胡鐘元 ,張秀華 ,李帥廣 ,3,邵華榮 ,劉飛 ,3*,郭斌
糖尿病是世界范圍內(nèi)常見和嚴(yán)重的慢性疾病之一。根據(jù)《國際糖尿病聯(lián)合會》第10版報告,2021年全球20~79歲人群糖尿病患病率為10.5%(5.366億),預(yù)計2045年將上升至12.2%(7.832億)[1]。糖尿病皮膚潰瘍(diabetic cutaneous ulcer,DCU)是糖尿病嚴(yán)重的慢性并發(fā)癥之一,致殘率高、治療費用昂貴[2-3]。糖尿病狀態(tài)下氧化應(yīng)激水平過高是DCU患者創(chuàng)面難愈的重要原因,影響創(chuàng)面愈合的各個階段,嚴(yán)重者發(fā)生感染,甚至截肢[3-5]。因此,調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原平衡、促進(jìn)血管新生從而加速創(chuàng)面愈合是加快糖尿病創(chuàng)面愈合的潛在治療方法。
透明質(zhì)酸(hyaluronan,HA)是細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)中的一種高分子糖胺聚糖,由重復(fù)的D-葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺二糖單元組成,其功能與其分子量直接相關(guān)[6]。目前已有研究證實透明質(zhì)酸寡糖(hyaluronic acid oligosaccharide,o-HA)(相對分子質(zhì)量<10 kDa)可通過增強(qiáng)血管生成促進(jìn)創(chuàng)面愈合,對急性創(chuàng)面有修復(fù)作用[7]。本課題組前期研究也證實o-HA可刺激血管生成、加速創(chuàng)面重新上皮化、促進(jìn)糖尿病大鼠創(chuàng)面愈合[8],但其促進(jìn)糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合的機(jī)制研究尚不深入。為促進(jìn)o-HA的進(jìn)一步開發(fā),本研究擬建立DCU模型,探究o-HA對糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合的作用及可能機(jī)制。
1.1 實驗動物 90只雄性SPF級昆明小鼠,6周齡,體質(zhì)量(22±2)g,購自濟(jì)南朋悅實驗動物繁育有限公司,許可證號:SCXK(魯)20190003。小鼠飼養(yǎng)溫度22~25 ℃,相對濕度40%~60%。經(jīng)山東省藥學(xué)科學(xué)院-藥物安全評價中心實驗動物管理和使用委員會(Institutional Animal Care and Use Committee,IACUC)批準(zhǔn)試驗(編號:IACUC-2021-004)。實驗時間為2021年4—12月。
1.2 藥物與試劑 o-HA由山東省藥學(xué)科學(xué)院自制[9](重均分子量:2.7 kDa,批號:20201021);鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(北京博愛港生物技術(shù)有限公司);活檢穿孔器(Kai medical),黏合劑(Krazy,744-3514),RIPA裂 解 液(radioimmunoprecipitation lysis buffer,RIPA)和苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,P0013B,ST506);β-肌動蛋白(β-action)(Cell Signaling,8457);核因子E2相關(guān)因子2(NF-E2-related factor 2,Nrf2)(Proteintech,16396-1-AP),血紅素加氧酶1(heme oxygenase-1,HO-1)(Cell Signaling,86806),NAD(P)H 醌 氧化 還 原酶 1〔NAD(P)H quinone oxidoreductase 1,NQO1〕(Cell Signaling,3187);辣根酶標(biāo)記山羊抗兔IgG(中杉金橋,ZB-2301),辣根酶標(biāo)記山羊抗小鼠免疫球蛋白G(IgG)(中杉金橋,ZB-2305);血糖儀(歐姆龍HGM-112型);血糖試紙(歐姆龍AS1型);超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、 丙 二 醛(malonic dialdehyde,MDA)檢測試劑盒(中國南京建成生物工程研究所)。
