自体脂肪干细胞基质胶对兔耳全层皮肤缺损创面愈合及瘢痕增生的影响

李梁 白南 付妍婕 吴灿 张玉姣 陈远征

李梁, 白南, 付妍婕, 等. 自体脂肪干细胞基质胶对兔耳全层皮肤缺损创面愈合及瘢痕增生的影响[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2023, 39(2): 132-140. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20221020-00463.
引用本文: 李梁, 白南, 付妍婕, 等. 自体脂肪干细胞基质胶对兔耳全层皮肤缺损创面愈合及瘢痕增生的影响[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2023, 39(2): 132-140. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20221020-00463.
Li L,Bai N,Fu YJ,et al.Influence of autologous adipose stem cell matrix gel on wound healing and scar hyperplasia of full-thickness skin defects in rabbit ears[J].Chin J Burns Wounds,2023,39(2):132-140.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20221020-00463.
Citation: Li L,Bai N,Fu YJ,et al.Influence of autologous adipose stem cell matrix gel on wound healing and scar hyperplasia of full-thickness skin defects in rabbit ears[J].Chin J Burns Wounds,2023,39(2):132-140.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20221020-00463.

自体脂肪干细胞基质胶对兔耳全层皮肤缺损创面愈合及瘢痕增生的影响

doi: 10.3760/cma.j.cn501225-20221020-00463
基金项目: 

山东省自然科学基金面上项目 ZR2021MH338

山东省中医药科技项目面上项目 2020M170

详细信息
    通讯作者:

    陈远征,Email:victory1007@163.com

Influence of autologous adipose stem cell matrix gel on wound healing and scar hyperplasia of full-thickness skin defects in rabbit ears

Funds: 

General Program of Shandong Natural Science Foundation ZR2021MH338

General Program of Shandong Traditional Chinese Medicine Science and Technology Project 2020M170

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  • 摘要:   目的  探讨自体脂肪干细胞基质胶对兔耳全层皮肤缺损创面愈合及瘢痕增生的影响,并分析其相关机制。  方法  采用实验研究方法。切取42只2~3个月龄雄性新西兰大白兔背部完整脂肪垫,制备脂肪干细胞基质胶,并于每只兔双耳腹侧制备全层皮肤缺损创面,将左耳创面纳入脂肪干细胞基质胶组(以下简称基质胶组)、右耳创面纳入磷酸盐缓冲液(PBS)组,分别注入自体脂肪干细胞基质胶和PBS。计算伤后7、14、21 d创面愈合率,并于创面愈合后1、2、3、4个月行创面形成瘢痕组织(以下简称瘢痕组织)温哥华瘢痕量表(VSS)评分;行苏木精-伊红染色观测伤后7、14、21 d创面组织病理学改变和创面愈合后1、2、3、4个月瘢痕组织真皮厚度;行Masson染色观察伤后7、14、21 d创面组织和创面愈合后1、2、3、4个月瘢痕组织中胶原排布,并计算胶原容积分数(CVF);采用免疫组织化学法观测伤后7、14、21 d创面组织中微血管计数(MVC)与创面愈合后1、2、3、4个月瘢痕组织中转化生长因子-β1(TGF-β1)和α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,并行基质胶组瘢痕组织中α-SMA与TGF-β1表达相关性分析;采用酶联免疫吸附测定法检测伤后7、14、21 d创面组织中血管内皮生长因子(VEGF)和表皮生长因子(EGF)的表达。各组各时间点样本数均为6。对数据行重复测量方差分析、析因设计方差分析、配对样本t检验、LSD检验与Pearson相关性分析。  结果  伤后7 d,基质胶组创面愈合率为(10.3±1.7)%,与PBS组的(8.5±2.1)%接近(P>0.05);伤后14、21 d,基质胶组创面愈合率分别为(75.5±7.0)%、(98.7±0.8)%,均明显高于PBS组的(52.7±6.7)%、(90.5±1.7)%(t值分别为5.79、10.37,P<0.05)。创面愈合后1、2、3、4个月,基质胶组瘢痕组织VSS评分均明显低于PBS组(t值分别为-5.00、-2.86、-3.31、-4.45,P<0.05)。与组内前一时间点比较,除基质胶组创面愈合后4个月(P>0.05)外,2组创面愈合后各时间点瘢痕组织VSS评分均明显升高(P<0.05)。伤后7 d,2组创面肉芽组织再生与上皮化程度接近;伤后14、21 d,基质胶组创面组织中成纤维细胞、毛细血管、上皮细胞层数明显多于PBS组。创面愈合后1、2、3、4个月,基质胶组瘢痕组织真皮厚度均明显薄于PBS组(t值分别为-4.08、-5.52、-6.18、-6.30,P<0.05)。与组内前一时间点比较,2组创面愈合后各时间点瘢痕组织真皮厚度均明显增厚(P<0.05)。与PBS组比较,基质胶组伤后14、21 d创面组织中胶原排布更规则且CVF均明显升高(t值分别为3.98、3.19,P<0.05),创面愈合后1、2、3、4个月瘢痕组织中胶原排布也更规则但CVF均明显降低(t值分别为-7.38、-4.20、-4.10、-4.65,P<0.05)。与组内前一时间点比较,除基质胶组创面愈合后1个月(P>0.05)外,2组创面伤后各时间点创面组织与创面愈合后各时间点瘢痕组织中CVF均明显升高(P<0.05)。伤后14、21 d,基质胶组创面组织中MVC均明显高于PBS组(t值分别为4.33、10.10,P<0.05)。与组内前一时间点比较,除PBS组伤后21 d(P>0.05)外,2组创面伤后各时间点MVC均明显升高(P<0.05)。创面愈合后1、2、3、4个月,基质胶组瘢痕组织中TGF-β1和α-SMA的表达均明显低于PBS组(t值分别为-2.83、-5.46、-5.61、-8.63,-10.11、-5.79、-8.08、-11.96,P<0.05)。与组内前一时间点比较,除基质胶组创面愈合后4个月α-SMA表达(P>0.05)外,2组创面愈合后各时间点瘢痕组织中TGF-β1与α-SMA表达均明显升高(P<0.05)。基质胶组瘢痕组织中α-SMA与TGF-β1表达之间呈显著正相关(r=0.92,P<0.05)。伤后14、21 d,基质胶组创面组织中VEGF(t值分别为6.14、6.75,P<0.05)和EGF(t值分别为8.17、5.85,P<0.05)的表达均明显高于PBS组。与组内前一时间点比较,2组创面伤后各时间点VEGF表达均明显增高(P<0.05),EGF表达均明显下降(P<0.05)。  结论  脂肪干细胞基质胶可能通过促进创面组织中胶原沉积和VEGF、EGF的表达从而显著促进兔耳全层皮肤缺损创面愈合,还可能通过抑制瘢痕组织中胶原沉积和TGF-β1、α-SMA的表达进一步抑制创面愈合后瘢痕增生。

