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纳米静电纺丝纤维对糖尿病小鼠创面修复的影响

刘芯君 岳园 邱婷婷 蒋运兰

引用本文:
Citation:

纳米静电纺丝纤维对糖尿病小鼠创面修复的影响

    作者简介: 刘芯君(1983-), 女, 副主任护师
  • 基金项目:

    四川省中医药管理局科研专项课题 2020JC0041

  • 中图分类号: R587.2

Effect of electrospun nanofibers on wound healing in diabetic mice

  • CLC number: R587.2

  • 摘要: 目的探讨纳米静电纺丝纤维对糖尿病小鼠模型创面愈合的影响。方法构建糖尿病小鼠创面模型,观察组使用电纺纳米纤维包扎创面,对照组使用涂药纱布包扎创面,自愈组不做处理。比较3组小鼠创面愈合情况并计算创面愈合率;qRT-PCR法检测小鼠血清白细胞介素(IL)-1β、IL-4、IL-6和肿瘤坏死因子α水平;Western blotting法检测小鼠创面组织表皮生长因子、表皮生长因子受体、缺氧诱导因子-1α、增殖细胞核抗原蛋白表达水平。CCK-8和划痕实验明确静电纺丝对人脐静脉内皮细胞增殖和迁移的影响。结果与对照组和自愈组比较,观察组小鼠创面愈合率提高,炎症细胞因子表达降低,表皮生长因子及受体水平升高(P < 0.05~P < 0.01)。采用纳米静电纺丝纤维处理后,人脐静脉内皮细胞迁移和增殖能力增强(P < 0.05和P < 0.01),凋亡率降低(P < 0.05)。结论纳米静电纺丝纤维可改善糖尿病创面愈合情况,具有潜在的临床应用价值。
  • 图 1  电纺纳米纤维电子显微镜扫描图像

    表 1  炎症因子引物序列(5′-3′)

    炎症因子 序列
    IL-1β
        前引物 CAC AGA GGA TAC CAC TCC CAA CA
        后引物 TCC ACG ATT TCC CAG AGA ACA
    IL-4
        前引物 GGT CTC AAC CCC CAG CTA GT
        后引物 GCC GAT GAT CTC TCT CAA GTG AT
    IL-6
        前引物 TAG TCC TTC CTA CCC CAA TTT CC
        后引物 TTG GTC CTT AGC CAC TCC TTC
    TNF-α
        前引物 CCT GTA GCC CAC GTC GTA G
        后引物 GGG AGT AGA CAA GGT ACA ACC C
    β-actin
        前引物 GTA CGC CAA CAC AGT GCT G
        后引物 CGT CAT ACT CCT GCT TGC TG
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    表 2  3组小鼠创面愈合率比较(n=10;x±s)

    分组 3 d 5 d 7 d 9 d 11 d
    观察组 27.63±7.21 42.95±8.35 68.63±8.26 81.36±7.66 94.55±3.21
    对照组 26.79±6.33 37.61±6.41 48.61±6.04* 58.62±6.59* 67.58±6.99*
    自愈组 26.05±6.54 31.98±6.76* 38.54±5.01*# 42.44±7.54*# 46.53±5.36*#
    F 0.14 5.77 54.22 72.15 200.18
    P >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
    MS组内 44.942 52.169 43.270 36.976 26.452
    q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05
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    表 3  3组不同时点炎症因子指标比较(n=10;x±s)

    分组 IL-1β mRNA IL-4 mRNA
    3 d 6 d 9 d 3 d 6 d 9 d
    观察组 13.02±0.18 5.99±0.58 0.89±0.48 0.11±0.03 6.99±0.54 9.43±0.98
    对照组 13.13±0.20 8.20±0.25* 4.89±0.26* 0.10±0.02 3.91±0.19* 5.09±0.34*
    自愈组 13.08±0.18 8.23±0.28* 5.87±0.27*# 0.10±0.03 2.03±0.11*# 3.54±0.27*#
    F 0.87 103.74 562.97 0.46 553.6 243.41
    P >0.05 < 0.01 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01
    MS组内 0.035 0.086 0.103 0.002 0.043 0.054
    分组 IL-6 mRNA TNF-α mRNA
    3 d 6 d 9 d 3 d 6 d 9 d
    观察组 8.22±0.37 4.03±0.41 1.04±0.49 14.64±0.25 6.53±0.14 3.41±0.09
    对照组 8.19±0.35 4.11±0.34* 3.82±0.40* 14.55±0.29 8.99±0.31* 4.89±0.26*
    自愈组 8.03±0.39 6.07±0.32*# 4.11±1.05*# 14.78±0.31 13.06±0.22*# 10.59±0.96*#
    F 0.76 103.72 57.36 1.66 1 988.34 432.33
    P >0.05 < 0.00 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01
    MS组内 0.043 0.035 0.105 0.028 0.021 0.076
    q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05
    下载: 导出CSV