1.3 o-HA軟膏的制備 采用乳化法制備o-HA軟膏,即將6.0 g黃凡士林、6.3 g硬脂酸、4.8 g單硬脂酸甘油酯、7.5 g液狀石蠟75 ℃加熱至融化制成油相,將6.0 g甘油、0.60 g十二烷基硫酸鈉、0.075 g尼泊金甲酯、28.8 ml蒸餾水80 ℃加熱至融化制成水相Ⅰ,向水相Ⅰ中加入0.3 g o-HA(0.5%)/0.6 g o-HA(1%)/1.2 g o-HA(2%)制成水相Ⅱ,水相Ⅱ緩慢加入油相中分別制備低、中、高劑量o-HA軟膏,邊加邊攪拌,直至冷凝。
1.4 糖尿病小鼠模型及創(chuàng)面模型的建立 參考文獻(xiàn)[10]構(gòu)建糖尿病小鼠模型,所有小鼠于造模前1 d禁食不禁水16 h,次日上午尾部采血測空腹血糖(fasting blood glucose,F(xiàn)BG)后,以150 mg/kg劑量一次性腹腔注射STZ以誘發(fā)糖尿病。所有小鼠每周檢測FBG水平(禁食6 h),2次或2次以上FBG≥16.7 mmol/L判定為造模成功。
高血糖狀態(tài)持續(xù)6周后造成慢性糖尿病狀態(tài),所有小鼠利用全層皮膚切除環(huán)形夾板法建立創(chuàng)面模型[11-13](圖1)。小鼠腹腔注射1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)進(jìn)行麻醉,將小鼠脊柱兩側(cè)皮膚的毛發(fā)去除干凈,使用75%酒精對造模處皮膚進(jìn)行消毒,以脊柱為中線捏起小鼠背部皮膚,使用直徑6 mm的皮膚活檢打孔器按壓形成兩個對稱的圓形全層皮膚切除創(chuàng)口,用黏合劑將硅膠夾板固定在創(chuàng)面周圍,用5-0縫合線縫合后用無菌透明敷料覆蓋創(chuàng)面。實驗中共80只小鼠注射STZ,10只因血糖過低或過高死亡,5只造模未成功,2只出現(xiàn)并發(fā)癥,3只體質(zhì)量過輕,均未納入分組。
圖1 創(chuàng)面模型的建立Figure 1 Establishment of the wound model
1.5 實驗分組及給藥 未注射STZ(注射同等劑量枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液)的血糖正常的10只小鼠作為正常對照組(normal control,NC組)。糖尿病模型建造成功的小鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法分為6組:糖尿病模型組(diabetic model,DM組)、重組人表皮生長因子陽性對照組(recombinant human epidermal growth factor,rhEGF組)、空白基質(zhì)陰性對照組(matrix組)、低劑量o-HA治療組(0.5% o-HA組)、中劑量o-HA治療組(1% o-HA組)、高劑量o-HA治療組(2% o-HA組),每組10只。NC組和DM組小鼠創(chuàng)面不做任何處理,其他各組每日創(chuàng)面及創(chuàng)周常規(guī)消毒后,均勻涂抹o-HA軟膏于創(chuàng)面及創(chuàng)周,rhEGF組給藥1次/d,0.5%、1%、2%o-HA組給藥2次/d,連續(xù)給藥14 d。
1.6 指標(biāo)測定
1.6.1 創(chuàng)面愈合分析 第1、7、14天用相機(jī)對創(chuàng)面閉合區(qū)域進(jìn)行追蹤,用Image J對創(chuàng)面愈合面積進(jìn)行量化,得到創(chuàng)面愈合率,公式為:創(chuàng)面愈合率(%)=(原始創(chuàng)面面積-未愈合創(chuàng)面面積)/原始創(chuàng)面面積×100%。
1.6.2 創(chuàng)面組織蘇木素-伊紅(Hematoxylin and eosin,HE)染色、馬松三色(Masson trichrome,Masson)染色和CD34免疫組化染色觀察 連續(xù)給藥14 d后,取小鼠創(chuàng)面及創(chuàng)周皮膚組織,置于4%多聚甲醛中固定,石蠟包埋進(jìn)行HE染色、Masson染色和免疫組化染色,于光鏡下進(jìn)行觀察。通過HE染色觀察創(chuàng)面肉芽組織形態(tài)學(xué)變化,通過Masson染色觀察創(chuàng)面組織真皮層膠原纖維沉積情況,通過CD34免疫組化染色觀察o-HA對創(chuàng)面新生血管的影響。CD34多用于標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞,血管腔內(nèi)一層連續(xù)或不連續(xù)的陽性著色帶,即為染色的內(nèi)皮細(xì)胞。利用CD34免疫組化染色對小鼠創(chuàng)面新生血管密度進(jìn)行評估,采用Image-Pro Plus 6.0軟件計算免疫組化切片照片的陽性細(xì)胞數(shù),除以細(xì)胞總數(shù),即為每張免疫組化切片的陽性細(xì)胞率。
