文摘

我们检查了维生素C的影响在普朗尼克F127糖尿病伤口愈合。全层切除皮肤伤口是在正常和糖尿病Wistar鼠评估的影响生理盐水,盐水+维生素C(抗氧化剂sol),普朗尼克F127,或者普朗尼克F127 +维生素C(抗氧化剂溶胶-凝胶法)。伤口收缩,表皮和真皮成熟的水平,在伤口组织胶原合成,细胞凋亡生产测定。在体外数据显示,经过6个小时的空气接触,HOCl清除能力的顺序, , 抗氧化剂是溶胶-凝胶法>抗氧化剂盐>普朗尼克F127 =盐水。7和14天后伤口损伤,抗氧化剂溶胶-凝胶法改善伤口愈合明显加速表皮和真皮成熟胶原蛋白含量的增加,减少细胞凋亡的形成。然而,所有治疗的伤口愈合主要在3个星期。维生素C在普朗尼克F127加速皮肤伤口愈合的抗氧化和抗凋亡机制通过良好的药物输送系统。这个研究表明,普朗尼克F127 +维生素C有可能被雇佣为小说愈合剂。

1。介绍

伤口愈合是一个有序的修缮的回应,毕竟手术或创伤性损伤。伤口愈合是一个复杂的多因子的过程,包括炎症、移民不同的细胞类型,纤维素增生,胶原沉积,伤口收缩。在炎症阶段,炎症细胞显著增加在伤口部位1)和产生大量的活性氧(ROS)形成伤口组织(2)影响伤口愈合。

糖尿病是一个主要贡献者慢性伤口治疗药物的问题,因为轻微的皮肤伤口可以导致慢性,愈合的溃疡,最终导致感染,坏疽,甚至截肢。在至关重要的糖尿病患者中,抗氧化剂维生素C在等离子体报道低于非糖尿病患者重要的病人(3]。在体外实验和gene-induced糖尿病小鼠氧化应激增加伤口已经指出[2]。除此之外,增加氧化应激促进受损组织细胞凋亡形成和增加细胞凋亡信号也延迟愈合过程(4]。此外,糖尿病大鼠皮肤underhydroxylated在新生胶原蛋白α链(类型我和III) [5]。破坏胶原蛋白生产与维生素C缺乏症导致受损伤口愈合(6]。

维生素C是一种重要的水溶性抗氧化剂,可能成功清除ROS,防止脂质损伤,DNA蛋白质氧化,氧化(7]。维生素C可以克服老年皮肤成纤维细胞的增殖能力以及增加老年细胞的胶原蛋白合成(8]。维生素C能促进羟基化,需要稳定的三重螺旋构象胶原蛋白(9]。Silvetti [10)提出了一种安全、有效的修复和改进方法控制感染的伤口每天局部应用平衡盐溶液,氨基酸,一个高分子重量,葡萄糖多糖,维生素C,维生素C是水溶性的,但它是最不稳定的水溶性维生素。维生素C与铁和铜的金属离子反应,从而很容易被氧、碱和高温11]。

普朗尼克F127是家庭成员之一的triblock共聚物聚(环氧乙烷)聚(丙烯氧化物)聚(环氧乙烷),一般称为泊咯沙姆。在低温下,聚(丙烯氧化物)块只有弱疏水性质。随着温度增加,聚(环氧乙烷)块dehrydrated和促进聚合胶束并成为凝胶形式(12]。把药物到普朗尼克微粒导致增强代谢稳定性,因为外亲水聚(环氧乙烷)连锁保护药物免受外部条件。普朗尼克F127凝胶形式已经使用以前作为伤口敷料(13和作为药物运载工具14,15]。在这项研究中,我们旨在开发抗氧化剂制备溶胶-凝胶中加入维生素C普朗尼克F127和应用抗氧化剂溶胶-凝胶法在正常或糖尿病大鼠皮肤的伤口。伤口闭合率的参数,表皮和真皮成熟,胶原蛋白合成,细胞凋亡形成伤口进行评估。我们假设维生素C的抗氧化能力在普朗尼克F127溶胶-凝胶法优于生理盐水,和抗氧化剂治疗会改善糖尿病大鼠的皮肤伤口愈合。

2。材料和方法

2.1。动物

女性Wistar鼠( 在大多数组比较, 在ROS测量),重180±20 g,用于实验。所有的老鼠被安置在一个恒定的温度和湿度在一个房间里的人造12 h光/暗周期和允许免费获取食物和水。手术和实验过程都是通过制度动物保健和使用委员会国立台湾大学医学与公共卫生学院,并依照国家科学理事会的指导方针的中华民国(NSC 1997)。

