增生性瘢痕耳模型研究发展经历及国内外应用的最新动态

2018-02-05 21:44李荟元
中国美容医学 2017年6期

[摘要]由于国内外学者公认在动物身体不能产生类似人类的病理性瘢痕(增生性瘢痕与瘢痕疙瘩)的概念延续很久,多年来,国内外学者采用各种方法企图在各种动物身体引发类似人类病理瘢痕样病变均未成功,直至1997年也国内外没有出自动物身体的瘢痕实验模型。以往有关瘢痕研究是将切取自人体的增生性瘢痕组织移植到裸鼠身体,凭借对在无免疫排斥反应寄生状态下的人体瘢痕组织进行研究。这与在动物身上产生的病理瘢痕差距不言而喻,其结果与临床应用也有很大的不同。因此,成为阻碍创伤修复,特别是瘢痕深入研究的重大缺憾!这也是病理瘢痕防治至今仍成为一大难题的主要原因之一。

[关键词]增生性瘢痕;实验模型;病理性瘢痕;瘢痕疙瘩

[中图分类号]R622.1 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2017)06-0140-02

1997年Morris发现在兔耳创面可引发真皮过度增生的现象——这是病理性瘢痕一种最基本的病理改变——成为在动物身体上可能引发病理性、增生性瘢痕的零的突破;1998年,李荟元等经过大量兔耳创面的实验研究,在“第四军医大学学报”上报道了“建立增生瘢痕动物实验模型”研究成果。从此,宣告没有产生于动物身上的病理瘢痕模型缺憾的终结。此后,国内外学者纷纷在重复兔耳瘢痕模型的确立,并利用兔耳瘢痕模型开展了广泛的创伤修复,特别是有关病理瘢痕发生机制及瘢痕防治的实验研究。

从兔耳瘢痕模型问世,至今已有20年。为查证此模型二十年间在全球范围研究应用、发展的经历和当今国内外应用的实况。2017年5月,笔者从相关检索器中分别输入中文关键词:“增生瘢痕兔耳模型”及英文关键词:“rabbit eaF model of hypertrophic scar”,分别获得:1998~2017年的中文资料202份;1997~2017年英文资料85份。笔者将向读者较全面介绍国内外学者对兔耳瘢痕模型的认可及应用实况。

1对至今查寻到的国内外有关兔耳瘢痕模型资料的总体分析

于2017年5月4日,输入关键词“rabbit ear model ofhypertrophic SC&F”,共获得英文资料85份,其中,最早发表的相关资料是1997年Morris等的:“Acute and chronic animal modelsfor excessive dermal scarring:quantitative studies.”发表在“Plast Reeonstr Surg.1997:100(3):674 81”,这是全球范围内对“动物不能产生类似人类增生型瘢痕样病理改变”传统概念的零的突破。此后至2017年3月,共查得英文资料85份,其中有11篇是国内学者在国内相关刊物上发表的英文摘要,故国外学者发表的兔耳瘢痕相关英文文章实际篇数为74篇。从发表时间看,除1997 Morris发表首篇文献后的开头五年间,(1998~2001)国外有关兔耳模型的英文资料为空白,而英文资料的第2篇则见于首篇后的第6年:“SaulisAS.“Silicone occlusive treatment 0f hypertrophic scar in therabbitmodel.Aesthet Surg J.2002:22(2):147 53.”。而且在二十年间,国外学者发表的有关兔耳瘢痕的74篇英文资料中,有37篇见于最近5年。

与国外学者对兔耳瘢痕模型关注的程度相比,中国首次发表建立兔耳模型的文献是紧接Morris后的1998年:“李荟元等:建立增生性瘢痕动物实验模型。第四军医大学学报,1998”。而且二十年间相关中文资料总数为202篇,远远超过英文资料总数的74篇。当英文资料在开头五年间除首篇外还是空白时,中文资料已有7篇发表。