1.6.3 血清MDA、SOD水平分析 末次給藥后各組小鼠分別摘眼球取全血,室溫靜置1 h,4 ℃,3 000 r/min離心10 min,離心半徑8.6 cm,取上層血清,使用相應(yīng)的試劑盒檢測血清SOD、MDA水平。
1.6.4 Western-blotting法檢測創(chuàng)面組織Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表達(dá) 連續(xù)給藥14 d后,取小鼠創(chuàng)面及創(chuàng)周皮膚組織,置于1.5 ml凍存管中,液氮速凍后-80 ℃深低溫冰箱保存。實驗時將創(chuàng)面組織于-80 ℃取出,冰上解凍并稱重,剪碎后放于EP管中,按照每20 mg組織加入100 μl裂解液(含1% PMSF)的比例加入RIPA裂解液。功率400 W,冰水浴超聲5 s,間隔30 s,次數(shù)4次。充分勻漿后,4 ℃,12 000 r/min離心10 min,離心半徑8.6 cm。吸取上清液,BCA法測定蛋白濃度。聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白,并將其轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上,脫脂奶粉中封閉1 h,TBST緩沖液(TBS with Tween-20,TBST)清洗3次,加入一抗(Nrf2按1∶2 000稀釋,HO-1、NQO1、β-actin按1∶1 000稀釋),4 ℃孵育過夜,TBST清洗3次。隨后,加入1:20 000稀釋的山羊抗兔或山羊抗鼠二抗,在室溫下孵育1 h,TBST清洗3次,增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光(enhanced chemiluminescence,ECL)試劑進(jìn)行顯色。Image J軟件對條帶進(jìn)行定量分析,以目的蛋白灰度值/內(nèi)參蛋白灰度值的比值作為該蛋白的相對表達(dá)量,對結(jié)果進(jìn)行歸一化后進(jìn)行統(tǒng)計分析。
1.7 統(tǒng)計學(xué)方法 采用GraphPad prism 8.4.2.679軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,計量資料以(±s)表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用SNK-q檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 糖尿病小鼠造模情況 第0周時,正常對照小鼠和糖尿病模型小鼠體質(zhì)量、FBG比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);第2、4、6、8周時,糖尿病模型小鼠體質(zhì)量低于正常對照小鼠,F(xiàn)BG高于正常對照小鼠,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1、2。每周檢測糖尿病模型小鼠FBG均>16.7 mmol/L,且體質(zhì)量增長緩慢,出現(xiàn)多飲、多食、多尿、毛發(fā)暗黃的表現(xiàn),認(rèn)定糖尿病模型構(gòu)建成功。體內(nèi)實驗時間線見圖2。
圖2 DCU體內(nèi)實驗時間線Figure 2 Timeline of in vivo experiments for diabetic cutaneous ulcer
表1 兩組小鼠不同時間點體質(zhì)量比較(±s,g)Table 1 Comparison of weight level between two groups of mice at different time
表1 兩組小鼠不同時間點體質(zhì)量比較(±s,g)Table 1 Comparison of weight level between two groups of mice at different time
組別 只數(shù) 第0周 第2周 第4周 第6周 第8周正常對照小鼠 10 25.06±0.58 35.07±0.63 42.58±0.53 46.84±1.10 48.96±0.78糖尿病模型小鼠 60 26.63±0.51 25.72±0.83 25.67±0.58 25.57±0.80 24.82±0.90 t值 2.04 8.96 21.54 15.59 20.29 P 值 >0.05 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01
