人参多肽温敏水凝胶对大鼠热源性皮肤损伤的修复作用及其机制

摘要/Abstract

摘要：

目的制备新型人参多肽温敏水凝胶，观察其对大鼠热源性皮肤损伤的修复作用并探讨其机制。方法使用Pluronic F127和β-甘油磷酸钠（β-GP）制备温敏水凝胶，评估其相变温度、空间结构、元素组成和保水能力。建立大鼠热源性皮肤损伤模型，分为PBS组、凝胶（Gel）组和人参多肽凝胶（GP-Gel）组。分别处理大鼠创面11 d后，采用HE和Masson染色观察各组大鼠创面形态学改变和胶原沉积情况。免疫组织化学法检测各组大鼠皮肤创面组织中平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、结缔组织生长因子（CTGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、增殖细胞核抗原（PCNA）、细胞增殖标志物Ki67、表皮生长因子（EGF）、CD31、血管内皮生长因子（VEGF）、P50和P65蛋白表达水平，Western blotting法检测各组大鼠皮肤创面中Toll样受体4（TLR4）蛋白表达水平，ELISA法检测各组大鼠血清中肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）、白细胞介素15（IL-15）和白细胞介素10（IL-10）水平。结果与PBS组和Gel组比较，GP-Gel组大鼠创面减小（P<0.01），皮肤组织中PCNA、Ki67、EGF、CD31、VEGF、α-SMA和CTGF蛋白表达水平增加（P<0.05或P<0.01），P65和TLR4蛋白表达水平降低（P<0.01），血清中抗炎因子IL-10水平增加（P<0.01），促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-15水平降低（P<0.05或P<0.01）。结论人参多肽温敏水凝胶通过促进细胞增殖、纤维增生、血管生成及减少炎症反应，促进热源性皮肤损伤的修复。

关键词: 人参多肽, 水凝胶, 热源性皮肤损伤, 炎症, 血管生成

Abstract:

Objective To prepare a novel ginseng polypeptide thermosensitive hydrogel， and to investigate its repair effect on heat-induced skin injury in the rats and explore the underlying mechanisms. Methods Thermosensitive hydrogels were formulated using Pluronic F127 and β-sodium glycerophosphate（β-GP）， and their phase transition temperatures， spatial structures， elemental compositions， and water retention capacities were evaluated. The rat models of heat-induced skin injury were established and the model rats were divided into PBS group， Gel group， and ginseng polypeptide gel （GP-Gel） group. After 11 d of treatment， the morphological changes of wound and collagen deposition in the wound of the rats in various groups were observed by HE and Masson staining. Immunohistochemistry was used to detect the expression levels of α-smooth muscle actin （α-SMA）， connective tissue growth factor （CTGF）， basic fibroblast growth factor （bFGF）， proliferating cell nuclear antigen （PCNA）， cell proliferation marker Ki67， epidermal growth factor （EGF）， CD31， vascular endothelial growth factor （VEGF）， P50 and P65 proteins in the skin wound tissue of the rats in various groups. Western blotting method was used to detect the expression levels of Toll-like receptor 4 （TLR4） in the skin wound tissue of the rats in various groups. ELISA method was used to measure the levels of tumor necrosis factor-α （TNF-α）， interleukin-1β （IL-1β）， interleukin-6 （IL-6）， interleukin-15 （IL-15）， and interleukin-10 （IL-10） in the serum of the rats in various groups. Results Compared with PBS and Gel groups， the wound area of the rats in GP-Gel group was reduced（P<0.01）， the expression levels of PCNA， Ki67， EGF， CD31， VEGF， α-SMA， and CTGF proteins in the skin wound tissue were increased （P<0.05 or P<0.01）， and the expression levels of P65 and TLR4 proteins were decreased （P<0.01）； the level of anti-inflammatory factor IL-10 in serum was increased （P<0.01）， while the levels of pro-inflammatory factors TNF-α， IL-1β， IL-6 and IL-15 were decreased （P<0.05 or P<0.01）. Conclusion The ginseng polypeptide thermosensitive hydrogel promotes the repair of heat-induced skin injury by enhancing cell proliferation， collagen synthesis， angiogenesis， and reducing inflammatory responses.

