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研究背景衰老是机体退化性改变的持续积累,是一种复杂的生理学过程。皮肤衰老是内源性因素(自然生理衰老)和外源性因素(环境影响)共同作用的结果,其表现为表皮的自我更新减慢、屏障功能减弱、角质形成细胞活力下降、表皮伤后自我修复能力减退等。在衰老过程中,因自由基及过氧化作用使得胶原表面形成终末糖化产物而过度交联,导致皮肤半桥粒结构失去弹性,皮肤的表皮-真皮连接变平,使皮肤变得松弛、失去弹性,影响皮肤外观。现皮肤美学已成为机体外在审美的重要指标,广受人们关注。皮肤表象的衰老反映在细胞水平即为细胞衰老,细胞衰老是指正常细胞只有一定的生命周期而不能进行无限增殖。人们在研究机体衰老和皮肤衰老时,多侧重于皮肤成纤维细胞衰老的研究。近年来,逐步认识到其中角质形成细胞衰老也是皮肤衰老的重要表现,因为它在皮肤补水、保湿、屏障以及皮肤病形成等多方面具有非常重要的调节作用。在皮肤衰老相关学说中,氧化应激衰老是其重要学说之一。过氧化氢(H2O2)可导致持续的氧化应激反应,引起细胞损伤与凋亡,从而常用于建立细胞氧化衰老模型,是一种安全高效的体外细胞衰老诱导方法。SPRY1蛋白是在果蝇基因谱的研究中发现的一种富含半胱氨酸的蛋白质,是拮抗受体络氨酸激酶(RTK)等相关信号通路的重要生物分子。SPRY1蛋白受到一些生长因子的调节,如成纤维细胞生长因子(FGF),表皮细胞生长因子(EGF)等。同时,SPRY1也对上述一些细胞因子的作用起到负性反馈调节的作用。SPRY1蛋白作为多种生长因子信号通路的负性调节因子,在多种不同类型肿瘤细胞的增殖、侵袭、迁移及凋亡等过程中发挥重要作用。同时,SPRY1与肌肉干细胞的增殖、老化有关。而最新有关SPRY1在人角质形成细胞和表皮中的功能研究,尚未见直接针对不同年龄段皮肤角质形成细胞和老化HaCaT细胞中SPRY1表达的研究,从而本研究旨在直观地探讨SPRY1与角质形成细胞的衰老相关性,以期为皮肤衰老及年轻化方面的研究寻到新的思路。第一部分SPRY1在各年龄段人体正常皮肤组织角质形成细胞中的表达目的检测SPRY1基因在各组人体正常皮肤角质形成细胞中的表达情况,其分组按年龄段分为少年儿童组(<18岁)、青年组(1844岁)、中年组(4559岁)、老年组(≥60岁)。方法1)通过Real-time PCR检测各年龄组正常皮肤角质形成中SPRY1mRNA的表达。2)通过对各年龄组皮肤组织的免疫组化检测,了解SPRY1在原位正常人体皮肤组织中的表达定位和蛋白相对表达情况。3)通过WB检测各年龄组正常皮肤角质形成中SPRY1蛋白的表达。结果1)在少年儿童组、青年组、中年组、老年组的正常皮肤角质形成细胞中SPRY1 mRNA相对表达量分别为1.07±0.39、2.23±0.54、3.22±0.73、4.45±1.40(F=84.402,P=0.000)。其中少年儿童组的相对表达量最低,老年组的相对表达量最高,提示随着年龄段的增长,人体皮肤角质形成细胞中SPRY1 mRNA表达量呈逐渐增多的趋势。2)SPRY1在人体正常皮肤角质形成细胞中的表达主要集中于棘层和颗粒层,呈细胞质分布,在其他表皮层次及真皮层中未见明显表达,从少年儿童组到老年组,阳性细胞百分比和染色强度明显增加。3)在少年儿童组、青年组、中年组、老年组的正常皮肤角质形成细胞中均有SPRY1蛋白的表达,各组SPRY1蛋白的相对表达量分别为0.35±0.10、0.45±0.10、0.78±0.09、1.04±0.21(F=163.228,P=0.000)。提示随着年龄段的增长,SPRY1蛋白表达量呈增加的趋势。结论1)在人正常皮肤角质形成细胞中,SPRY1的表达主要集中于棘层和颗粒层。2)SPRY1与人体正常皮肤角质形成细胞的自然衰老过程密切相关。第二部分SPRY1在HaCaT细胞正常组和老化组中的表达目的构建及验证HaCaT细胞衰老模型,检测SPRY1在不同组HaCaT细胞中的表达,以探讨SPRY1与HaCaT细胞衰老的关系。方法1)HaCaT细胞正常组和老化组的构建:正常组(10%FBS的RPMI1640完全培养基于37℃、5%CO2条件下培养)、老化组(10%FBS的RPMI 1640完全培养基于37℃、5%CO2条件下培养+200μmol/L H2O2处理细胞1h)。2)在HaCaT细胞正常组和老化组中,分别通过CCK-8法细胞增殖率检测、细胞T-SOD活力检测,以及Western blot对细胞周期相关蛋白P21、P27、CDK2、Cyclin E表达量检测,分析验证HaCaT细胞老化组的成功构建。3)通过Real-time PCR和Western blot分别检测SPRY1 mRNA和蛋白在HaCaT细胞正常组和老化组中的表达情况。结果1)通过CCK-8法测定HaCaT细胞增殖情况发现,200μmol/L H2O2处理1h后的老化组HaCaT细胞较未做特殊处理的正常组相比,其增殖能力降低;通过T-SOD活力检测发现,正常组与老化组细胞的T-SOD活力分别为17.27±0.35、25.38±2.14(t=-12.983,P=0.000),其中老化组T-SOD活力增高;Western blot检测细胞周期相关蛋白P21、P27、CDK2、Cyclin E的结果显示,HaCaT细胞经老化处理后,P21(21kD)、P27(27kD)表达上调,CDK2(34kD)、Cyclin E(47kD)表达降低。2)正常组与老化组HaCaT细胞中SPRY1 mRNA的相对表达量分别为1.03±0.27、4.11±1.13(t=-7.917,P=0.000),SPRY1蛋白的相对表达量分别为0.49±0.05、0.77±0.07(t=-5.527,P=0.005),其中老化组表达量均较正常组增高。结论1)以浓度200μmol/L H2O2培养处理HaCaT细胞1h可成功诱导其老化,构建HaCaT老化模型。2)老化组HaCaT细胞中SPRY1 mRNA和蛋白的表达量较正常组上调,提示SPRY1可能参与调控HaCaT细胞的衰老。