2.2 o-HA對DCU小鼠創(chuàng)面愈合的影響 給藥第7、14天,各組小鼠創(chuàng)面愈合率比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);其中給藥第7天,DM組、matrix組創(chuàng)面愈合率低于NC組,rhEGF組、1% o-HA組創(chuàng)面愈合率高于DM組,0.5% o-HA組、2% o-HA組創(chuàng)面愈合率低于NC組、高于DM組;給藥第14天,DM組、matrix組創(chuàng)面愈合率低于NC組,rhEGF組、0.5% o-HA組、1%o-HA組、2% o-HA組創(chuàng)面愈合率高于DM組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3、圖3。
圖3 創(chuàng)傷后各組小鼠創(chuàng)面愈合情況比較Figure 3 Comparison of wound healing in each group after trauma
表3 各組小鼠創(chuàng)傷后不同時間創(chuàng)面愈合率比較(±s,%)Table 3 Comparison of wound healing rate in each group of mice at different time points after trauma
表3 各組小鼠創(chuàng)傷后不同時間創(chuàng)面愈合率比較(±s,%)Table 3 Comparison of wound healing rate in each group of mice at different time points after trauma
注:NC組=正常對照組,DM組=糖尿病模型組,rhEGF組=重組人表皮生長因子陽性對照組,matrix組=空白基質(zhì)陰性對照組,o-HA=透明質(zhì)酸寡糖;a表示與NC組相比P<0.05,b表示與DM組相比 P<0.05
組別 只數(shù) 第7天 第14天NC組 10 56.52±1.55 93.57±3.15 DM 組 10 29.89±5.27a 75.56±5.12a rhEGF 組 10 55.91±0.83b 90.17±1.12b matrix組 10 36.92±0.53a 82.91±0.98a 0.5% o-HA組 10 43.92±0.86ab 88.02±1.60b 1% o-HA 組 10 51.79±1.48b 92.92±1.39b 2% o-HA 組 10 47.50±2.64ab 88.17±1.08b F值 16.81 6.29 P值 <0.01 <0.05
表2 兩組小鼠不同時間點FBG比較(±s,mmol/L)Table 2 Comparison of fasting blood glucose level between two groups of mice at different time
表2 兩組小鼠不同時間點FBG比較(±s,mmol/L)Table 2 Comparison of fasting blood glucose level between two groups of mice at different time
組別 只數(shù) 第0周 第2周 第4周 第6周 第8周正常對照小鼠 10 7.69±0.24 10.71±0.56 8.16±0.28 8.77±0.38 8.61±0.36糖尿病模型小鼠 60 7.24±0.22 28.15±0.71 30.75±0.36 30.08±0.64 29.57±0.89 t值 1.36 19.23 49.10 28.59 21.70 P值 >0.05 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01
2.3 o-HA對DCU小鼠創(chuàng)面肉芽組織形成、膠原纖維沉積的影響 HE染色結(jié)果顯示,DM組小鼠創(chuàng)面直徑最寬,與DM組相比,o-HA和rhEGF處理的小鼠創(chuàng)面直徑顯著減小,不同劑量o-HA處理創(chuàng)面直徑無顯著差別,matrix組創(chuàng)面相對較寬;NC組小鼠創(chuàng)面上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常,真皮層膠原纖維排列整齊;與DM組和matrix組相比,rhEGF組新生肉芽組織幾乎取代所有壞死組織,0.5% o-HA組新生血管逐漸閉合,炎性細(xì)胞浸潤減少,1% o-HA組和2% o-HA組新生表皮較厚,成纖維細(xì)胞與纖維細(xì)胞數(shù)量增多,膠原纖維生成較多(圖4)。
圖4 創(chuàng)傷后14 d各組小鼠創(chuàng)面組織HE染色Figure 4 Wound tissue of mice in each group was stained with H&E on day 14 after trauma