2.2。制备抗氧化剂溶胶-凝胶法

普朗尼克F127和维生素C从Sigma-Aldrich购买化工有限公司(美国)。普朗尼克F127 (13% w / w)溶解在盐水在4°C搅拌成均匀的溶胶-凝胶法。维生素C粉末溶解在普朗尼克F127溶胶-凝胶法(1毫克维生素C /毫升普朗尼克F127解决方案)作为抗氧化剂溶胶-凝胶法。维生素C粉末溶解于生理盐水(1毫克/毫升)是维生素C的解决方案。我们比较了在体外抗氧化活动4组,生理盐水,盐水+维生素C(抗氧化生理盐水),普朗尼克F127,普朗尼克F127 +维生素C(抗氧化剂溶胶-凝胶法)在这项研究。在这项研究中,200年μL样品暴露在1厘米2面积测定其抗氧化能力在0和6小时后暴露在空气中。

2.3。测量活性氧和抗氧化能力16]

测量生产ROS的样本,采用化学发光(CL)方法使用lucigenin(0.25毫米)作为测量放大器超氧化物( )和鲁米诺(0.25毫米)作为测量放大器过氧化氢(H2O2)和次氯酸(HOCl)。总之,0.2毫升的样品(均质皮肤活检、维生素C的解决方案,普朗尼克F127溶胶,或抗氧化剂溶胶-凝胶法)被放置在板氧化应激试验使用CL分析仪(最高计数系统;帕卡德,梅里登,CT,美国)。对H2O2测量、样品和0.5毫升的鲁米诺被添加菜,和光子发射样本计数每隔60秒在大气条件下室温。测量的抗氧化能力,120秒的孵化后,0.1毫升的1毫米H2O2是补充道。次氯酸(HOCl)测量,样品和0.5毫升的鲁米诺被添加菜,和样本统计的光子发射。测量的抗氧化能力,在60秒后孵化,0.1毫升的1毫米HOCl是补充道。过氧化物( )测量、样品和0.5毫升的0.25毫米lucigenin添加菜,和样本统计的光子发射。测量的抗氧化能力,60秒后孵化,0.1毫升的0.15%黄嘌呤和0.1毫升的0.6%黄嘌呤氧化酶是补充道。对于每一个样本,化验了一式三份,活性氧化剂水平被表示为CL项。

2.4。诱导糖尿病大鼠和伤害

糖尿病是由一个65毫克/公斤腹腔内注射链脲霉素(STZ);σ,Inc .,圣路易斯,密苏里州,美国),胰岛素生产细胞毒素具体,在生理盐水。使用一种急性glucometer测量血糖水平。注射STZ糖尿病状态确认3周后血糖水平高于300 mg / dL。在短暂的麻醉与腹腔内戊巴比妥钠(65毫克/公斤),动物的背侧皮肤与聚乙烯吡咯酮碘剃和清洁的解决方案,和一个全层皮肤伤口(约1×1厘米2)成立标志着区域用一个木制墨水邮票后削减了皮肤。我们应用0.2毫升的抗氧化剂溶胶-凝胶法,抗氧化剂盐,普朗尼克F127,或盐的伤口每天21天的两倍。麻醉后伤口大小用照片记录,每次在0,受伤后7、14、21天。伤口大小然后计算一个免费的程序被称为图像j .动物安乐死在每个时间点和伤口样本和邻近正常皮肤收获和固定在10%多聚甲醛组织学或snap-frozen在液氮和存储−80°C进行进一步分析。检测皮肤ROS,完整的皮肤(0.5 g)的糖尿病大鼠和正常大鼠活检,snap-frozen在液态氮,和均质研钵和研杵,紧随其后的是添加1毫升生理盐水。

2.5。愈合率

伤口闭合的百分比计算如下使用初始的和最终的区域画在玻片在实验: 在哪里 是原来的伤口面积和 伤口的面积是7天,14日和21日。

2.6。羟脯氨酸的分析(17]

伤口组织存储在−80°C被干一个常数重量和水解在6 M盐酸16 h 120°C。样本干燥热板上,然后用蒸馏水清洗三次。无酸的样品在2.0毫升的重组acetate-citrate缓冲区(1.2%醋酸钠、5%柠檬酸、12%醋酸钠,和3.4%氢氧化钠、pH值4 - 9日)。五百毫升0.05 M chloramine-T加入1毫升的样本,之后样本孵化在室温下15分钟,其次是增加0.5毫升15%高氯酸和15% 4-dimethyl aminobenzaldehyde 1-propanol。孵化后60°C,持续15分钟,每个样本都被转移到一家微升板和吸光度在550海里。羟脯氨酸浓度计算的线性标准曲线和作为μg / g干组织重量。

