皮肤创伤后局部缺氧微环境调控表皮细胞迁移介导创面再上皮化,是影响创面愈合的重要因素,但其分子调节机制不明。课题组前期研究发现,缺氧后表皮细胞微管动力学及其调控分子微管相关蛋白4(MAP4)具有表达和分布变化的一致性,并且磷酸化的MAP4与动力蛋白亚单位Tctex-1具有相似变化趋势;鉴于前期还发现MAP4可上调Tctex-1 表达,结合文献,提出"缺氧微环境下MAP4通过Tctex-1 调控微管动力学影响表皮细胞迁移"的假设。并拟系统观察缺氧后表皮细胞微管动力学变化,MAP4的表达或磷酸化修饰情况,以及Tctex-1的表达和分布变化;采用免疫荧光和共沉淀等技术研究MAP4和Tctex-1 的相互作用关系,建立两者的高/低表达细胞模型,阐明MAP4对微管动力学的影响,并探讨MAP4是否通过Tctex-1发挥作用。对阐明缺氧后表皮细胞微管动力学调控的分子机制,深化创面愈合机制的认识具有重要意义
hypoxia;keratinocyte;migration;microtubule associated protein 4;Tctex-1
皮肤创伤后局部缺氧微环境调控表皮细胞迁移介导创面再上皮化,是影响创面愈合的重要因素,但其分子调节机制不明。本课题按照研究计划,系统观察了缺氧后Hacat细胞的迁移情况和微管动力学的动态变化,发现在1%氧浓度条件下培养24h,观察到Hacat表皮细胞迁移增加(transwell和划痕实验),采用激光共聚焦显微镜观察到随缺氧时间延长,细胞呈现多形性,骨架松散。WB证实MAP4在24h内随缺氧时间呈现“增加—降低—增加”的方式,Tctex-1在24h内随缺氧时间延长逐渐增加。采用免疫共沉淀证实MAP4和α-tubulin具有相互作用。在此基础上,构建了相应的MAP4高/低表达和Tctex-1高/低表达细胞模型。在上述缺氧条件下,观察到干扰MAP4和Tctex-1后,细胞骨架在缺氧后未见明显疏松,无边集化现象,细胞的迁移能力受到明显限制,缺氧后未见增强;过表达MAP4后,细胞的迁移能力轻度增加,过表达Tctex-1后,细胞的迁移能力得到增强;过表达MAP4或Tctex-1后,细胞骨架疏松,呈多形性。采用WB观察MAP4、p-MAP4和Tctex-1的表达变化,观察到p-MAP4与MAP4的表达类似,高/低表达的MAP4会相应地提高或降低Tctex-1的表达,结合各组细胞在缺氧后迁移能力的变化,说明在缺氧微环境下,MAP4的表达变化可引起Tctex-1的表达变化,从而影响表皮细胞的迁移。另外,还利用部分研究经费,补充研究了Gαi-1/3在表皮细胞迁移中的作用。发现在创面皮肤和瘢痕中,Gαi-1和Gαi-3表达增加。干扰Gαi-1和Gαi-3后,可抑制缺氧诱导的MAP4表达增加和细胞迁移,并且抑制Akt-mTOR通路激活。还补充研究了有关创面动物模型的研究,比较了普通热烧伤和激光烧伤后,大鼠皮肤的损伤和愈合规律。发现激光作用后,随作用时间延长,在水平方向和垂直方向上,损伤程度增加明显,各组之间愈合情况差异明显;而普通热烧伤的变化不明显。共发表SCI论著2篇,中文论著1篇,综述1篇,获得国家发明专利授权1项。