    表 4  3组小鼠EGR和EGFR水平比较(x±s)

    分组 n EGF EGFR
    观察组 10 1.13±0.17 1.06±0.20
    对照组 10 0.67±0.08* 0.58±0.18*
    自愈组 10 0.38±0.09*# 0.36±0.10*#
    F 98.87 46.65
    P < 0.01 < 0.01
    MS组内 0.002 0.032
    q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05
    下载: 导出CSV

    表 5  3组小鼠HIF-α和PCNA比较(x±s)

    分组 n HIF-1α PCNA
    观察组 10 0.37±0.06 1.23±0.21
    对照组 10 0.61±0.09* 0.48±0.13*
    自愈组 10 1.19±0.17*# 0.39±0.09*#
    F 131.33 92.34
    P < 0.01 < 0.01
    MS组内 0.002 0.025
    q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05
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    表 6  纳米静电纺丝纤维对HUVEC增殖、迁移和凋亡的影响(n=10;x±s)

    分组 细胞增殖 划痕宽度/mm 凋亡率/%
    0 h 24 h 48 h 72 h
    观察组 0 0.16±0.05 0.40±0.12 0.65±0.12 79.43±11.42 8.54±1.02
    无干预组 0 0.13±0.04 0.28±0.09 0.40±0.11 44.32±7.65 14.11±3.43
    t 0.81 1.39 2.66 4.42 2.70
    P >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.01 < 0.05
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  • [1] PALUMBO C, NICOLACI N, LA MANNA AA, et al. Association between central diabetes insipidus and type 2 diabetes mellitus[J]. Medicina(B Aires), 2018, 78(2): 127.
    [2] SCHERNTHANER-REITER MH, STRATAKIS CA, LUGER A. Genetics of diabetes insipidus[J]. Endocrinol Metab Clin North Am, 2017, 46(2): 305. doi: 10.1016/j.ecl.2017.01.002
    [3] REFARDT J, CHRIST-CRAIN M. Diabetes insipidus in pregnancy: how to advice the patient?[J]. Minerva Endocrino, 2018, 43(4): 458.
    [4] RAO KONDAPALLY SESHASAI S, KAPTOGE S, THOMPSON A, et al. Diabetes mellitus, fasting glucose, and risk of cause-specific death[J]. N Engl J Med, 2011, 364(9): 829. doi: 10.1056/NEJMoa1008862
    [5] HE K, HEMMILA MR, CAIN-NIELSEN AH, et al. Complications and resource utilization in trauma patients with diabetes[J]. PLoS One, 2019, 14(8): e0221414. doi: 10.1371/journal.pone.0221414
    [6] LIOU DZ, SINGER MB, BARMPARAS G, et al. Insulin-dependent diabetes and serious trauma[J]. Eur J Trauma Emerg Surg, 2016, 42(4): 491. doi: 10.1007/s00068-015-0561-5
    [7] FUI LW, LOK MPW, GOVINDASAMY V, et al. Understanding the multifaceted mechanisms of diabetic wound healing and therapeutic application of stem cells conditioned medium in the healing process[J]. J Tissue Eng Regen Med, 2019, 13(12): 2218. doi: 10.1002/term.2966
    [8] KAO LS, TODD SR, MOORE FA. The impact of diabetes on outcome in traumatically injured patients: an analysis of the National Trauma Data Bank[J]. Am J Surg, 2006, 192(6): 710. doi: 10.1016/j.amjsurg.2006.08.031
    [9] BAYDA S, ADEEL M, TUCCINARDI T, et al. The history of nanoscience and nanotechnology: from chemical-physical applications to nanomedicine[J]. Molecules, 2019, 25(1): 112. doi: 10.3390/molecules25010112
    [10] PUGLIA C, SANTONOCITO D, COSMECEUTICALS. Nanotechnology-based strategies for the delivery of phytocompounds[J]. Curr Pharm Des, 2019, 25(21): 2314. doi: 10.2174/1381612825666190709211101
