脂肪干細(xì)胞降低光老化皮膚黑色素含量的實(shí)驗(yàn)研究

脂肪干細(xì)胞降低光老化皮膚黑色素含量的實(shí)驗(yàn)研究

隋冰王微李春陽張春陽馬旭李慶春[Summary]目的：觀察脂肪組織來源干細(xì)胞（ADSCs）對光老化皮膚中黑色素含量的降低作用。方法：將6周齡裸鼠（18～22g）雙側(cè)耳背部皮膚每2d紫外線光照一次，每次30min。持續(xù)4周后，通過觀察皮膚變化和Fontana-Massoil染色，確立光老化模型。每只裸鼠隨機(jī)選取一側(cè)耳背部皮下注射ADSCs溶液，對側(cè)給予等量的平衡鹽溶液（HBSS）。通過Fontana-Masson染色觀察皮膚中黑色素含量。結(jié)果：ADSCs注射組黑色素少于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：光老化可導(dǎo)致皮膚黑色素含量增加，而脂肪干細(xì)胞可以降低光老化皮膚中黑色素的含量。[Key]脂肪干細(xì)胞；黑色素；光老化；紫外線[]R758.1[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[]1008-6455（2017）06-0079-03皮膚老化受多種因素的影響，包括內(nèi)源性及外源性因素，臨床表現(xiàn)為皮膚變薄粗糙、色素沉著、色斑形成、彈性差、順應(yīng)性差、皺紋增多及毛細(xì)血管擴(kuò)張等。內(nèi)源性老化與年齡、遺傳因素、免疫功能及內(nèi)分泌因素有關(guān)，受基因的調(diào)控，是不可抗拒的力量。外源性因素以紫外線輻射的作用最為明顯，也被稱之為光老化，其中長波紫外線（UVA）及中波紫外線（UVB）的影響最為突出。異常色素沉著也是皮膚光老化的一種表現(xiàn)形式，主要是由于紫外線輻射導(dǎo)致的表皮黑色素的增加。雖然黑色素能抵御紫外線的輻射，但由此產(chǎn)生的黑色素聚集加深了皮膚的顏色，導(dǎo)致皮膚局部色斑的形成。脂肪干細(xì)胞（ADSCs）是從脂肪組織中分離的一種間充質(zhì)干細(xì)胞，具有多向分化特性。Kim等人通過皮下注射ADSCs證明其通過旁分泌的功能增加膠原蛋白的合成、真皮厚度、膠原密度以及無毛小鼠的成纖維細(xì)胞數(shù)量，同時促進(jìn)新生血管的生成。本次實(shí)驗(yàn)以裸鼠光老化模型為研究對象，觀察紫外線照射后黑色素的增加情況，并通過注射脂肪干細(xì)胞，探索ADSCs對光老化皮膚黑色素含量的降低作用。1材料和方法1.1材料：6周齡裸鼠（體重18～22g），sD雄性大鼠（體重80～120g）。所有的實(shí)驗(yàn)動物，由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬二院動物實(shí)驗(yàn)室提供，經(jīng)哈爾濱醫(yī)科大學(xué)倫理委員會審批通過。紫外線燈管TL20W/12RS（Philips，Amsterdam，TheNetherlands）。1.2方法1.2.1細(xì)胞培養(yǎng)：脂肪干細(xì)胞取自SD雄性大鼠的附睪脂肪組織。將無菌環(huán)境下提取的脂肪組織置于培養(yǎng)皿中，經(jīng)PBS液洗滌后對脂肪組織進(jìn)行粗剪，移至無菌試管中用0.5%的Ⅰ型膠原酶在37℃震蕩消化處理1h；加入10%胎牛血清（FBS）終止消化，以速度1200r/min，離心10min；丟棄上層淡黃色物質(zhì)，保留沉淀細(xì)胞，再將沉淀細(xì)胞用含有10%胎牛血清和雙抗（100U/m1）的DMEM重懸后，接種到無菌的培養(yǎng)瓶中；在37℃飽和濕度的無菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，傳至第三代備用。1.2.2建立裸鼠皮膚光老化模型：照射組裸鼠用紫外線燈管對雙側(cè)耳背部進(jìn)行隔日照射，調(diào)整小鼠箱的高度，使照射距離為20～30cm約150mJ/cm2，每次持續(xù)30min，共累計照射4周。觀察至皮膚出現(xiàn)部分變紅、褶皺、色素沉著。非照射組裸鼠除不進(jìn)行紫外線照射外，其余條件均相同。4周后，各組隨機(jī)選取4只裸鼠頸脫法處死，進(jìn)行FontanaMasson染色證實(shí)光老化模型建立成功。1.2.3注射ADSCs溶液：將脂肪干細(xì)胞（1×106）懸浮于30ul的平衡鹽溶液（HBSS）中，末次照射后從實(shí)驗(yàn)組中隨機(jī)選取20只裸鼠，用微量注射器隨機(jī)注射至一側(cè)耳背部皮下區(qū)域（左耳10只，右耳10只，隨機(jī)選自不同照射箱），將30μlHBSS注入另一側(cè)作為對照組。28d后，所有小鼠處死，兩組耳背皮膚分別從注射點(diǎn)向邊緣切割5mm，得到的組織常規(guī)縱軸中線切片。