     

  • 1  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点愈合情况。1A、1B、1C和1D、1E、1F.分别为磷酸盐缓冲液组和脂肪干细胞基质胶组伤后7、14、21 d创面,图1D与图1A创面大小接近,图1E较图1B创面明显缩小,图1F较图1C创面明显缩小且创面未结痂

    2  2组兔耳全层皮肤缺损创面愈合后各时间点创面形成瘢痕组织增生情况。2A、2B、2C、2D和2E、2F、2G、2H.分别为磷酸盐缓冲液组与脂肪干细胞基质胶组创面愈合后1、2、3、4个月瘢痕组织,图2E、2F、2G、2H分别较图2A、2B、2C、2D瘢痕情况好,表现为颜色更浅、厚度更薄、血管分布更少

    3  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点创面组织中CD34阳性微血管(棕色)情况 二氨基联苯胺×200。3A、3B、3C和3D、3E、3F.分别为磷酸盐缓冲液组和脂肪干细胞基质胶组伤后7、14、21 d创面组织,图3A和3D创面基底有少量新生微血管,图3B、3C、3E、3F创面基底有大量新生微血管,且图3E、3F微血管数量分别多于图3B、3C,图3F微血管数量多于图3E,图3B、3C微血管数量接近

    4  2组兔耳全层皮肤缺损创面愈合后4个月创面形成瘢痕组织中转化生长因子β1(TGF-β1)与α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达(均为棕色)情况 二氨基联苯胺×200。4A、4B.分别为磷酸盐缓冲液(PBS)组、脂肪干细胞基质胶组TGF-β1表达,均较多,图4B中TGF-β1表达少于图4A;4C、4D.分别为PBS组、脂肪干细胞基质胶组α-SMA表达,均较多,图4D中α-SMA表达少于图4C

    表1  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点愈合率比较(%,x¯±s)

    组别样本数7 d14 d21 d
    磷酸盐缓冲液组68.5±2.152.7±6.790.5±1.7
    脂肪干细胞基质胶组610.3±1.775.5±7.098.7±0.8
    t1.575.7910.37
    P0.147<0.001<0.001
    注:处理因素主效应,F=55.49,P<0.001;时间因素主效应,F=1 361.95,P<0.001;二者交互作用,F=21.41,P<0.001
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    表2  2组兔耳全层皮肤缺损创面愈合后各时间点创面形成瘢痕组织温哥华瘢痕量表评分比较(分,x¯±s)

