简介:摘要目的探讨负载大鼠表皮干细胞(ESC)的聚己内酯-乙酸纤维素(PCL-CA)纳米纤维支架对大鼠全层皮肤缺损创面愈合的影响及其机制。方法采用实验研究方法。采用快速贴壁法从30只1~3 d龄SD大鼠(雌雄不明)中分离培养原代ESC,采用流式细胞仪、免疫荧光法分别鉴定原代细胞中整合素β1、细胞角蛋白19(CK19)为阳性表达后,采用第1代ESC进行后续实验。采用静电纺丝技术制备以聚己内酯和乙酸纤维素为组分的PCL-CA纳米纤维支架,采用扫描电子显微镜观察支架拓扑结构并测量其中25条纤维直径。采用构建的PCL-CA纳米纤维支架作为培养基底,使用角质形成细胞(KC)培养基培养ESC构建ESC-纳米纤维支架复合物(下称ESC支架),培养3 d,采用扫描电子显微镜观察支架中ESC的形态及其与支架的关系。将ESC支架中的ESC作为PCL-CA纳米纤维支架组,将在Ⅳ型胶原包被的培养皿中使用KC培养基培养的ESC作为Ⅳ型胶原组,培养3 d,采用蛋白质印迹法检测2组ESC中CK19的蛋白表达水平(样本数为3);培养7 d,采用免疫荧光法检测2组ESC中CK19和增殖细胞核抗原(PCNA)的蛋白表达。在15只6~8周龄雄性SD大鼠背部左右两侧均制备1个直径约2 cm的圆形全层皮肤缺损创面后,将大鼠按随机数字表法等分为不行植入的空白对照组、植入PCL-CA纳米纤维支架的单纯支架组、植入培养3 d构建的ESC支架的ESC支架组,计算伤后3、7、14、21 d创面面积百分率(样本数为5);取伤后21 d创缘新生皮肤组织,行Masson染色后评估创面愈合质量,采用蛋白质印迹法检测Notch信号通路关键蛋白Notch1、Jagged1、Hes1的蛋白表达水平(样本数为3)。对数据行单因素方差分析、重复测量方差分析、独立样本t检验、Bonferroni校正。结果构建的PCL-CA纳米纤维支架具有疏松多孔的网格状多层立体结构,其中的纤维表面光滑无孔隙,纤维直径为(383±24)nm。培养3 d,ESC支架中的ESC具有完整的细胞结构且与支架紧密贴合,细胞间相互连接,细胞充分伸展在支架表面形成膜片。培养3 d,PCL-CA纳米纤维支架组ESC中CK19蛋白表达水平显著高于Ⅳ型胶原组(t=24.56,P<0.01)。培养7 d,与Ⅳ型胶原组相比,PCL-CA纳米纤维支架组ESC中PCNA表达阳性细胞比例无明显变化,CK19表达阳性细胞比例更高。伤后3、7、14、21 d,ESC支架组大鼠创面面积百分率分别为(78.0±1.8)%、(40.9±2.0)%、(17.9±1.1)%、(5.0±1.0)%,显著低于空白对照组的(84.2±1.9)%、(45.4±2.6)%、(21.8±1.7)%、(10.1±1.1)%(t=5.42、3.09、4.33、7.58,P<0.05或P<0.01)以及单纯支架组的(82.7±1.2)%、(44.8±2.0)%、(22.4±2.4)%、(10.3±2.4)%(t=4.98、3.11、3.84、4.57,P<0.05或P<0.01);空白对照组与单纯支架组大鼠创面面积百分率相近(t=1.47、0.39、0.47、0.22,P>0.05)。伤后21 d,各组大鼠创缘新生皮肤层次完整;与空白对照组和单纯支架组相比,ESC支架组大鼠创缘新生皮肤组织中胶原排列更加整齐;ESC支架组与单纯支架组大鼠创缘新生皮肤组织中支架均完全降解。伤后21 d,单纯支架组大鼠创缘新生皮肤组织中Notch1、Jagged1、Hes1蛋白表达水平与空白对照组相近(t=1.70、1.94、0.18,P>0.05),ESC支架组大鼠创缘新生皮肤组织中Notch1、Jagged1、Hes1蛋白表达水平显著高于单纯支架组(t=13.31、22.07、20.71,P<0.01)。结论在体外培养条件下,PCL-CA纳米纤维支架能够抑制大鼠ESC的分化而不影响其增殖;利用PCL-CA纳米纤维支架作为载体培养大鼠ESC构建的ESC支架能够显著促进大鼠全层皮肤缺损创面的愈合,其机制可能与Notch信号通路的激活有关。