    [11] HONG J, YEO M, YANG GH, et al. Cell-electrospinning and its application for tissue engineering[J]. Int J Mol Sci, 2019, 20(24): 6208. doi: 10.3390/ijms20246208
    [12] YU DG, WANG M, LI X, et al. Multifluid electrospinning for the generation of complex nanostructures[J]. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol, 2020, 12(3): e1601. doi: 10.1002/wnan.1601
    [13] YAN X, YU M, RAMAKRISHNA S, et al. Advances in portable electrospinning devices for in situ delivery of personalized wound care[J]. Nanoscale, 2019, 11(41): 19166. doi: 10.1039/C9NR02802A
    [14] CHOI JS, KIM HS, YOO HS. Electrospinning strategies of drug-incorporated nanofibrous mats for wound recovery[J]. Drug Deliv Transl Res, 2015, 5(2): 137. doi: 10.1007/s13346-013-0148-9
    [15] GRAHAM ML, JANECEK JL, KITTREDGE JA, et al. The streptozotocin-induced diabetic nude mouse model: differences between animals from different sources[J]. Comp Med, 2011, 61(4): 356.
    [16] PEPPA M, RAPTIS SA. Glycoxidation and wound healing in diabetes: an interesting relationship[J]. Curr Diabetes Rev, 2011, 7(6): 416. doi: 10.2174/157339911797579188
    [17] DAM DHM, PALLER AS. Gangliosides in diabetic wound healing[J]. Prog Mol Biol Transl Sci, 2018, 156: 229.
    [18] DOGAN E, YANMAZ L, GEDIKLI S, et al. The effect of pycnogenol on wound healing in diabetic rats[J]. Ostomy Wound Manage, 2017, 63(4): 41.
    [19] AYUK SM, ABRAHAMSE H, HOURELD NN. The role of matrix metalloproteinases in diabetic wound healing in relation to photobiomodulation[J]. J Diabetes Res, 2016, 2016: 2897656.
    [20] SAMIR A, ELGAMAL BM, GABR H, et al. Nanotechnology applications in hematological malignancies?(Review)[J]. Oncol Rep, 2015, 34(3): 1097. doi: 10.3892/or.2015.4100
    [21] CHEN Q, WU J, LIU Y, et al. Electrospun chitosan/PVA/bioglass Nanofibrous membrane with spatially designed structure for accelerating chronic wound healing[J]. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2019, 105: 110083. doi: 10.1016/j.msec.2019.110083
    [22] RODRIGUEZ-TOBIAS H, MORALES G, GRANDE D. Comprehensive review on electrospinning techniques as versatile approaches toward antimicrobial biopolymeric composite fibers[J]. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2019, 101: 306. doi: 10.1016/j.msec.2019.03.099
    [23] WROBLEWSKA-KREPSZTUL J, RYDZKOWSKI T, MICHALSKA-POZOGA I, et al. Biopolymers for biomedical and pharmaceutical applications: recent advances and overview of alginate electrospinning[J]. Nanomaterials (Basel), 2019, 9(3): 404. doi: 10.3390/nano9030404
    [24] VALIZADEH A, MUSSA FARKHANI S. Electrospinning and electrospun nanofibres[J]. IET Nanobiotechnol, 2014, 8(2): 83. doi: 10.1049/iet-nbt.2012.0040
    [25] SOFI HS, ASHRAF R, BEIGH MA, et al. Scaffolds fabricated from natural polymers/composites by electrospinning for bone tissue regeneration[J]. Adv Exp Med Biol, 2018, 1078: 49.