Masson染色結(jié)果顯示,DM組創(chuàng)面藍(lán)染少、著色淺,膠原纖維分布稀疏,排列紊亂;不同劑量的o-HA組藍(lán)染多,著色深,創(chuàng)面膠原纖維排列規(guī)則有序,2% o-HA組藍(lán)染較0.5% o-HA組和1% o-HA組淺,膠原纖維生成情況較差。組織形態(tài)學(xué)分析顯示o-HA治療后肉芽組織、膠原纖維生成增多,表皮結(jié)構(gòu)趨于完整(圖5)。
圖5 創(chuàng)傷后14 d各組小鼠創(chuàng)面組織Masson染色Figure 5 Wound tissue of mice in each group was stained by Masson on day 14 after trauma
2.4 o-HA對DCU小鼠創(chuàng)面組織新生血管密度的影響
NC組棕色CD34陽性細(xì)胞率為(13.40±0.47)%,DM組為(6.34±0.37)%,rhEGF組為(12.62±0.70)%,matrix組 為(6.01±1.35)%,0.5% o-HA組 為(11.56±0.30)%,1% o-HA組為(14.28±2.26)%,2%o-HA組為(12.68±1.83)%,各組棕色CD34陽性細(xì)胞率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=7.162,P=0.001)。其中DM組、matrix組CD34陽性細(xì)胞率低于NC組,rhEGF組、0.5% o-HA組、1% o-HA組、2% o-HA組CD34陽性細(xì)胞率高于DM組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
各給藥組新生血管排列規(guī)律,管腔狹長,呈梭形,1% o-HA組新生血管較為明顯;DM組及matrix組血管雜亂,零星分布,且大部分新生血管較細(xì)。免疫組化結(jié)果顯示o-HA對創(chuàng)面周圍血管、毛細(xì)血管有明顯的刺激作用,見圖6。
圖6 各組小鼠創(chuàng)面組織CD34免疫組化染色Figure 6 Immunohistochemical staining of CD34 in wound tissue of mice in each group
2.5 o-HA對DCU小鼠的抗氧化作用 各組小鼠MDA、SOD水平比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。其中DM組、matrix組MDA水平高于NC組、SOD水平低于NC組;rhEGF組MDA水平低于DM組,SOD水平低于NC組、高于DM組;0.5% o-HA組MDA水平高于NC組、低于DM組,SOD水平高于DM組;1% o-HA組MDA水平低于DM組,SOD水平高于DM組;2% o-HA組MDA水平高于NC組、低于DM組,SOD水平低于NC組、高于DM組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表4。
表4 各組小鼠血清SOD、MDA水平比較(±s)Table 4 Comparison of SOD and MDA levels in serum of each group
表4 各組小鼠血清SOD、MDA水平比較(±s)Table 4 Comparison of SOD and MDA levels in serum of each group
注:a表示與NC組相比P<0.05,b表示與DM組相比P<0.05;MDA=丙二醛,SOD=超氧化物歧化酶
組別 只數(shù) MDA(nmol/ml) SOD(U/ml)NC 組 10 4.13±0.86 163.40±2.65 DM 組 10 15.00±0.29a 61.34±1.73a rhEGF 組 10 8.85±0.96b 110.10±1.62ab matrix組 10 12.67±0.38a 80.51±3.23a 0.5% o-HA 組 10 10.22±1.19ab 120.90±8.05b 1% o-HA組 10 6.18±0.10b 136.30±11.15b 2% o-HA組 10 10.35±0.65ab 105.70±2.05ab F值 34.22 37.23 P 值 <0.01 <0.01
