), and monocyte-inducible protein 1a by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and PCR. (MIP-1α) and monocyte-inducible protein-2 (MIP-2) levels and gene assays, comparing the three groups of lesion area, inflammatory factor levels, inflammatory factor gene expression levels. Results? The reduction rate of injury area in the IL-6 gene group were higher than those in model control group on 1d, 3d, 6d, 10d and 14d, and the differences were statistically significant(P<0.05). The levels of IL-1α, IL-1β, KC, MIP-1α and MIP-2 after the IL-6 gene group were lower than those in the model control group, but higher than those in the conventional control group (P<0.05). The levels of IL-1α, IL-1β, KC, MIP-1α and MIP-2 in the model control group after intervention were higher than those in the conventional control group (P<0.05). The levels of IL-1α, IL-1β, KC, MIP-1α and MIP-2 were higher in the model control group than in the conventional control group(P<0.05). The gene expression levels of IL-1α, IL-1β, KC, MIP-1α and MIP-2 in the IL-6 gene group were lower than those in the model control group (P<0.05). Conclusion? IL-6 can reduce the production of inflammatory factors in rat skin defects, help to promote the repair of skin damage, reduce the damage area and promote the recovery of rats.
Key words: interleukin-6(IL-6); skin damage; amage repair; inflammatory factors; SD rats
皮膚是指身體表面包裹在肌肉外面的組織,屬于人體最大的器官,主要承擔(dān)保護身體、排汗、感覺冷熱及壓力等功能[1]。皮膚覆蓋全身,能避免皮膚受到物理性、化學(xué)性、機械性或病原微生物的侵襲,但是當皮膚受到外界損傷或疾病等因素作用后,將會引起皮膚發(fā)生不同程度缺損,嚴重者將威脅患者生命[2]。臨床研究表明[3]:細胞因子在各種炎癥反應(yīng)、損傷修復(fù)及細胞突變中發(fā)揮了重要的作用,而炎癥因子在皮膚損傷早期即出現(xiàn),能通過自身量變抑制炎癥反應(yīng),增加毛細血管壁通透性,從而誘導(dǎo)炎性細胞向損傷區(qū)域浸潤,有助于調(diào)節(jié)炎癥細胞分泌及相關(guān)細胞因子,有助于促進損傷修復(fù)[4]。白細胞介素-6(IL-6)是一種白細胞介素的細胞因子,可由T細胞、單核-巨噬細胞、內(nèi)皮細胞及B細胞等分泌產(chǎn)生,能作用于干細胞、巨噬細胞、活化的B細胞中,在感染或外傷引起的急性炎癥反應(yīng)中發(fā)揮了重要的作用[5-6]。臨床研究表明[7]:IL-6能誘導(dǎo)白細胞聚集而造成纖維化,且牛皮癬、硬皮病中均表現(xiàn)為IL-6增加。但是,IL-6在皮膚損傷修復(fù)過程中的作用及對炎癥因子的影響研究較少。因此,本文采用隨機對照方法進行研究,探討IL-6在皮膚損傷修復(fù)過程中對白細胞介素-1α(IL-1α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、角質(zhì)細胞誘導(dǎo)因子(KC)、單核細胞誘導(dǎo)蛋白-1α(MIP-1α)及單核細胞誘導(dǎo)蛋白-2(MIP-2)等炎癥因子表達水平的影響,報道如下。
1? 資料和方法
1.1 臨床資料:選擇2017年5月-2017年12月參與實驗的SD大鼠30只作為研究對象,隨機取10只,設(shè)為常規(guī)對照組;剩余20只大鼠建立皮膚缺損損傷動物模型,建模完畢后隨機將SD大鼠分為IL-6基因組(n=10)和模型對照組(n=10)。入組大鼠檢疫合格,雌雄不限,體質(zhì)量205~426g,平均(315.77±15.71)g。動物合格證號:SCXK-(吉)2007-0003,所選動物均由醫(yī)學(xué)動物實驗中心提供SD大鼠常規(guī)飼養(yǎng),自由攝食、飲水,光照12h,建模前12h禁食。