    [26] WANG PH, HUANG BS, HORNG HC, et al. Wound healing[J]. J Chin Med Assoc, 2018, 81(2): 94. doi: 10.1016/j.jcma.2017.11.002
    [27] WANG F, ZHANG Z, FANG A, et al. Macrophage foam cell-targeting immunization attenuates atherosclerosis[J]. Front Immunol, 2019, 9: 3127. doi: 10.3389/fimmu.2018.03127
    [28] XIA Y, JIANG L, ZHONG T. The role of HIF-1α in chemo-/radioresistant tumors[J]. Onco Targets Ther, 2018, 11: 3003. doi: 10.2147/OTT.S158206
    [29] LI H, JIA Y, WANG Y. Targeting HIF-1α signaling pathway for gastric cancer treatment[J]. Pharmazie, 2019, 74(1): 3.
    [30] BAYAT S, AMIRI N, PISHAVAR E, et al. Bromelain-loaded chitosan nanofibers prepared by electrospinning method for burn wound healing in animal models[J]. Life Sci, 2019, 229: 57. doi: 10.1016/j.lfs.2019.05.028
    [31] CARDANO M, TRIBIOLO C, PROSPERI E. Targeting proliferating cell nuclear antigen (PCNA) as an effective strategy to inhibit tumor cell proliferation[J]. Curr Cancer Drug Targets, 2020, 20(4): 240. doi: 10.2174/1568009620666200115162814
  • [1] 蔡源源崔磊李光早 . 去铁胺对小鼠糖尿病随意型皮瓣成活影响研究. 蚌埠医学院学报, 2012, 36(1): 14-16.
    [2] 李向阳齐鹏博龚其海吴芹张环英李志毅 . 银条多糖对链脲佐菌素致糖尿病小鼠血糖的药效学观察. 蚌埠医学院学报, 2012, 36(3): 254-255.
    [3] 张晓猛刘超夏光云 . Th1/Th2型细胞因子在小鼠肺纤维化发病中的作用. 蚌埠医学院学报, 2013, 37(8): 932-934.
    [4] 刘继松方勇 . 氧化应激和糖尿病创面的延迟愈合. 蚌埠医学院学报, 2010, 35(7): 756-757.
    [5] 李晶晶祖磊薛鹏程 . TR3受体激动剂6-mercaptopurine对糖尿病ApoE-/-小鼠NF-κB p65/CylinD1通路影响及其与抗动脉硬化关系. 蚌埠医学院学报, 2019, 44(9): 1137-1142. doi: 10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2019.09.001
    [6] 孙伟王飞朱江靳辉 . 2型糖尿病合并脑梗死患者血清同型半胱氨酸、纤维蛋白原水平的变化. 蚌埠医学院学报, 2015, 39(7): 876-878. doi: 10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2015.07.013
    [7] 董银凤陈前芬 . 硫酸镁对小鼠脑缺血再灌注损伤后一氧化氮及ATP酶的影响. 蚌埠医学院学报, 2010, 35(4): 330-333.
    [8] 杨芬刘浩余美玲张翠玲 . 三七粉对小鼠S180移植肿瘤的抑制作用及免疫功能的影响. 蚌埠医学院学报, 2009, 34(3): 195-197.
    [9] 汪睿吴坚 . 糖尿病足溃疡危险因素分析. 蚌埠医学院学报, 2015, 40(11): 1496-1500. doi: 10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2015.11.011
    [10] 张列祥刘冰张九芹马鑫陈玄玄杨怡田 . 牛磺酸对小鼠运动能力的影响. 蚌埠医学院学报, 2004, 29(1): 16-18.
    [11] 胡爱武刘小阳秦宜德 . 微量元素氟对小鼠甲状腺功能的影响. 蚌埠医学院学报, 2008, 33(4): 392-394.
    [12] 王安潮张永陈余清 . 反义小鼠端粒酶RNA及顺铂对小鼠肺癌移植瘤的抑制作用. 蚌埠医学院学报, 2005, 30(3): 221-223.
    [13] 程玉芳陶静马善峰关宿东 . 大豆异黄酮对糖尿病大鼠心肌钙调控蛋白基因表达的影响. 蚌埠医学院学报, 2010, 35(6): 548-551.
    [14] 邵蔚杜宁迁 . 糖尿病患者糖尿病足认知调查与高危筛查. 蚌埠医学院学报, 2014, 39(9): 1206-1208.
    [15] 黄礼年陈余清宋玮承泽农王朝夫刘超 . 米诺环素抑制小鼠肺癌生长、转移及抗血管生成的研究. 蚌埠医学院学报, 2005, 30(3): 206-208.
    [16] 徐飞夏佩莹管俊昌 . 金葡菌及其L型对小鼠胸腺细胞凋亡的影响. 蚌埠医学院学报, 2006, 31(2): 116-118.
    [17] 吕杰李凤云唐素兰 . 解脲脲原体垂直感染对新生小鼠出生体重的影响. 蚌埠医学院学报, 2007, 32(1): 4-6.
    [18] 董春玲王桂芳肖奎李波马忠森白春学 . 水通道蛋白3基因敲除小鼠的饲养繁殖及鉴定. 蚌埠医学院学报, 2007, 32(5): 505-507.
    [19] 尹海燕刘凯卓煜娅刘桐孙美群邹维艳 . 过量维A酸致昆明小鼠腭裂动物模型的建立及意义. 蚌埠医学院学报, 2010, 35(1): 14-16.
    [20] 赵士弟杨卫东汪洪涛 . 小鼠全脑缺血再灌注损伤模型的研究. 蚌埠医学院学报, 2004, 29(2): 101-103.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-11
  • 录用日期:  2022-03-27
  • 刊出日期:  2023-11-15