2.6 o-HA對DCU小鼠創(chuàng)面組織Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表達(dá)的影響 各組小鼠Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表達(dá)水平比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。其中DM組Nrf2、NQO1蛋白表達(dá)水平低于NC組;rhEGF組、1% o-HA組Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表達(dá)水平均高于NC組和DM組;0.5% o-HA組Nrf2、NQO1蛋白表達(dá)水平高于DM組,HO-1蛋白表達(dá)水平高于NC組和DM組;2% o-HA組HO-1蛋白表達(dá)水平高于NC組和DM組,NQO1蛋白表達(dá)水平高于DM組,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表5、圖7。o-HA促進(jìn)DCU小鼠創(chuàng)面愈合的機(jī)制見圖8。
圖7 各組小鼠創(chuàng)面組織Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表達(dá)Figure 7 Expression of Nrf2,HO-1 and NQO1 proteins in wound tissue of each group
圖8 o-HA影響Nrf2信號通路促進(jìn)糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合Figure 8 o-HA affects Nrf2 signaling pathway and promote wound healing in diabetic mice
表5 各組小鼠創(chuàng)面組織Nrf2、HO-1、NQO1蛋白相對表達(dá)量(±s)Table 5 The relative expression of Nrf2,HO-1 and NQO1 protein in wound tissue of each group
表5 各組小鼠創(chuàng)面組織Nrf2、HO-1、NQO1蛋白相對表達(dá)量(±s)Table 5 The relative expression of Nrf2,HO-1 and NQO1 protein in wound tissue of each group
注:a表示與NC組相比P<0.05,b表示與DM組相比P<0.05;Nrf2=核因子E2相關(guān)因子2,HO-1=血紅素加氧酶1,NQO1=NAD(P)H醌氧化還原酶1
組別 只數(shù) Nrf2 HO-1 NQO1 NC 組 10 1.10±0.11 1.06±0.10 1.08±0.07 DM 組 10 0.81±0.04a 1.11±0.04 0.67±0.03a rhEGF 組 10 1.41±0.05ab 2.47±0.13ab 2.13±0.05ab matrix組 10 0.88±0.01 1.40±0.15 0.90±0.05 0.5% o-HA 組 10 1.23±0.11b 1.83±0.02ab 1.16±0.10b 1% o-HA 組 10 1.42±0.03ab 2.49±0.06ab 1.77±0.09ab 2% o-HA 組 10 0.89±0.04 2.34±0.06ab 1.20±0.04b F值 14.32 47.61 58.30 P 值 <0.01 <0.01 <0.01
目前,治療糖尿病難愈創(chuàng)面的方法主要是在控制血糖的基礎(chǔ)上預(yù)防感染,減輕創(chuàng)面炎性反應(yīng)。對于一些新興療法如生長因子療法、干細(xì)胞治療,雖然效果顯著,但是存在治療成本高、具有誘導(dǎo)炎癥和免疫原性的局限性,因此,對于DCU的治療,亟需更安全、有效的藥物。o-HA由HA經(jīng)酶解而成,具有促進(jìn)血管新生的生物活性,從而可以促進(jìn)創(chuàng)面愈合[14]。雖然文獻(xiàn)已報道o-HA可通過增加創(chuàng)面處細(xì)胞酪氨酸激酶(steroid recep-tor coactivator,Src)、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)磷酸化以及轉(zhuǎn)化生長因子 -β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的表達(dá),促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合[8],但是關(guān)于o-HA在DCU創(chuàng)面愈合抗氧化作用及氧化應(yīng)激的機(jī)制研究很少。