Key words: Ginseng polypeptide, Hydrogel, Heat-induced skin injury, Inflammation, Angiogenesis

中图分类号:

R932

江俊杰, 武皓, 何康, 伞志强, 杨擎, 李辉, 李娜. 人参多肽温敏水凝胶对大鼠热源性皮肤损伤的修复作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, (): 1-10.

Junjie JIANG, Hao WU, Kang HE, Zhiqiang SAN, Qing YANG, Hui LI, Na LI. Repair effect of ginseng polypeptide thermosensitive hydrogel on heat-induced skin injury in rats and its mechanism[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2024, (): 1-10.

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参考文献 24

1	JESCHKE M G， PATSOURIS D， STANOJCIC M， et al. Pathophysiologic response to burns in the elderly［J］. EBioMedicine， 2015， 2（10）： 1536-1548.
2	MARKIEWICZ-GOSPODAREK A， KOZIOŁ M， TOBIASZ M， et al. Burn wound healing： clinical complications， medical care， treatment， and dressing types： the current state of knowledge for clinical practice［J］. Int J Environ Res Public Health， 2022， 19（3）： 1338.
3	PECK M D. Epidemiology of burns throughout the world. part I： distribution and risk factors ［J］. Burns， 2011， 37（7）： 1087-1100.
4	ROJAS Y， FINNERTY C C， RADHAKRISHNAN R S， et al. Burns： an update on current pharmacotherapy［J］. Expert Opin Pharmacother， 2012， 13（17）： 2485-2494.
5	WARRINER R， BURRELL R. Infection and the chronic wound： a focus on silver［J］. Adv Skin Wound Care， 2005， 18（）： 2-12.
6	MURPHY P S， EVANS G R D. Advances in wound healing： a review of current wound healing products［J］. Plast Surg Int， 2012， 2012： 190436.
7	刘玲英. 人脐带间充质干细胞促进严重烧伤大鼠创面愈合及其机制的研究［D］. 北京：中国人民解放军医学院， 2014.
8	TARTARINI D， MELE E. Adult stem cell therapies for wound healing： biomaterials and computational models［J］. Front Bioeng Biotechnol， 2015， 3： 206.
9	SUN Y X. Structure and biological activities of the polysaccharides from the leaves， roots and fruits of panax ginseng C.A. Meyer： an overview［J］. Carbohydr Polym， 2011， 85（3）： 490-499.
10	ZHAO B， LV C N， LU J C. Natural occurring polysaccharides from panax ginseng C. A. Meyer： a review of isolation， structures， and bioactivities［J］. Int J Biol Macromol， 2019， 133： 324-336.
11	KAMOUN E A， KENAWY E R S， CHEN X. A review on polymeric hydrogel membranes for wound dressing applications： PVA-based hydrogel dressings［J］. J Adv Res， 2017， 8（3）： 217-233.
12	VU T D， PAL S N， TI L K， et al. An autologous platelet-rich plasma hydrogel compound restores left ventricular structure， function and ameliorates adverse remodeling in a minimally invasive large animal myocardial restoration model： a translational approach： vu and pal “myocardial repair： PRP， hydrogel and supplements”［J］. Biomaterials， 2015， 45： 27-35.
13	YOSHIZUMI T， ZHU Y， JIANG H B， et al. Timing effect of intramyocardial hydrogel injection for positively impacting left ventricular remodeling after myocardial infarction［J］. Biomaterials， 2016， 83： 182-193.
14	GU R T， ZHOU H Q， ZHANG Z R， et al. Research progress related to thermosensitive hydrogel dressings in wound healing： a review［J］. Nanoscale Adv， 2023， 5（22）： 6017-6037.
15	王爽，赵宇明，高新，等. 美洲大蠊提取物外用乳胶对大鼠烫伤模型的影响［J］. 中成药， 2021， 43（9）： 2496-2499.
16	SOUTO E B， RIBEIRO A F， FERREIRA M I， et al. New nanotechnologies for the treatment and repair of skin burns infections［J］. Int J Mol Sci， 2020， 21（2）： 393.
17	BARRIENTOS S， STOJADINOVIC O， GOLINKO M S， et al. Growth factors and cytokines in wound healing［J］. Wound Repair Regen， 2008， 16（5）： 585-601.
18	XIANG Y Z， SHANG H C， GAO X M， et al. A comparison of the ancient use of ginseng in traditional Chinese medicine with modern pharmacological experiments and clinical trials［J］. Phytother Res， 2008， 22（7）： 851-858.
19	TAM J P， NGUYEN G K T， LOO S， et al. Ginsentides： cysteine and glycine-rich peptides from the ginseng family with unusual disulfide connectivity［J］. Sci Rep， 2018， 8（1）： 16201.
20	XU L， TANG Y Y， BEN X L， et al. Ginsenoside Rg1-induced activation of astrocytes promotes functional recovery via the PI3K/Akt signaling pathway following spinal cord injury［J］. Life Sci， 2020， 252： 117642.
21	ZHANG L， HU Q， JIN H N， et al. Effects of ginsenoside Rb1 on second-degree burn wound healing and FGF-2/PDGF-BB/PDGFR-β pathway modulation［J］. Chin Med， 2021， 16（1）： 45.
22	王凯，刘晓晨，冷向锋. 富血小板血浆凝胶促进大鼠深Ⅱ度烧伤创面愈合的机制研究［J］. 中国美容医学， 2022， 31（9）： 115-119.
23	AFONINA I S， ZHONG Z Y， KARIN M， et al. Limiting inflammation-the negative regulation of NF-κB and the NLRP3 inflammasome［J］. Nat Immunol， 2017， 18（8）： 861-869.
24	LIU D H， ZHONG Z Y， KARIN M. NF-κB： a double-edged sword controlling inflammation［J］. Biomedicines， 2022， 10（6）： 1250.