纳米静电纺丝纤维对糖尿病小鼠创面修复的影响

    作者简介: 刘芯君(1983-), 女, 副主任护师
  • 1. 成都中医药大学附属医院 血管外科, 四川 成都 610072
  • 2. 成都中医药大学 护理学院, 四川 成都 610072
  • 3. 成都中医药大学附属医院 护理部, 四川 成都 610072
基金项目:  四川省中医药管理局科研专项课题 2020JC0041

摘要: 目的探讨纳米静电纺丝纤维对糖尿病小鼠模型创面愈合的影响。方法构建糖尿病小鼠创面模型,观察组使用电纺纳米纤维包扎创面,对照组使用涂药纱布包扎创面,自愈组不做处理。比较3组小鼠创面愈合情况并计算创面愈合率;qRT-PCR法检测小鼠血清白细胞介素(IL)-1β、IL-4、IL-6和肿瘤坏死因子α水平;Western blotting法检测小鼠创面组织表皮生长因子、表皮生长因子受体、缺氧诱导因子-1α、增殖细胞核抗原蛋白表达水平。CCK-8和划痕实验明确静电纺丝对人脐静脉内皮细胞增殖和迁移的影响。结果与对照组和自愈组比较,观察组小鼠创面愈合率提高,炎症细胞因子表达降低,表皮生长因子及受体水平升高(P < 0.05~P < 0.01)。采用纳米静电纺丝纤维处理后,人脐静脉内皮细胞迁移和增殖能力增强(P < 0.05和P < 0.01),凋亡率降低(P < 0.05)。结论纳米静电纺丝纤维可改善糖尿病创面愈合情况,具有潜在的临床应用价值。

English Abstract

  • 糖尿病作为全球常见的慢性疾病,在中老年人群中发病率较高[1]。目前糖尿病尚无治愈方法,仅能通过长期控制血糖改善症状[2-3]。长期高血糖刺激能够影响视网膜、肾脏及血管等重要脏器和组织功能,严重危害病人健康[4]。创面长期不愈合是糖尿病病人经常遇到的难题,且糖尿病病人创面极易并发感染,若治疗不及时甚至有可能导致截肢等严重后果[5-8]。近年纳米技术在临床应用中取得较好效果[9-10]。静电纺丝是聚合物液体静电雾化的一种特殊形式,通过纤维制造生产的纳米聚合物显示出较好前景[11]。静电纺丝具有细小、致密、完整的形态特征,与人体组织器官相似,临床上已被用于修复受损组织器官[12]。研究[13-14]显示,静电纺丝可加速创面愈合。因此,本研究通过制备纳米静电纺丝纤维,建立糖尿病创面小鼠模型,观察纳米静电纺丝对糖尿病创面修复的影响,以期为临床应用提供理论依据。现作报道。

    • 6~8周龄C57BL/6L小鼠30只(购自北京百奥赛图股份有限公司),造模前适应性喂养1周。人脐静脉内皮细胞(HUVEC) (购自美国模式菌种收集中心),Ham′s F-12K培养基培养,置于恒温培养箱(37 ℃, 5%CO2)。

    • 制备Ⅰ型胶原蛋白(泉州久邦公司)和壳聚糖(北京索莱宝公司)混合溶液,经高压静电纺丝后,将上述混合溶液与涂有PR1500胶(上海汉高公司)的海藻纤维(青岛明月海藻集团)混合24 h(60 Co,25 kGy)。