    组别样本数1个月2个月3个月4个月
    磷酸盐缓冲液组66.0±08.2±0.810.3±1.012.2±1.5
    脂肪干细胞基质胶组65.2±0.47.2±0.48.8±0.49.3±0.5
    t-5.00-2.86-3.31-4.45
    P0.0040.0170.0080.004
    P10.0010.0010.004
    P2<0.001<0.0010.062
    注:处理因素主效应,F=32.75,P<0.001;时间因素主效应,F=130.78,P<0.001;二者交互作用,F=5.24,P=0.005;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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    表3  2组兔耳全层皮肤缺损创面愈合后各时间点创面形成瘢痕组织真皮厚度比较(mm,x¯±s)

    组别样本数1个月2个月3个月4个月
    磷酸盐缓冲液组60.98±0.051.45±0.071.88±0.092.20±0.09
    脂肪干细胞基质胶组60.85±0.061.26±0.051.61±0.051.94±0.04
    t-4.08-5.52-6.18-6.30
    P0.002<0.001<0.001<0.001
    P1<0.001<0.001<0.001
    P2<0.001<0.001<0.001
    注:处理因素主效应,F=124.17,P<0.001;时间因素主效应,F=685.85,P<0.001;二者交互作用,F=2.85,P=0.049;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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    表4  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点创面组织与愈合后各时间点创面形成瘢痕组织中胶原容积分数比较(%,x¯±s)

    组别样本数伤后7 d伤后14 d伤后21 d愈合后1个月愈合后2个月愈合后3个月愈合后4个月
    磷酸盐缓冲液组651.9±0.655.1±1.259.4±1.167.5±1.170.7±1.573.5±1.076.8±1.9
    脂肪干细胞基质胶组652.2±1.158.1±1.461.7±1.362.2±1.466.5±1.968.8±2.671.3±2.2
    t0.543.983.19-7.38-4.20-4.10-4.65
    P0.6050.0030.010<0.0010.0020.0060.001
    P1<0.001<0.001<0.001<0.0010.001<0.001
    P2<0.001<0.0010.599<0.0010.0270.020
    注:处理因素主效应,F=36.07,P<0.001;时间因素主效应,F=325.73,P<0.001;二者交互作用,F=17.60,P<0.001;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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    表5  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点200倍视野下微血管计数比较(个,x¯±s

    组别样本数7 d14 d21 d
    磷酸盐缓冲液组66.8±1.515.7±2.917.5±1.8
    脂肪干细胞基质胶组67.3±1.125.0±4.432.6±3.2
    t0.534.3310.10
    P0.6100.001<0.001
    P1<0.0010.167
    P2<0.001<0.001
    注:处理因素主效应,F=82.79,P<0.001;时间因素主效应,F=140.71,P<0.001;二者交互作用,F=22.17,P<0.001;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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    表6  2组兔耳全层皮肤缺损创面愈合后各时间点创面形成瘢痕组织中TGF-β1与α-SMA表达比较(x¯±s

    组别样本数TGF-β1α-SMA
    1个月2个月3个月4个月1个月2个月3个月4个月
    磷酸盐缓冲液组60.050±0.0060.065±0.0030.089±0.0080.103±0.0060.078±0.0040.112±0.0090.157±0.0080.170±0.008
    脂肪干细胞基质胶组60.041±0.0050.052±0.0050.068±0.0050.075±0.0050.059±0.0030.086±0.0070.121±0.0080.127±0.008
    t-2.83-5.46-5.61-8.63-10.11-5.79-8.08-11.96
    P0.018<0.001<0.0010.001<0.001<0.001<0.001<0.001
    P1<0.001<0.0010.001<0.001<0.0010.007
    P20.001<0.0010.027<0.001<0.0010.080
    注:转化生长因子-β1(TGF-β1)、α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)处理因素主效应,F值分别为124.98、272.26,P值均<0.001;时间因素主效应,F值分别为151.80、386.57,P值均<0.001;二者交互作用,F值分别为7.10、8.05,P值分别为0.001、<0.001;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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    表7  2组兔耳全层皮肤缺损创面伤后各时间点组织中VEGF和EGF表达比较(μg/L,x¯±s

    组别样本数VEGFEGF
    7 d14 d21 d7 d14 d21 d
    磷酸盐缓冲液组6296±22395±18443±21260±9183±10118±11
    脂肪干细胞基质胶组6320±23465±21556±35269±11226±8156±12
    t1.896.146.751.398.175.85
    P0.088<0.001<0.0010.194<0.001<0.001
    P1<0.0010.001<0.001<0.001
    P2<0.001<0.001<0.001<0.001
    注:血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)处理因素主效应,F值分别为74.46、76.16,P值均<0.001;时间因素主效应,F值分别为196.95、456.15,P值均<0.001;二者交互作用,F值分别为10.17、10.20,P值均<0.001;t值、P值为组间比较所得,P1值、P2值分别为磷酸盐缓冲液组、脂肪干细胞基质胶组组内各时间点与前一时间点比较所得;“—”表示无此项
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  • 收稿日期:  2022-10-20

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