DCU的發(fā)病機(jī)制比較復(fù)雜,高血糖引發(fā)的氧化應(yīng)激水平升高是其中重要方面,而Nrf2通路是重要的抗氧化應(yīng)激信號通路,本研究采用腹腔注射STZ的方法誘導(dǎo)糖尿病,建立全層皮膚缺損環(huán)形夾板模型,研究o-HA對DCU創(chuàng)面愈合的作用及氧化應(yīng)激的影響。該模型將環(huán)形硅膠夾板緊緊貼附在小鼠創(chuàng)面周圍皮膚上,以減少創(chuàng)面皮膚收縮的影響,使小鼠創(chuàng)面最大程度通過肉芽組織生成均勻閉合,從而使創(chuàng)面愈合更接近糖尿病患者創(chuàng)面愈合方式。本研究結(jié)果證實o-HA可加速創(chuàng)面肉芽組織生成、增加膠原纖維沉積、加快新生血管生成從而促進(jìn)糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合,改善DCU。此外,本研究結(jié)果顯示中劑量o-HA軟膏對糖尿病創(chuàng)面愈合的治療效果最佳,和rhEGF凝膠治療糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合的愈合率幾乎相同,低劑量與高劑量o-HA軟膏治療效果均不如中劑量組,分析原因可能是給藥前需對創(chuàng)面進(jìn)行消毒清洗,而o-HA濃度越大,越容易在創(chuàng)面部位形成干膏,清洗不到位,影響藥物的二次吸收,清洗過度,創(chuàng)面容易撕裂,造成二次創(chuàng)傷;另一方面,高劑量組軟膏覆蓋在創(chuàng)面表面,可能導(dǎo)致創(chuàng)面透氣性不理想??傊狙芯拷Y(jié)果表明,o-HA對糖尿病創(chuàng)面具有較好的促愈合作用,表現(xiàn)為明顯減小創(chuàng)面面積,顯著提高創(chuàng)面愈合率,促進(jìn)創(chuàng)面肉芽組織形成、膠原沉積以及增加毛細(xì)血管密度。
氧化應(yīng)激在糖尿病各系統(tǒng)并發(fā)癥中普遍存在,過高的氧化應(yīng)激水平會對機(jī)體中的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA造成損傷,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡和組織功能障礙[15]。MDA是脂質(zhì)過氧化物的最終產(chǎn)物,可作為氧化應(yīng)激的生物標(biāo)志物[16]。本研究發(fā)現(xiàn),DM組MDA水平升高,經(jīng)o-HA處理后含量降低。SOD是機(jī)體抗氧化損傷酶系統(tǒng)的重要部分,SOD通過催化超氧自由基生成分子氧和過氧化氫來減輕氧化應(yīng)激[16]。本研究中DM組活力降低,o-HA治療后逆轉(zhuǎn)了糖尿病引起的總抗氧化能力下降。Nrf2信號通路在維持細(xì)胞內(nèi)氧化平衡方面起著重要作用,是糖尿病、阿爾茨海默病、心血管疾病、DCU、糖尿病腎病等疾病的藥物靶點[5]。Nrf2通過調(diào)節(jié)NQO1、HO-1等基因維持細(xì)胞氧化還原平衡。研究表明,Nrf2活化劑SFN可導(dǎo)致Nrf2的核轉(zhuǎn)移以及積累,并增加HO-1和NQO1在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的表達(dá)[17]。在糖尿病創(chuàng)面愈合中,創(chuàng)面中的活性氧(ROS)導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂、脂質(zhì)過氧化、蛋白質(zhì)變性以及糖尿病創(chuàng)面愈合受損,Nrf2及其下游抗氧化基因明顯減少。本研究進(jìn)一步證實o-HA在抗氧化應(yīng)激方面的重要性,其可降低機(jī)體氧化應(yīng)激水平,升高Nrf2、HO-1、NQO1的蛋白表達(dá)水平,影響Nrf2信號通路促進(jìn)糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合。然而,DCU發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,本研究下一步將從能量代謝角度深入探討o-HA改善DCU的作用機(jī)制。
綜上所述,本研究證實o-HA可促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合,其機(jī)制可能與影響Nrf2信號通路,加速創(chuàng)面閉合和再上皮化,刺激血管新生有關(guān),具有開發(fā)為治療DCU藥物的重要潛力。
作者貢獻(xiàn):胡鐘元負(fù)責(zé)實驗設(shè)計的實施、實驗指標(biāo)的檢測以及撰寫論文,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計學(xué)分析、繪制圖表;張秀華、李帥廣負(fù)責(zé)進(jìn)行動物造模以及論文的修訂;邵華榮負(fù)責(zé)最終版本的修訂以及論文內(nèi)容的審校;劉飛、郭斌負(fù)責(zé)確定文章選題,指導(dǎo)實驗設(shè)計及論文撰寫。
本文無利益沖突。