论文部分内容阅读
背景:盆底功能障碍性疾病(FPFD)是中老年女性常见的难治性疾病之一,严重影响患者生活质量。FPFD随着患者产次和年龄的增加逐渐加重。因此,早期预防和治疗对预防疾病加重有着重要意义。虽然盆底康复训练和手术治疗对FPFD的防治起到一定的作用,但患者对盆底康复训练依从性差,盆底手术副作用明显,严重影响FPFD的治疗效果。所以,迫切需要寻找更加无创、高效的预防和治疗方法。细胞外基质(ECM)是维持盆底组织(阴道、韧带、筋膜)张力的重要结构部分,主要由Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白组成。目前多数研究表明,FPFD的发生与盆底组织中Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白合成减少及降解增多有关。因此,促进盆底组织胶原蛋白合成,维持胶原代谢平衡有可能成为早期预防和治疗FPFD的重要方法。随着基因工程技术和合成生物学的发展,具有指定结构和功能的重组人源化胶原蛋白(rhCOL)显示出作为外科植入物和再生医学基质起始材料的潜力,并受到广泛关注。rhCOL具有特殊的三螺旋结构,具有比传统胶原蛋白更好的水溶性、生物相容性及细胞粘附性。在萎缩性阴道炎、皮肤光老化的治疗中,rhCOL可以促进阴道和皮肤黏膜胶原蛋白合成,刺激局部血管再生,改善细胞外基质不良重塑。研究发现,成纤维细胞是阴道和皮肤黏膜中合成胶原蛋白的主要细胞,改善成纤维细胞功能和细胞外基质状态可以改善盆底功能障碍。因此,rhCOL能否通过促进盆底成纤维细胞胶原蛋白合成,维持胶原代谢平衡,改善ECM不良重塑,进而对FPFD起到早期预防和治疗的作用,值得进一步研究。目的:(1)研究FPFD和非FPFD患者的骶韧带及其分离培养的成纤维细胞中Ⅰ型和Ⅲ胶原蛋白表达情况。(2)研究rhCOL对骶韧带成纤维细胞(HULFs)粘附、迁移、伸展、ECM合成的影响及其机制。(3)研究rhCOL对FPFD模型大鼠盆底功能恢复的情况。方法:(1)收集17例FPFD患者和15例非FPFD患者的骶韧带,并原代分离培养HULFs。利用Masson胶原染色、免疫组化、western blot实验,分析骶韧带和HULFs中Ⅰ型和Ⅲ胶原蛋白表达情况。(2)利用细胞粘附实验、细胞毒性实验、扫描电镜、western blot实验、RT-q PCR实验,探究rhCOL对HULFs的生物相容性、粘附性、伸展性、迁移及ECM合成的影响。(3)利用免疫荧光染色、western blot实验、Co-IP实验、Rho A活性测定实验以及抑制剂实验,研究rhCOL对HULFs黏着斑形成的影响,同时研究rhCOL对FAK/Rho A/ROCK信号通路激活的影响,以及研究FAK/Rho A/ROCK信号通路对HULFs粘附性、伸展性、迁移及ECM合成的影响。(4)利用代谢组学实验,研究rhCOL对HULFs细胞代谢的调节作用。(5)构建FPFD大鼠模型,利用尿动力学实验、生物力学实验、HE染色、Masson染色、免疫组化、免疫荧光和RT-q PCR实验,研究rhCOL对FPFD模型大鼠盆底功能恢复的程度及相关病理生理变化。结果:(1)FPFD患者的骶韧带及其分离培养的成纤维细胞中均出现了Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达下降。(2)rhCOL具有良好的生物相容性。与牛I型胶原水解肽(bv COLⅠ)相比,rhCOL更好地促进FPFD患者HULFs粘附、伸展、迁移及ECM主要成分Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达。(3)rhCOL通过激活FAK/Rho A/ROCK信号通路促进HULFs粘附、伸展、迁移以及ECM合成。分别使用FAK抑制剂和Rho A抑制剂对FAK/Rho A/ROCK信号通路进行阻断,rhCOL促进HULFs粘附,迁移以及ECM合成的能力均被逆转。(4)rhCOLⅠ促进FPFD患者HULFs脯氨酸、支链氨基酸、谷胱甘肽的合成;rhCOLⅢ促进FPFD患者HULFs脯氨酸和部分支链氨基酸合成。KEEG代谢通路分析提示,rhCOL可以同时上调FPFD患者HULFs精氨酸和脯氨酸的代谢途径和缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成途径。(5)rhCOL促进阴道和尿道组织结构恢复,增加阴道固有层Ⅰ型和Ⅲ胶原蛋白含量,促进新生血管生成;同时rhCOL改善FPFD大鼠的排尿功能和阴道抗张能力。结论:rhCOL通过激活FAK/Rho A/ROCK信号通路,促进HULFs粘附、伸展、迁移和ECM合成,并且阴道周围注射rhCOL可以预防FPFD大鼠盆底组织损伤后的不良重塑并改善盆底功能,其疗效优于bv COL。因此,rhCOL有望成为早期预防和治疗FPFD的无创、高效的新型医用生物材料。