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[目的]表皮葡萄球菌感染相关假体包膜挛缩的形成是导致乳房假体植入式重建术失败的主要原因。通过体内外研究明确表皮葡萄球菌生物膜联合假体刺激促进成纤维细胞向肌成纤维细胞的表型转化,探索其可能分子机制,为临床防治假体包膜挛缩提供帮助。[方法]1.表皮葡萄球菌生物膜刺激成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的关键因子筛选1.1成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的标志蛋白α-SMA的蛋白表达及mRNA水平情况检测:(1)模拟假体植入后表皮葡萄球菌生物膜感染环境构建条件培养基:正常培养基DMEM与无菌硅胶(Sil)共培养24h过滤细菌后得到条件培养基MA;DMEM与无菌硅胶、表皮葡萄球菌生物膜形成阴性株ATCC12228共培养24h过滤细菌后得到条件培养基MB;DMEM与无菌硅胶、表皮葡萄球菌生物膜形成阳性株ATCC35984共培养24h过滤细菌后得到条件培养基MC。(2)模拟假体植入后表皮葡萄球菌细菌生物膜感染环境刺激成纤维细胞:将不同条件培养基、硅胶、成纤维细胞共培养作为实验组(MA+Sil组、MB+Sil组、MC+Sil组),DMEM培养的成纤维细胞为对照组(NC组);(3)、通过免疫荧光、qPCR检测实验组与对照组中α-SMA的蛋白表达和mRNA水平。1.2、筛选表型转化关键基因:对实验组和对照组成纤维细胞进行转录水平测序及生物信息学分析筛选出表型转化的关键候选基因。1.3、通过qPCR验证测序结果筛选出目标基因。2.Spata13参与TGF-β信号通路在成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的作用及机制2.1、敲降Spata13影响成纤维细胞表型转化:实验组(敲降Spata13)与对照组(未敲降Spata13)成纤维细胞的增殖、HYP含量、α-SMA的表达情况。2.2、抑制TGF-β信号通路影响成纤维细胞表型转化方法:实验组(使用TGFβRI抑制剂)与对照组(未使用TGFβRI抑制剂)成纤维细胞的增殖、HYP含量、α-SMA的蛋白表达情况。2.3、Spata13通过参与TGF-β信号通路调控成纤维细胞表型转化回复实验:加入TGF-β1同时敲降Spata13,过表达Spata13同时加入TGFβRI抑制剂检测成纤维细胞的增殖、HYP含量、α-SMA的蛋白表达情况。2.4、验证Spata13以正反馈回路的方式参与TGF-β信号通路的调控方法:(1)通过荧光素酶基因报告实验验证Smad3能转录调控Spata13的方法;(2)通过荧光共聚焦探索在TGF-β1刺激下,Spata13与TGFβR在细胞上的位置;(3)通过IP实验,在加入TGF-β1时检测Spata13缺失与否对TGF-β信号转导节点分子间的相互作用;3.TGFβR1抑制剂对假体植入大鼠包膜挛缩发生的干预探索3.1、构建大鼠植入物表皮葡萄球菌感染模型方法:将硅胶片植入大鼠乳房下同时a、b组注射DMEM、c、d组注射ATCC12228菌液、e、f组注射ATCC35984菌液各0.5mL。3.2、注射TGFβRI抑制剂检测包膜挛缩方法:对b组、d组、f组给与TGFβRI抑制剂,a组、b组、c组给予生理盐水之后通过HE染色、Masson染色评估各组挛缩包膜厚度及包膜胶原含量,通过免疫组化评估α-SMA和Spata13在包膜中的表达情况。[结果]1.表皮葡萄球菌生物膜刺激成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的关键因子筛选1.1、条件培养基联合硅胶刺激成纤维细胞组(MA+Sil组、MB+Sil组、MC+Sil组)分别较正常培养基组(NC组),α-SMA蛋白表达和mRNA水平上升有统计学意义(P<0.05);1.2、生物信息学分析结果显示:Spata13是表型转化中变化最显著的相关基因;1.3、qPCR验证结果:Spata13在MA+Sil组、MB+Sil组、MC+Sil组较NC组中的mRNA水平升高有统计学意义(P<0.05);2.Spata13参与TGF-β信号通路在成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的作用及机制2.1、Spata13表达介导成纤维细胞表型转化:在NC组、MA+Sil组、MB+Sil组、MC+Sil组中敲低Spata13与未敲低比较,α-SMA和Collegen I表达在NC组中差异无统计学意义,在其余组中表达量降低(P<0.05)(),同时抑制了 HYP的含量和成纤维细胞增殖(P<0.05);2.2、使用TGFβRI抑制剂抑制成纤维细胞表型转化:在NC组、MA+Sil组、MB+Sil组、MC+Sil组中使用TGFβRI抑制剂与未使用抑制剂比较,抑制了各组中Spata13、α-SMA、的表达(P<0.05),抑制了 HYP的含量和成纤维细胞的增殖(P<0.05);2.3、明确Spata13通过参与TGF-β信号通路调控成纤维细胞表型转化:(1)加入TGF-β1组较siNC组成纤维细胞的的HYP含量升高、增殖加快(P<0.01),Spata13、α-SMA和p-Smad3的表达升高(P<0.05)。加入TGF-β1同时敲低Spata13后较siNC组的HYP含量升高不明显、增殖不明显,Spata13、α-SMA、p-Smad3表达变化不明显。(2)过表达pCDH-Spata13组较pCDH组HYP含量上升、成纤维细胞增殖加快、α-SMA和p-Smad3的蛋白表达升高(P<0.05);过表达pCDH-Spata13同时使用TGFβRI抑制剂后较pCDH组成纤维细胞的HYP含量、增殖、Spata13、α-SMA、p-Smad3蛋白表达水平升高不明显。2.14、Spata13以正反馈回路的方式参与TGF-β信号通路的调控:(1)荧光素酶基因报告实验结果:过表达Smad3后,Spata13野生型启动子活性显著上调(P<0.01),而Spata13突变型启动子活性没有上升;(2)在TGF-β1刺激下,Spata13与TGFβR在细胞中位置一致性升高;(3)TGF-β1刺激诱导了 TGFβR与Smad3相互作用增加,而在TGF-β1刺激同时敲降Spata13后,与TGFβR结合的Smad3显著减少。3.TGFβRI抑制剂对假体植入大鼠包膜挛缩发生的干预探索3.1、成功建立了动物模型:每组参与建模5只大鼠(10只乳房),所有大鼠均成活,各组成功建模乳房数:a组7只,b组7只,c组8只,d组7只,e组7只,f组7只。3.2、TGFβRI抑制剂使用组较未使用组大鼠包膜的厚度、胶原的含量、α-SMA和Spata13的蛋白表达均下降(P<0.05)。[结论]1、表皮葡萄球菌生物膜联合硅胶刺激能促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化,这可能是乳腺假体包膜挛缩的重要因素;2、在表皮葡萄球菌生物膜联合硅胶刺激下,Spata13以正反馈激活方式参与TGF-β信号通路调控成纤维细胞向肌成纤维细胞的表型转化,这可能是细菌生物膜刺激乳腺假体包膜挛缩的分子机制;3、TGFβRI抑制剂能抑制表皮葡萄球菌刺激诱导的大鼠假体包膜挛缩,减少成纤维细胞表型转化,TGFβRI抑制剂可能是乳腺假体包膜挛缩的潜在治疗药物。