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目的:基于miRNA-31在多种疾病和细胞中对炎症、细胞增殖和血管生成有显著影响,提示miRNA-31对糖尿病创面愈合可能具有调节作用。综合动物和细胞的两部分实验研究,探究miRNA-31促进糖尿病创面愈合的作用机制。
方法:SPF级健康雄性Wistar大鼠40只随机分成4组,每组10只,即对照组、模型组、空载组、miRNA-31组。各组大鼠背部正中形成一个1.5cm×1.5cm的创口;模型组、空载组、miRNA-31组大鼠腹腔注射60mg/kg链脲佐菌素诱导糖尿病模型,空载组、miRNA-31组分别进行尾静脉注射空载质粒和miRNA-31过表达质粒的干预。干预15天后,采集各类样本进行指标检测。qRT-PCR检测组织中miRNA-31水平;免疫蛋白印迹法检测组织中IGF-1和VEGF蛋白的表达水平;采用ELISA法检测各组大鼠血清炎性指标(TNF-ɑ和IL-6)的含量;采用羟胺法检测组织中的SOD活力;TBA法检测组织中MDA含量;CD31免疫组化染色镜下观察血管生成,HE染色镜下观察创面肉芽组织病理变化。人角质形成细胞株(HaCaT细胞)经过细胞复苏、培养、分组、冻存处理后,待实验。细胞随机分组:对照组、空载组、miRNA-31过表达组、miRNA-31抑制组。空载组、miRNA-31过表达组、miRNA-31抑制组分别转染空载质粒、miRNA-31过表达质粒和miRNA-31抑制质粒。指标检测:qRT-PCR检测细胞中miRNA-31水平;免疫蛋白印迹法检测细胞中三个凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2和Caspase-3)和TGF-β蛋白的表达水平;CCK8法检测细胞增殖;划痕实验检测细胞的迁移能力;流式法检测细胞凋亡。
结果:
1、糖尿病对大鼠创口愈合和各指标的影响:(1)干预15天后,模型组大鼠创口的损伤皮肤直径显著大于对照组(P﹤0.05);(2)模型组的IL-6和TNF-α水平显著高于对照组(P﹤0.05),模型组的SOD活性和MDA水平显著低于对照组(P﹤0.05);(3)模型组的IGF-1和VEGF蛋白相对表达水显著低于对照组(P﹤0.05)。
2、糖尿病模型中miRNA-31对创口愈合及相关因素的影响:(1)miRNA-31组的miRNA-31相对表达水平显著高于模型组和空载质粒组(P﹤0.05);(2)miRNA-31组的损伤皮肤直径显著小于模型组和空载质粒组(P﹤0.05);(3)相对于模型组和空载组,miRNA-31组的肉芽组织较厚,且表皮完整,部分表皮下还有胶原蛋白沉积,组织学评分较高;(4)miRNA-31组的血管多于模型组和空载质粒组,微血管密度计数显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);(5)miRNA-31组的IGF-1和VEGF蛋白相对表达水平显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);(6)miRNA-31组的血清IL-6和TNF-α水平显著低于模型组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31组的组织SOD活性和MDA水平显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);
3、miRNA-31对角质形成细胞生物学功能的影响:(1)miRNA-31过表达组的miRAN-31表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组的miRAN-31表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(2)miRNA-31抑制组细胞增殖较慢,而miRNA-31过表达组细胞增殖速度较快,miRNA-31过表达组的细胞增殖倍数显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(3)miRNA-31过表达组的细胞迁移距离显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(4)miRNA-31过表达组的细胞凋亡率显著低于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著高于对照组和空载组(P﹤0.05);(5)Bax蛋白在miRNA-31过表达组的表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05),在miRNA-31过表达组的表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),Bcl-2和Caspase-3蛋白在miRNA-31过表达组的表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),在miRNA-31过表达组的表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(6)miRNA-31过表达组中TGF-β蛋白相对表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05)。
结论:
1.糖尿病使大鼠创面愈合延缓,并增加大鼠的炎症和氧化应激,降低促血管生成IGF-1和VEGF的表达水平。