1.2 儀器與試劑:實驗所需儀器與設(shè)備見表1。
1.3 方法
1.3.1 動物模型建立:取20只SD大鼠,腹腔內(nèi)注射Nembutal(5μg/g)進行麻醉,剃除背部毛發(fā),待麻醉生效后進行常規(guī)消毒、鋪巾,采用直徑為4.0mm的圓形無菌手術(shù)刀在背部切除皮膚,在脊柱兩側(cè)1.0cm部位作直徑為4.0mm的皮膚缺損損傷模型,建模時避免損傷肌肉、血管及神經(jīng)。損傷形成后不包扎、不給予藥物干預(yù),在無菌實驗室內(nèi)進行單籠飼養(yǎng),常規(guī)給予消毒食物與飲水[8-9]。
1.3.2 分組:常規(guī)對照組SD大鼠僅提出背部毛發(fā),不做其余處理。隨機選取構(gòu)建模型的SD大鼠作為模型對照組。常規(guī)對照組與模型對照組常規(guī)飼養(yǎng)、飲水。IL-6基因組:建模后腹腔注射IL-6基因轉(zhuǎn)移的高分泌IL-6。取購置的大鼠成纖維細胞株進行大量擴增,從大鼠尾腱中完成膠原的提取,向?qū)?shù)生長的大鼠成纖維細胞株加入IL-6基因轉(zhuǎn)移的高分泌IL-6后放置在含有20.0%小牛血清的DMEM中等體積與膠原混合,控制細胞最終濃度為2×107個/毫升;IL-6基因組大鼠中每只體內(nèi)注射IL-6基因轉(zhuǎn)移的高分泌IL-6 0.5ml,注射1次,注射完畢后進行常規(guī)飼養(yǎng)[10]。
1.4 觀察指標
1.4.1 損傷面積縮小率:三組大鼠干預(yù)后1d、3d、6d、10d及14d對三組大鼠損傷部位進行拍照,測量損傷面積。損傷面積縮小率=(干預(yù)前損傷面積-干預(yù)后損傷面積)/干預(yù)前損傷面積[11]。
1.4.2 炎癥因子水平:各組SD大鼠干預(yù)前、干預(yù)后取頸動脈血3ml,25min離心,離心力1 194g,血清分離后采用酶聯(lián)免疫吸附試驗完成白細胞介素-1α(IL-1α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、角質(zhì)細胞誘導(dǎo)因子(KC)、單核細胞誘導(dǎo)蛋白-1α(MIP-1α)及單核細胞誘導(dǎo)蛋白-2(MIP-2)水平測定[12-13]。
1.4.3 炎癥因子基因表達水平:三組SD大鼠修復(fù)后14d以斷頸方式處死,利用直徑為8.0mm的圓形取材刀完成組織的提取,經(jīng)PBS沖洗后加入500μl trizol吹打,使得組織充分溶解,加入500μl trizol充分混合、均勻。將上述溶液放入體溫5min下使得蛋白體充分解體,加入0.2ml氯仿,劇烈震蕩15s,常溫下放置2~3min,15min離心,速度12 000rpm,獲得三層液體(上層為水相、中間層與下層為有機相)[14]。取RNA沉淀,轉(zhuǎn)移到新的EP管中,加入0.5ml異丙醇,充分混合后放置在-20℃冰箱中,10min離心,速度為12 000rpm,可見凝膠狀沉淀(即為RNA)。充分洗滌RNA,并加入250μl DEPC與750μl乙醇,利用乙醇完成沉淀的沖洗,5min離心,速度為7 400rpm,取沉淀放入工作臺上進行20min干燥。利用紫外分光度儀檢測RNA濃度并完成RNA提純(以Rnase作為空白對照),在A260下測定吸光度值。采用Dnase酶處理RNA,處理完畢后放入冰箱中,備用[15]。PCR反應(yīng)檢測IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2 RNA表達量,不同引物見表2。PCR反應(yīng)條件設(shè)定:30℃,10min;42℃,30min;99℃,5min;5℃,5min,連續(xù)進行35個循環(huán),最后72℃下完成10min延長。選擇獲得的擴增產(chǎn)物,放入1.5%瓊脂凝膠進行電泳,完畢后采用UVP凝膠圖像完成灰度值的測定,β-actin為內(nèi)對照[16-17]。
1.5 統(tǒng)計學(xué)分析:采用SPSS 18.0軟件處理,計數(shù)資料行χ2檢驗,采用例(%)表示,計量資料行t檢驗,采用(x?±s)表示,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2? 結(jié)果
2.1 三組損傷面積縮小率比較:IL-6基因組干預(yù)后1d、3d、6d、10d及14d損傷面積縮小率均大于模型對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
2.2 三組炎癥因子水平比較:干預(yù)前,模型對照組與IL-6基因組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);干預(yù)前后,常規(guī)對照組IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2水平低于IL-6基因組及模型對照組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)后模型對照組高于IL-6基因組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