以上对比资料显示:国内学者对兔耳瘢痕模型的认可和关注早于国外学者,而且引用和应用于瘢痕研究的广度也强于国外学者。

2关于兔耳瘢痕模型应用的范围

从检索到的近300篇相关文献资料分析,兔耳瘢痕模型的应用范围可大致分为如下几个方面。

2.1应用最多的是对瘢痕防治药物效果的验证:①传统防治瘢痕药物:如激素,5FU,干扰素,维甲酸,维拉帕米、透明质酸、硅酮凝胶,肉毒素等;②中药:鲜地龙,傣药咪多领(云南琵琶),生肌玉红,青蒿素、红花、辣椒素脂质体、丹参、苦参碱等;③生物制剂:重组人内皮生长因子,雌激素,丝裂霉素c,抗炎因子等。

2.2物理性治疗手段:激光、光动力学、放射治疗,高压氧,超声,微晶削磨,B射线治,强功率OVA1照射等。

2.3基因层面的研究:傣药对HSOOTGF-β1 mRNA的表达影响,人参皂苷对TNF-α,IL-β表达的影响,PDL对TIMP1和MMP1表达的影响。反义TGF-β1、碱性成纤维细胞生长因子、重组血管生成抑制剂AdMETH1、腺相關病毒载体介导转化生长因子β 3、反义结缔组织生长因子、基因修饰BMSCs抑制增生TNF-α抑制、阻断Notch信号、小分子蛋白多糖decorin等研究。

2.4病理学形态学观察:反应停对增生性瘢痕细胞超微结构的观察、马兜铃酸、己基可可碱、高频超声生物显微镜等研究资料。

2.5对兔耳模型改进的研究。

以上资料提示:在创伤修复特别是病理瘢痕的研究中,兔耳模型是已被国内外众多学者认可并乐于引用的动物模型,几乎所有的瘢痕研究领域,兔耳模型已成为不可或缺的研究工具。

3最近五年国内外学者应用兔耳瘢痕模进行研究的成果

为了掌握兔耳瘢痕模型应用的最新进展,下面摘要介绍近五年来国内外有关资料的内容。国内共查询的相关文献共202篇其中近五年(2013~2017)有63篇占全部资料的31%;英文资料74篇,近五年的共37篇,占总数的50%。基于国内资料同仁很易于查阅,这里着重介绍国外学者5年内发表的英文资料。endprint

2017年:Sari等在兔耳模型上注入二甲亚砜,查明对增生性瘢痕增生的影响。并与激素组,空白组进行对照。发现DMSO组瘢痕表皮较厚于激素组,但比空白对照组要薄。通过对Ⅰ型胶原和Ⅰ/Ⅲ型胶原的比值以及TGF-β 1 mRNA等对比分析,得出结论是:在兔耳模型上的创面局部注入二甲亚风,可以抑制兔耳增生性瘢痕的增生。Liu等分别将肉毒毒素A和皮质激素注于兔耳创面,发现中等剂量的BTXA(1.0,1.5 IU)可以产生与注入皮质激素相似的抑制瘢痕增生的功效。Cuo等利用兔耳模型查明:miRNA-21(miR-21)在兔耳瘢痕组织及其成纤维细胞中有高表达。当使用其拮抗剂后,成纤维细胞的增长受到抑制,并可诱发成纤维细胞的凋亡,而且可以抑制纤维化相关因子基因的表达,如:COLIAl,COLIA2,fibroneotion。提示miW21拮抗剂有抑制兔耳瘢痕增生的作用。

2016年:Kwak等用抗血管内皮生长因子Bevacizumab(Avastin)(贝伐单抗,阿瓦斯丁)通过抑制血管内皮生长因子可抑制兔耳瘢痕的增生。zhao等将Lumican注射于兔耳创面,证实通过抑制整合蛋白integrin-FAK信号通路,可抑制由FGF

