李宗金:組織損傷修復過程中氧化應激的分子影像監測

門診新視野2018-08-20 15:17:08

氧化應激是由機體內高活性分子如活性氧和活性氮產生過多,氧化程度超出了細胞清除氧化物的能力,導致氧化系統和抗氧化系統失衡所引起。細胞產生的自由基常見於炎症、放射性損傷、衰老、動脈粥樣硬化及腦血栓、缺血後再灌注、腫瘤等因素,其產生的部位包括溶酶體、線粒體、細胞膜等。自由基的產生本身具有一定益處,但對於組織損傷修復過程則有一定弊端。針對通過觀察到的,組織損傷修復過程中的氧化應激這一生理過程,於近期召開的學術會議上,來自南開大學醫學院的李宗金教授以“組織損傷修復過程中氧化應激的”為題,為我們帶來了精彩的演講。

分子影像技術

分子影像技術是運用影像學手段顯示組織、細胞、亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下的分子水平變化,並對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學,是醫學影像技術和分子生物學、化學、物理學、放射醫學、核醫學以及計算機科學相結合的一門新的技術。分子影像技術的核心是活體成像,即通過各種設備、探針、靶標等在活體動物內觀察其基因、蛋白等分子的結構變化和功能。氧化應激可進行活體成像,包括體內外、整體和具體器官的成像。在此過程中可應用探針來觀察蛋白質、脂質以及DNA損傷的變化。目前商品化探針種類繁多,以Molecular Probes公司為代表生產的探針,可廣泛應用於體內外的研究。

分子影像監測

皮膚損傷癒合的病理生理是包括血栓形成、血小板聚集、白細胞(中性粒細胞和)遷移到受損部位並向周圍組織釋放生長因子,血栓收縮,大量中性粒細胞聚集,肉芽組織生長(主要包含成纖維細胞、巨噬細胞和新生血管)等一系列複雜的過程。當存在異常病理因素或微生物時,機制被打斷,巨噬細胞會釋放大量的蛋白酶和毒性氧自由基,造成組織細胞、細胞外基質和生長因子等的損傷,這個過程與心臟損傷後的組織重構具有一定的相似性。在此過程中可應用PGE2影響組織的瘢痕生成,而PGE2的半衰期非常短,在體內失效很快,因此觀察它的作用效果需應用生物材料(CS)進行緩釋。

研究發現,在培養液環境中,CS+PGE2在前9h內濃度持續上升,作用時間可持續48h;而遊離的PGE2濃度則下降很快,到12h幾乎失去效用。將PGE2凝膠塗抹到傷口,發現其促進傷口癒合的速度較快,並且皮膚功能的恢復較好,且經PGE2處理後發現M2型巨噬細胞的量有一定增加,而一些炎症因子如白介素6等會下降。應用探針對皮膚損傷炎症觀察時,可發現應用PGE2時會改變炎症發生的時間點及持續時間的長短,體內觀察發現經PGE2處理後M2型巨噬細胞有所增加。在使用VEGFR2基因表達小鼠觀察血管新生成像的研究中,與PBS組(對照組)相比,PGE2凝膠處理組的小鼠在第4天時血管新生較強,但在第14天時血管新生強度較弱,這與炎症反應成像的總體趨勢類似,同時免疫組化也證實了其對血管新生亦具有一定的促進作用,血管細胞因子的變化也有與此相同的趨勢,另外血管新生與M2巨噬細胞也有關。

總 結

成纖維細胞大量增殖在傷口癒合初期是必需的,但後期成纖維細胞過多則會導致纖維化進而形成瘢痕,經PGE2凝膠處理後成纖維細胞的表達下降,同時經膠原染色也可以觀察到膠原前體及相關基因的表達均下降。正常的傷口癒合過程包括炎症期、增生期(肉芽期)、成熟期(重構期)三個時期,經PGE2凝膠處理後發現炎症期反應下降,組織增生期反應增強且時間提前,而纖維化時間提前、反應程度則降低。

PGE2能夠較好地促進組織的生理性癒合,但其作為一種炎症因子且致痛,能否作為藥物應用於臨牀仍值得今後的繼續研究與探討。




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