2.3 三組炎癥因子基因表達:IL-6基因組IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2 RNA表達量,均低于模型對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);IL-6基因組與模型對照組IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2 RNA表達量,均高于常規(guī)對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
3? 討論
皮膚損傷的修復(fù)是一個多因素過程,一般需要經(jīng)歷清創(chuàng)、皮下組織增生及皮膚的重新覆蓋三個過程[18]。當機體皮膚損傷后通過清創(chuàng)后能協(xié)調(diào)各種炎癥因子,有助于各種炎癥因子在規(guī)定的時間內(nèi)進入相應(yīng)的區(qū)域,有助于清除損傷區(qū)域內(nèi)的壞死組織、異物等[19]。同時,清創(chuàng)過程中有助于各種細胞因子的增殖,能誘導(dǎo)纖維母細胞、血管內(nèi)皮細胞及其他細胞的增生及分裂,利于缺損組織的修復(fù)。此外,在此基礎(chǔ)上將會形成浸潤及增生的表皮細胞,并覆蓋相應(yīng)的表面,實現(xiàn)缺損皮膚的修復(fù)[20]。
IL-6屬于是一種具有多種生物學(xué)功能的細胞因子,能分泌于多種正常皮膚細胞中,包括:上皮細胞、纖維母細胞、表皮細胞等。且IL-6可通過誘導(dǎo)急性期蛋白的產(chǎn)生,能與相應(yīng)的受體結(jié)合,實現(xiàn)信息的傳遞,完成其他相關(guān)因子的調(diào)節(jié)[21]。隨著研究的深入,目前IL-6在骨骼肌損傷、急性肝損傷、軟組織損傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損等領(lǐng)域均有報道,但目前其在皮膚損傷修復(fù)中研究較少[14,22]。在本研究中,IL-6基因組干預(yù)后1d、3d、6d、10d及14d損傷面積縮小率均大于模型對照組,說明IL-6能縮小皮膚缺損面積,利于缺損部位愈合。這與之前的研究報道一致。臨床研究表明[23]:IL-6在皮膚缺損中能通過gp130蛋白進行傳遞,能影響其他炎癥因子的產(chǎn)生,表現(xiàn)為各種生理與病理狀態(tài)下機體組織器官形態(tài)及功能的變化。本研究中,IL-6基因組干預(yù)后炎癥因子IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2水平,高于模型對照組與常規(guī)對照組;模型對照組干預(yù)后炎癥因子IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2水平,高于常規(guī)對照組,說明IL-6在皮膚缺損中有助于降低其他炎癥因子水平,有助于抑制機體內(nèi)的瀑布聯(lián)級反應(yīng),能從根本上控制缺損的進一步加重。臨床研究表明[24]:機體內(nèi)的各種生物因子之間存在緊密的聯(lián)系,且能相互作用、相互制約,從而處于動態(tài)平臺狀態(tài)。當機體內(nèi)IL-6缺失后,炎癥因子平衡將會打破,造成其他炎癥因子水平發(fā)生明顯的變化。本研究中,IL-6基因組IL-1α、IL-1β、KC、MIP-1α及MIP-2 RNA表達量,均低于模型對照組,說明大鼠皮膚缺損中補充IL-6能降低其他炎癥因子的產(chǎn)生,有助于缺損部位愈合。由于每一種生物因子功能相對較多,同種因子可能具有不同的功能,并且不同的因子均能完成共同蛋白質(zhì)信息的傳遞,從而顯示相同的功能[25]。從本研究結(jié)果看出:大鼠皮膚缺損后常伴有IL-6因子的降低,補充IL-6能影響其他炎癥因子產(chǎn)生,利于大鼠缺損部位的修復(fù)。
綜上所述,IL-6在大鼠皮膚缺損中能降低炎癥因子的產(chǎn)生,有助于促進皮膚損傷的修復(fù),縮小損傷面積,促進大鼠恢復(fù)。
[參考文獻]
[1]胡耀華,張超,王紅梅,等.VSD聯(lián)合表皮生長因子治療皮膚軟組織缺損的效果研究[J].中國美容醫(yī)學(xué),2019,28(3):8-11.
[2]Yuan YS,Yu F,Zhang YJ,et al.Changes in proteins related to early nerve repair in a rat model of sciatic nerve injury[J].Neural Regen Res,2021,16(8):1622-1627.
[3]曹厚然,馮文俊,陳昭,等.關(guān)節(jié)康片調(diào)控白細胞介素6表達促進膝關(guān)節(jié)損傷修復(fù)的機制及相關(guān)生物標志物的測定[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2020,191(11):166-174.
[4]蘭宏偉,周忠志,鄒梅林,等.大葉桉煎劑浸浴聯(lián)合短波紫外線照射對深度燒傷殘余創(chuàng)面愈合及血清IL-1β,TNF-α,IL-6表達的影響[J].中國美容醫(yī)學(xué),2020,29(8):92-96.
[5]羅光云,趙麗娟,秦雪琴,等.復(fù)方龍膽合劑對小鼠激光損傷后皮膚屏障功能修復(fù)的研究[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),2019,36(21):32-36.