[1]	王浩宇,王宇琪,王冰倩,聂瑾涵,闫嘉晴,胡敏. 美沙拉嗪对RAW264.7细胞中促炎因子和过氧化物的抑制作用及其对牙周炎模型大鼠的治疗作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1250-1258.
[2]	刘文慧,于淼,郭莹,刘宇朋,幸洋,洪新雨,崔佳乐. CXC趋化因子受体3对神经系统疾病发生发展影响的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1474-1480.
[3]	王晓雨,李冰,刘国晖. 炎症标志物在冠状动脉粥样硬化性心脏病诊断和治疗中应用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(4): 1173-1181.
[4]	金学军,卢楚沅. 白屈菜碱对小鼠肺癌细胞皮下移植瘤生长和血管生成的抑制作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 612-619.
[5]	唐晶,李环,张硕,姜立刚. 急性缺血性脑卒中患者血清中同型半胱氨酸与炎症反应及氧化应激的关联性分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 786-790.
[6]	于依岩,张志民,陈佳文,刘新,李岩,赵洪岩. 巨噬细胞极化与口腔疾病关系的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(3): 864-871.
[7]	杨爽,许娜,张剑旭,孙成彪,王燕,董明鑫,刘文森. 甜叶悬钩子苷对脊髓损伤小鼠运动功能障碍和神经炎症的改善作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(2): 326-335.
[8]	唐红梅,李月蛟,王星,王志彬,袁谢芳,王孝芸. 桔梗元参汤对过敏性哮喘小鼠气道炎症和黏液分泌的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 10-17.
[9]	姜孔昭,李驰宇,罗云纲,刘志辉. 负载 ZIF-8的GelMA 水凝胶制备及其药物缓释性能和抑菌作用评价[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 106-112.
[10]	刘扬,路明,洪文,黄克林. 姜黄素联合粪菌移植对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 136-142.
[11]	于洋,田丹,倪东贺,张铎. 基于罗汉果治疗糖尿病肾病机制的网络药理学和分子对接分析[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 161-167.
[12]	葛亚杰,徐文,关诗敏,王丽娜. 多囊卵巢综合征病因及其发病机制的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(1): 288-294.
[13]	周雪冰,林千千,李艳春. 聚岩藻多糖对小鼠巨噬细胞分泌炎症因子的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1452-1456.
[14]	惠文婷,宋潼潼,黄敏,陈霞. 水凝胶递送碱性成纤维细胞生长因子对氧糖剥夺后NIH3T3细胞功能的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1484-1490.
[15]	胡志宽,何思琦,蒋维杰,赵贵芳,张佳,齐玲. 脂多糖对小鼠视网膜Müller细胞和小胶质细胞共培养体系中炎症因子水平的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(5): 1140-1146.