2.miRNA-31过表达质粒的干预能显著改善糖尿病大鼠的创面愈合过程,促进大鼠创面组织血管生成因子的表达和血管生成,并能改善模型大鼠的炎症和氧化应激水平。
3.miRNA-31能促进角质形成细胞的增殖和迁移,抑制细胞凋亡,促进细胞中TGF-β蛋白的表达水平。
方法:SPF级健康雄性Wistar大鼠40只随机分成4组,每组10只,即对照组、模型组、空载组、miRNA-31组。各组大鼠背部正中形成一个1.5cm×1.5cm的创口;模型组、空载组、miRNA-31组大鼠腹腔注射60mg/kg链脲佐菌素诱导糖尿病模型,空载组、miRNA-31组分别进行尾静脉注射空载质粒和miRNA-31过表达质粒的干预。干预15天后,采集各类样本进行指标检测。qRT-PCR检测组织中miRNA-31水平;免疫蛋白印迹法检测组织中IGF-1和VEGF蛋白的表达水平;采用ELISA法检测各组大鼠血清炎性指标(TNF-ɑ和IL-6)的含量;采用羟胺法检测组织中的SOD活力;TBA法检测组织中MDA含量;CD31免疫组化染色镜下观察血管生成,HE染色镜下观察创面肉芽组织病理变化。人角质形成细胞株(HaCaT细胞)经过细胞复苏、培养、分组、冻存处理后,待实验。细胞随机分组:对照组、空载组、miRNA-31过表达组、miRNA-31抑制组。空载组、miRNA-31过表达组、miRNA-31抑制组分别转染空载质粒、miRNA-31过表达质粒和miRNA-31抑制质粒。指标检测:qRT-PCR检测细胞中miRNA-31水平;免疫蛋白印迹法检测细胞中三个凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2和Caspase-3)和TGF-β蛋白的表达水平;CCK8法检测细胞增殖;划痕实验检测细胞的迁移能力;流式法检测细胞凋亡。
结果:
1、糖尿病对大鼠创口愈合和各指标的影响:(1)干预15天后,模型组大鼠创口的损伤皮肤直径显著大于对照组(P﹤0.05);(2)模型组的IL-6和TNF-α水平显著高于对照组(P﹤0.05),模型组的SOD活性和MDA水平显著低于对照组(P﹤0.05);(3)模型组的IGF-1和VEGF蛋白相对表达水显著低于对照组(P﹤0.05)。
2、糖尿病模型中miRNA-31对创口愈合及相关因素的影响:(1)miRNA-31组的miRNA-31相对表达水平显著高于模型组和空载质粒组(P﹤0.05);(2)miRNA-31组的损伤皮肤直径显著小于模型组和空载质粒组(P﹤0.05);(3)相对于模型组和空载组,miRNA-31组的肉芽组织较厚,且表皮完整,部分表皮下还有胶原蛋白沉积,组织学评分较高;(4)miRNA-31组的血管多于模型组和空载质粒组,微血管密度计数显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);(5)miRNA-31组的IGF-1和VEGF蛋白相对表达水平显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);(6)miRNA-31组的血清IL-6和TNF-α水平显著低于模型组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31组的组织SOD活性和MDA水平显著高于模型组和空载组(P﹤0.05);
3、miRNA-31对角质形成细胞生物学功能的影响:(1)miRNA-31过表达组的miRAN-31表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组的miRAN-31表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(2)miRNA-31抑制组细胞增殖较慢,而miRNA-31过表达组细胞增殖速度较快,miRNA-31过表达组的细胞增殖倍数显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(3)miRNA-31过表达组的细胞迁移距离显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(4)miRNA-31过表达组的细胞凋亡率显著低于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著高于对照组和空载组(P﹤0.05);(5)Bax蛋白在miRNA-31过表达组的表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05),在miRNA-31过表达组的表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),Bcl-2和Caspase-3蛋白在miRNA-31过表达组的表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),在miRNA-31过表达组的表达水平显著低于对照组和空载组(P﹤0.05);(6)miRNA-31过表达组中TGF-β蛋白相对表达水平显著高于对照组和空载组(P﹤0.05),miRNA-31抑制组显著低于对照组和空载组(P﹤0.05)。
结论:
1.糖尿病使大鼠创面愈合延缓,并增加大鼠的炎症和氧化应激,降低促血管生成IGF-1和VEGF的表达水平。
2.miRNA-31过表达质粒的干预能显著改善糖尿病大鼠的创面愈合过程,促进大鼠创面组织血管生成因子的表达和血管生成,并能改善模型大鼠的炎症和氧化应激水平。
3.miRNA-31能促进角质形成细胞的增殖和迁移,抑制细胞凋亡,促进细胞中TGF-β蛋白的表达水平。