[6]Souza KM,De Vivo I,Chen CY,et al.Oxidative stress, DNA damage, inflammation and gene expression in occupationally exposed university hospital anesthesia providers[J].Environ Mol Mutagen,2021,62(2):155-164.
[7]羊羨,陳其華.托里消毒飲聯(lián)合象皮生肌膏治療慢性皮膚潰瘍的療效及對創(chuàng)面組織TNF-α、IL-6、VEGF表達的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2019,39(4):115-118.
[8]李青,全仁夫,陳利紅,等.負載納米氧化鋅絲素膠原蛋白支架修復(fù)皮膚創(chuàng)面[J].中國組織工程研究,2018,22(14):2157-2161.
[9]王韜.殼聚糖納米粒水凝膠的制備及其對皮膚傷口修復(fù)的研究[D].錦州:錦州醫(yī)科大學(xué),2019.
[10]李晶晶.Hippo信號通路與皮膚組織細胞修復(fù)研究進展[J].中國美容醫(yī)學(xué),2020,29(1):162-165.
[11]Cappiello F,Carnicelli V,Casciaro B,et al.Antipseudomonal and immunomodulatory properties of esc peptides: promising features for treatment of chronic infectious diseases and inflammation[J].Int J Mol Sci,2021,22(2):557.
[12]Mo F,Luo Y,Yan Y,et al.Are activated B cells involved in the process of myocardial fibrosis after acute myocardial infarction? An in vivo experiment[J].BMC Cardiovasc Disord,2021,21(1):5.
[13]吳安林,艾玨萍,謝秀惠,等.推拿對骨骼肌損傷組織機化期TGF-β1,IL-6及TNF-α的影響[J].湖南中醫(yī)雜志,2020,36(2):136-138.
[14]陳志勇,余雪豐,黃潔清,等.山萘酚對皮膚瘢痕大鼠模型α-SMA蛋白及相關(guān)炎性因子表達的影響[J].局解手術(shù)學(xué)雜志,2019,28(6):437-441.
[15]張曄,李媛,史文心,等.脊髓損傷急性期IL-6的表達及其動態(tài)變化[J].中國實用醫(yī)藥,2019,14(32):195-196.
[16]Eudy BJ,da Silva RP.Systematic deletion of adenosine receptors reveals novel roles in inflammation and pyroptosis in THP-1 macrophages[J].Mol Immunol,2021,132:1-7.
[17]王明月,劉春艷,張宇,等.潞黨參對光老化小鼠皮膚中IL-6,TNF-α,IL-15含量及IL-15,IL-15R共表達的影響[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2020,38(6):151-154.
[18]許斌飛,陳燕峰,吳大興.除濕止癢軟膏對特應(yīng)性皮炎患兒免疫功能及血清TNF-α,IL-4,IL-6水平的影響[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與健康研究電子雜志,2020,4(12):69-71.
[19]Pernomian L,Duarte-Silva M,de Barros Cardoso CR.The aryl hydrocarbon receptor (AHR) as a potential target for the control of intestinal inflammation: insights from an immune and bacteria sensor receptor[J].Clin Rev Allergy Immunol,2020,59(3):382-390.
[20]賈麗梅,謝碧.丹連消痤散外用對痤瘡模型兔耳組織IL-6 IL-8表達影響的實驗研究[J].中國中醫(yī)藥科技,2019,26(3):343-346.
[21]趙夢秋,任尤楠,陶善珺,等.丹酚酸B對糖尿病大鼠血管舒張功能、NF-κB活化及炎癥因子表達的影響[J].中國病理生理雜志,2018,34(3):481-487.
[22]黃丹云,石海蘭,陳悅,等.解毒祛瘀滋腎方對MRL/lpr狼瘡小鼠皮膚組織JAK1/STAT3信號通路的影響[J].浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2020,44(11):18-22.
[23]Wang K,Qiu L,Zhu J,et al.Environmental contaminant BPA causes intestinal damage by disrupting cellular repair and injury homeostasis in vivo and in vitro[J].Biomed Pharmacother,2021,137:111270.
[24]魏榮,吳斌,呂靜.白細胞介素-6抑制劑對銀屑病模型大鼠背部皮膚組織的影響及作用機制[J].中國老年學(xué)雜志,2020,40(4):856-860.
[25]樓敏銘,王宏偉,馬潔.臍帶間充質(zhì)干細胞條件培養(yǎng)液聯(lián)合透明質(zhì)酸修復(fù)小鼠皮膚損傷[J].中國組織工程研究,2018,22(1):20-25.
[收稿日期]2021-01-19
本文引用格式:張斐.白細胞介素-6在皮膚損傷修復(fù)中的作用及對炎癥因子表達水平的影響研究[J].中國美容醫(yī)學(xué),2021,30(7):107-110.