將切片進(jìn)行FontanaMasson染色（黑色素染色法：硝酸氨銀經(jīng)黑色素的作用還原為黑色的金屬銀）。1.2.4黑色素含量測定：在同倍視野下（200×），記錄黑色素點(diǎn)狀聚合團(tuán)與線狀聚合團(tuán)的數(shù)量，點(diǎn)狀聚集為多個黑色素不連續(xù)聚合成團(tuán)，且間距小于自身體積；線性聚集為多個黑色素交聯(lián)聚合成團(tuán)。所有樣本均由有經(jīng)驗(yàn)的病理學(xué)家在雙盲條件下進(jìn)行。組織學(xué)評估黑色素細(xì)胞分布情況分為4級，①0分：黑色素點(diǎn)狀聚合成團(tuán)分布小于5個；②1分：黑色素點(diǎn)狀聚合成團(tuán)分布大于5個；③2分：黑色素線狀聚合成團(tuán)分布小于5個；④3分：黑色素線狀聚合成團(tuán)分布大于5個。1.3統(tǒng)計學(xué)分析：所得評分結(jié)果分別由均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用軟件SPSS19.0進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05表示有統(tǒng)計學(xué)意義。2結(jié)果2.1光老化模型觀察結(jié)果：組織切片可見照射組經(jīng)過紫外線照射后真皮結(jié)構(gòu)不清，膠原纖維含量減少，排列紊亂，不均勻分布，表皮增厚、連續(xù)性中斷，黑色素明顯增加，見圖1A；非照射組皮膚結(jié)構(gòu)完整清晰，具有正常厚度，膠原纖維均勻分布，有序排列，見圖1B。2.2ADSCs對光老化皮膚黑色素含量的影響測定結(jié)果：3只裸鼠不明原因死亡，在剩余17只裸鼠中左耳ADSCs組、右耳ADSCs組各選8只進(jìn)行比對。FontanaMasson染色可見ADSCs組在同一視野下黑色素含量小于HBSS組，見圖2；黑色素分布評價得分，ADSCs組小于HBSS組，兩組差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見圖3。3討論色素沉著是一種很常見的皮膚疾病，可以出現(xiàn)在所有類型的皮膚中。任何一種炎癥或損傷幾乎都可以直接引起皮膚的色素沉著。色素異常沉著是皮膚光老化的一種重要表現(xiàn)形式，相比于自然老化的不可調(diào)控性，對皮膚光老化的治療成為減緩皮膚老化進(jìn)程的關(guān)鍵，目前已進(jìn)行了多種嘗試，主要包括激光、藥物、射頻和外科手術(shù)等方法。相比于手術(shù)，多數(shù)患者更傾向于選擇非手術(shù)治療。面部色素異常沉著、皺紋等均可通過激光治療得到明顯改善，但同時伴隨的嚴(yán)重并發(fā)癥、較長的治療周期成為激光治療光老化的致命缺陷。ADSCs具有自我更新和分化成不同類型細(xì)胞的能力，可以從病人自己的身體中分離且不受排斥反應(yīng)的影響。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，將會有效地應(yīng)用于各種疾病的治療。再生醫(yī)學(xué)的初步臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，其中包括替代糖尿病小鼠的胰島β細(xì)胞、小鼠的脊柱融合及周圍神經(jīng)再生等。Kim等人通過B16黑色素瘤細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)了ADSCs的美白效果。認(rèn)為其是應(yīng)用了脂肪干細(xì)胞分泌因子的旁分泌作用，通過TGF-β1作用于黑色素合成通路，抑制酪氨酸酶及其相關(guān)蛋白的表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)雖未研究相關(guān)機(jī)制，但與Kim得到了相似的研究結(jié)果。在本次研究中選取6周齡裸鼠建立皮膚光老化模型，隨著紫外線輻射時間的增加，可以觀察到小鼠耳背部皮膚逐漸變紅，粗糙，彈性降低，褶皺形成，直至皮膚脫屑，色素斑塊異常沉積。相比于使用裸鼠建立光老化模型，SD大鼠雖然具有價格便宜、體表面積大、易于操作和易于固定等優(yōu)點(diǎn)，但建模花費(fèi)時間較長，一般需要8～12周，并且大鼠的毛發(fā)茂盛，需要定期修剪，影響對皮膚變化的觀察。實(shí)驗(yàn)所選80～120g的SD大鼠，是當(dāng)前提取ADSCs較簡單的鼠類，既保證了脂肪干細(xì)胞較高的成活率，也降低了移植到受體后裸鼠的死亡率。有相關(guān)文獻(xiàn)報道移入受體的脂肪干細(xì)胞完全代謝大約需要28d，因此本次實(shí)驗(yàn)選擇在注射ADSCs溶液28d后做組織切片，這樣保證了干