刺激引发的瘢痕增生效应,抑制成纤维胞的增殖并停滞于某细胞周期。重组的Lumican可以抑制细胞外基质的沉积,阻断CTGF的作用和胶原的合成。Gong等在兔耳模型上应用重组人内皮抑素endostain抑制瘢痕增生,其机制是使瘢痕中的成纤维细胞停滞于细胞周期的G0/GI和G2/M期,并下调CyclinD1、CDK4和PCNA。故可作为抗瘢痕的新药。Li等根据跨膜受体蛋白Notchl,Jaggedl和HeslD在增生性瘢痕中高表达,可导致角质形成细胞分化,并使纤维化因子TGF-β 1,TGF-β 2,胰岛素样生长因子,CTGF,VEGET及表皮生长因子等上调,促进瘢痕增生。而DAPT(是Notch抑制剂)在兔耳可明显抑制上述因子的表达。可使兔耳瘢痕增生受到抑制。故DAPT可作为抗瘢痕的制剂。

2015年:Fang等将仙人掌提取液喷于兔耳创面,并另用盐水对照,证实在术后22,29和54d,用免疫组化,rt-PCR进行组织学,Ⅰ、Ⅲ型胶原,MMPI的检测。结果:盐水组的兔耳瘢痕增生明显,Ⅰ型胶原含量在仙人掌组较低,而Ⅲ型胶原则高于盐水组;MMPI治疗组高于盐水组。结论:仙人掌提取液通过抑制Ⅰ型胶原增加Ⅲ型胶原和使MMPI升高而产生抗瘢痕的效应。Li等基于在HS及HSFB中有多药阻抗相关蛋白l MRPl(Multidrug resistance-associated protein 1)的高表达,而位相分析co looalization(MRP1和6-SMA)在Hs中升高。当在增生性瘢痕成纤维细胞中敲除MRP1时,可以明显下调Ⅲ型胶原和o-SMA的表达。提示:下调MRP1有抑制瘢痕的效果。Zhang等查明:将脂肪干细胞注于兔耳创面可减轻瘢痕的增生,其作用机制是,脂肪干细胞通过减少a-SMA及Ⅰ型胶原基因的表达,以及使胶原纤维排列的有序所致。

2014年:Wang等查明,光动力学疗法Photodynamic therapy(PDT),可通过调节基质金属蛋白酶和基质金属蛋白酶抑制剂,增加MMPs对TIMP的比率。使瘢痕中成纤维细胞老化并使胶原降解,从而抑制兔耳瘢痕的增生。

2013年:Hu等报道,已知CCN2(一种多细胞蛋白)在增生性瘢痕形成中起重要作用,这是由于CCN2诱发的a SMA和Ⅰ型胶原在人的HSFB中高表达所致。本文作者观察了MAPKs(丝裂源激活蛋白激酶)对CCN2的作用。并在兔耳模型上证实:细胞外信号调节激酶(ERK)c-Jun N-terminal kinase(JNK),可明显抑制CCN2誘发的o-SMA和Ⅰ型胶原在HSFB中的表达,从而抑制兔耳瘢痕的增生。

4对瘢痕研究动物模型的总体评价与对更佳实验模型的期望

综上所述,兔耳瘢痕模型问世二十年,已获得国内外学者的认可,并且已有众多国内外学者应用并取得了大量有价值的学术成果,已经成为瘢痕研究不可或缺的重要实验工具。然而兔耳模型目前还只能在增生性瘢痕范围应用,而作为病理瘢痕最难以对付的对象一瘢痕疙瘩一还无法从兔耳模型上获益,因为事至今日在兔耳模型上,还无法引发与人类瘢痕疙瘩相似的病理改变。这不能不说是一项重大的缺憾!希望同道们在认可兔耳增生瘢痕模型之时,争取有由动物身体产生的瘢痕疙瘩模型早日问世!

[收稿日期]2017-06-05

编辑/贺艳梅endprint