    • 小鼠腹腔连续注射链脲佐菌素5 d[15],在建模第3天空腹采血并测量血糖水平,若空腹血糖≥20 mmol/L则表明造模成功。用剃毛器和脱毛膏去除小鼠背毛,用剪刀制作直径约8 mm的全层皮肤创面,构建糖尿病创面小鼠模型。将小鼠随机分为观察组、对照组和自愈组,各10只。观察组使用纳米静电纺丝纤维包扎创面,对照组使用涂药纱布包扎创面,自愈组不做处理。

    • 将制备好的纳米静电纺丝纤维和涂药纱布(1 cm×1 cm)分别放入烧杯中,37 ℃水浴5 min后加入50 μL新鲜抗凝小鼠血和20 μL氯化钙溶液(0.2 moL/L),孵育5 min。加入25 mL去离子水后,读取所得上清液在540 nm处的吸光度值,计算体外凝血指数(BCI)。

    • 术后3、5、7、9、11 d,分别观察小鼠创面愈合情况。通过Image J软件测量创面面积。创面愈合率=(创面总面积-未愈合面积)/创面总面积×100%。

    • 术后3、6、9 d,通过尾静脉收集小鼠静脉血样本。qRT-PCR法检测白细胞介素(IL)-1β、IL-4、IL-6和肿瘤坏死因子α (TNF-α)水平。Trizol提取总RNA,琼脂糖凝胶电泳测量纯度、浓度和完整性后逆转录为cDNA。使用PrimeScript RT Master Mix试剂盒(Takara Bio,日本)进行PCR扩增,反应条件:95 ℃ 60 s,95 ℃ 30 s,60 ℃ 40 s,共40个循环。所有样本均重复检测3次。以β-actin作为内参,2-△△ct法计算mRNA相对表达量。相关引物序列见表 1

      炎症因子 序列
      IL-1β
          前引物 CAC AGA GGA TAC CAC TCC CAA CA
          后引物 TCC ACG ATT TCC CAG AGA ACA
      IL-4
          前引物 GGT CTC AAC CCC CAG CTA GT
          后引物 GCC GAT GAT CTC TCT CAA GTG AT
      IL-6
          前引物 TAG TCC TTC CTA CCC CAA TTT CC
          后引物 TTG GTC CTT AGC CAC TCC TTC
      TNF-α
          前引物 CCT GTA GCC CAC GTC GTA G
          后引物 GGG AGT AGA CAA GGT ACA ACC C
      β-actin
          前引物 GTA CGC CAA CAC AGT GCT G
          后引物 CGT CAT ACT CCT GCT TGC TG

      表 1  炎症因子引物序列(5′-3′)

    • 术后第11天处死小鼠,取创面组织制备组织匀浆。通过Western blotting法检测EGF、表皮生长因子受体(EGFR)、缺氧诱导因子-1α (HIF-1α)、增殖细胞核抗原(PCNA) 蛋白表达水平。

    • 将与48孔板尺寸相同的纳米静电纺丝纤维经乙醇消毒后放置在板底部,以1.5×104/孔的密度接种HUVEC。在培养24、48、72 h,分别加入10 μL CCK-8溶液,并测量450 nm处吸光度值。将纳米静电纺丝纤维干预下HUVECs生长曲线与正常条件下生长曲线进行比较。使用移液器吸头在细胞培养24 h时划痕,PBS去除漂浮细胞,将HUVEC与纳米静电纺丝纤维共培养6 h。并设无干预组,镜下分别观察HUVECs在纳米静电纺丝纤维干预下和无干预条件下的划痕宽度。

    • 采用t检验、方差分析和q检验。

    • 电纺纳米纤维呈圆形,在扫描显微镜下排列紧密(见图 1)。观察组纳米静电纺丝纤维BCI为(32.62±6.26)%,明显低于对照组涂药纱布的(72.63±6.41)%(t=14.12,P < 0.01)。

      图  1  电纺纳米纤维电子显微镜扫描图像

    • 3组小鼠均未发生创面感染、化脓。术后3 d,3组创面愈合率差异无统计学意义(P>0.05);术后5 d,观察组创面愈合率高于自愈组(P < 0.05);术后7、9、11 d,观察组创面愈合率均高于对照组和自愈组(P < 0.05),对照组亦均高于自愈组(P < 0.05)(见表 2)。

      分组 3 d 5 d 7 d 9 d 11 d
      观察组 27.63±7.21 42.95±8.35 68.63±8.26 81.36±7.66 94.55±3.21
      对照组 26.79±6.33 37.61±6.41 48.61±6.04* 58.62±6.59* 67.58±6.99*
      自愈组 26.05±6.54 31.98±6.76* 38.54±5.01*# 42.44±7.54*# 46.53±5.36*#
      F 0.14 5.77 54.22 72.15 200.18
      P >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
      MS组内 44.942 52.169 43.270 36.976 26.452
      q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05

      表 2  3组小鼠创面愈合率比较(n=10;x±s)

    • 术后3 d,3组各炎症因子指标间差异均无统计学意义(P>0.05)。术后6、9 d,观察组IL-1β mRNA、IL-6 mRNA和TNF-α mRNA均低于对照组和自愈组(P < 0.05),而IL-4 mRNA均高于对照组和自愈组(P < 0.05);除术后6 d IL-1β mRNA与自愈组差异无统计学意义(P>0.05)外,对照组术后6、9 d各炎症因子指标与自愈组差异亦均有统计学意义(P < 0.05)(见表 3)。

      分组 IL-1β mRNA IL-4 mRNA
      3 d 6 d 9 d 3 d 6 d 9 d
      观察组 13.02±0.18 5.99±0.58 0.89±0.48 0.11±0.03 6.99±0.54 9.43±0.98
      对照组 13.13±0.20 8.20±0.25* 4.89±0.26* 0.10±0.02 3.91±0.19* 5.09±0.34*
      自愈组 13.08±0.18 8.23±0.28* 5.87±0.27*# 0.10±0.03 2.03±0.11*# 3.54±0.27*#
      F 0.87 103.74 562.97 0.46 553.6 243.41
      P >0.05 < 0.01 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01
      MS组内 0.035 0.086 0.103 0.002 0.043 0.054
      分组 IL-6 mRNA TNF-α mRNA
      3 d 6 d 9 d 3 d 6 d 9 d
      观察组 8.22±0.37 4.03±0.41 1.04±0.49 14.64±0.25 6.53±0.14 3.41±0.09
      对照组 8.19±0.35 4.11±0.34* 3.82±0.40* 14.55±0.29 8.99±0.31* 4.89±0.26*
      自愈组 8.03±0.39 6.07±0.32*# 4.11±1.05*# 14.78±0.31 13.06±0.22*# 10.59±0.96*#
      F 0.76 103.72 57.36 1.66 1 988.34 432.33
      P >0.05 < 0.00 < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.01
      MS组内 0.043 0.035 0.105 0.028 0.021 0.076
      q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05

      表 3  3组不同时点炎症因子指标比较(n=10;x±s)

    • 观察组EGF和EGFR水平均高于自愈组和对照组(P < 0.05),对照组亦均高于自愈组(P < 0.05)(见表 4)。

      分组 n EGF EGFR
      观察组 10 1.13±0.17 1.06±0.20
      对照组 10 0.67±0.08* 0.58±0.18*
      自愈组 10 0.38±0.09*# 0.36±0.10*#
      F 98.87 46.65
      P < 0.01 < 0.01
      MS组内 0.002 0.032
      q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05

      表 4  3组小鼠EGR和EGFR水平比较(x±s)

    • 观察组HIF-1α均低于对照组和自愈组(P < 0.05),对照组亦低于自愈组(P < 0.05);观察组PCNA均高于对照组和自愈组(P < 0.05),对照组亦高于自愈组(P < 0.05)(见表 5)。

      分组 n HIF-1α PCNA
      观察组 10 0.37±0.06 1.23±0.21
      对照组 10 0.61±0.09* 0.48±0.13*
      自愈组 10 1.19±0.17*# 0.39±0.09*#
      F 131.33 92.34
      P < 0.01 < 0.01
      MS组内 0.002 0.025
      q检验:与观察组比较*P < 0.05;与对照组比较#P < 0.05

      表 5  3组小鼠HIF-α和PCNA比较(x±s)

    • 纳米静电纺丝纤维干预后,HUVECs增殖、迁移能力均提高(P < 0.05和P < 0.01),凋亡率降低(P < 0.05)(见表 6)。

      分组 细胞增殖 划痕宽度/mm 凋亡率/%
      0 h 24 h 48 h 72 h
      观察组 0 0.16±0.05 0.40±0.12 0.65±0.12 79.43±11.42 8.54±1.02
      无干预组 0 0.13±0.04 0.28±0.09 0.40±0.11 44.32±7.65 14.11±3.43
      t 0.81 1.39 2.66 4.42 2.70
      P >0.05 >0.05 < 0.05 < 0.01 < 0.05

      表 6  纳米静电纺丝纤维对HUVEC增殖、迁移和凋亡的影响(n=10;x±s)

    • 糖尿病病人创面由于处于高糖环境下,通常难以愈合[16]。虽然国内外学者对糖尿病创面愈合进行了多项研究[17-19],但目前尚较少涉及纳米材料的应用。本研究结果显示,纳米静电纺丝纤维较传统药用纱布具有更高的凝血效率,这与之前的研究[20-22]一致。纳米静电纺丝纤维具有与人体器官组织相似的结构,具有较高的生物相容性和可降解性,可加快创面组织的吸收利用[22],在生物医学方面取得了显著成果[24-25]。本研究结果显示,观察组小鼠创面愈合率亦均高于对照组和自愈组,提示纳米静电纺丝纤维能有效促进糖尿病创面愈合。

      纳米静电纺丝纤维促进糖尿病创面愈合中的具体分子机制尚待探索,为了更好地了解其功效,本研究小鼠体内几种常见炎性细胞因子水平进行检测,结果显示,观察组小鼠促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α水平均低于对照组和自愈组,抑炎因子IL-4水平均高于对照组和自愈组,提示纳米静电纺丝纤维对糖尿病创面组织中的炎症反应具有抑制作用。研究[26]显示,创面愈合过程中炎症反应易导致组织感染和愈合受限。纳米静电纺丝纤维的带电粒子可以诱导巨噬细胞活化,减轻炎症反应并提高对感染的抵抗力,继而改善创面愈合[27]。本研究结果还显示,观察组EGF和EGFR水平均高于对照组和自愈组,进一步佐证了研究结论。

      HIF-1α作为一种异源二聚体构成的转录因子,已被证实与组织缺氧、炎症和肿瘤发生密切相关[28]。正常生理条件下,HIF-1α含量极低而无法被检测到。而一旦组织、器官或细胞发生缺氧,HIF-1α亚基的降解能力明显受限,形成HIF-1促进核转录活性[29]。本研究中,观察组小鼠HIF-1α均低于对照组和自愈组,提示纳米静电纺丝纤维可有效抑制HIF-1α表达,有助于改善创伤性缺氧。这与既往静电纺丝通过调节细胞的氧化平衡来促进伤口修复的研究[30]结论一致。而PCNA在真核细胞中作为DNA聚合酶的辅助因子,对DNA复制具有重要意义[31]。临床上常将PCNA作为反映细胞增殖能力的分子标志物。本研究中,观察组小鼠PCNA明显较对照组和自愈组升高,提示纳米静电纺丝纤维干预下细胞增殖能力得到提高,这可能也是创面愈合的关键。为了验证纳米静电纺丝纤维对细胞活性的确切影响,我们进一步进行了体外实验,结果显示,纳米静电纺丝纤维干预后HUVECs的增殖和迁移能力得到改善,凋亡率降低,提示其可能可激活内皮细胞并增加细胞自愈能力。我们推测该机制可能与上述动物实验结论一致,但由于缺乏更详细的实验支持,尚无法完全确定。

      综上,纳米静电纺丝纤维可能通过抑制炎症反应和组织缺氧,上调EGF表达,促进糖尿病创面愈合,具有潜在的临床应用前景。本研究尚存在以下不足,首先,我们只通过链脲佐菌素注射建立了1型糖尿病小鼠模型,而临床上则以2型糖尿病更为常见,尚需更深入的实验来分析纳米静电纺丝纤维对2型糖尿病创面愈合的影响;其次,有关电纺纳米纤维的研究尚较少,目前尚无法完全确定电纺是否影响创面愈合;再次,本研究仅针对糖尿病小鼠,尚无法明确电纺纳米纤维对其他疾病中创面愈合有何影响;最后,尚需进一步临床试验来探讨纳米静电纺丝纤维对人体糖尿病创面愈合的效果。由于上述局限,我们将尽快开展针对性实验和分析,以期获得更有效的实验结果供临床参考。

参考文献 (31)

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