2.7。组织学分析
2.7.1。表皮和真皮成熟的评估

收集伤口床活检在7天,14日受伤后和21。组织样本缓冲福尔马林固定在10%,处理,嵌入在石蜡。部分被苏木精和伊红染色(H & E),微观评估这些幻灯片是编码由技术员和read-blinded样本识别。0 - 4的部分得分规模上皮愈合(0 =没有迁移,1 =部分迁移,2 =完成迁移部分角质化,3 =完成角质化,4 =表皮肥厚性)和皮肤愈合(0 =没有愈合,1 =炎性浸润,2 =肉芽组织present-fibroplasias和血管生成,3 =胶原沉积取代肉芽组织> 50%,4 =肥厚性纤维化反应)(18]。

进一步研究这个问题,neo-epidermis的分化是由免疫组织学研究使用loricrin作为后期分化标记。结构蛋白,包括involucrin loricrin,产生与表皮(皮肤成熟传授生物力学强度19,20.]。

2.7.2。免疫组织化学检查

组织部分后脱蜡和水化传统部分孵化与3% H2O230分钟。幻灯片与PBS (pH值7.4)洗两次。被封锁的部分有5% BSA在TBS 20分钟。多余的液体被丢弃后,部分是孵化loricrin抗体(Abcam,剑桥,英国)在一夜之间在4°C。幻灯片已经用PBS洗净后,幻灯片和兔二次孵化抗体1小时,其次是孵化streptavidin-HRP 20分钟。抗体结合位点被孵化与DAB-H可视化2O2解决方案。

2.7.3。马森的三色的染色

部分脱蜡、水化通常放置在Weigert苏木精染色的1 h,在温水清洗5分钟,15分钟的沉浸在马森解决方案,和去离子水冲洗前放置在磷钼酸10分钟。随后,部分浸在2%苯胺蓝15分钟,冲洗在1%醋酸,95%乙醇,乙醇和绝对反过来,沉浸在二甲苯10分钟,安装和树脂。胶原纤维染色是蓝色,细胞质和红细胞被染成红色,细胞核染色蓝棕色。

第2.7.4。TUNEL分析

细胞凋亡测定使用tac执行。XL民建联原位细胞凋亡检测设备(美国马里兰州盖瑟斯堡Trevigen,,)。简而言之,部分被孵化的3% H2O2在甲醇5分钟25°C。然后用负部分被标记标签反应混合在37°C 1 h。核表现出DNA碎片被孵化3′可视化,3-diaminobenzidine (DAB) 15分钟。

2.8。统计分析

所有的值表示为±SEM。比较的参数数据,单向方差分析,然后学生的未配对t以及进行。P <0.05是公认的显示统计学意义。对于非参数数据,克鲁斯卡尔-沃利斯检验邓恩的期末测验。

3所示。结果

3.1。抗氧化剂的抗氧化能力溶胶-凝胶法

我们表明,CL项H2O2、HOCl和 普朗尼克F127和盐水的相似,而ROS水平抗氧化剂溶胶-凝胶法和抗氧化剂盐显著下降(0)或空气接触(图6小时1)。我们的数据表明,抗氧化剂溶胶-凝胶法和抗氧化剂盐,不是普朗尼克F127,可以直接清除活性氧包括H2O2、HOCl和 。此外,经过6个小时的空气接触,(除了抗氧化活动 )在抗氧化抗氧化剂溶胶-凝胶法是比那些生理盐水。这些数据涉及普朗尼克F127可以保留部分的抗氧化剂维生素C在接触空气后活动等6个小时的时间。

3.2。伤口关闭

老鼠接受STZ有显著提升血糖水平(> 300 mg / dL) 3周后,持续研究的整个持续时间。各种治疗的伤口愈合在全层伤口评估模型。伤口大小随时间逐渐减少,关闭在正常大鼠2周和3周在糖尿病大鼠。我们没有注意到任何统计不同伤口关闭正常大鼠(图四种治疗2(a))。这不是意外众所周知,因为老鼠的皮肤伤口愈合有效、几乎没有改进的余地。然而,在糖尿病大鼠,定期观察动物有显著提高(7天P <0.05)在伤口的收缩速度抗氧化剂溶胶-凝胶法和抗氧化剂盐水组与生理盐水组相比(图2(b))。在糖尿病大鼠在14天,一个重要的(P <0.05)伤口关闭普朗尼克指出F127,抗氧化剂溶胶-凝胶法,和抗氧化剂盐水组与生理盐水组相比(图2(b))。然而,伤口闭合率显示在一个趋势的抗氧化溶胶-凝胶法>抗氧化剂盐=普朗尼克F127≥盐水在糖尿病伤口伤后14天。然而,所有组达到完全关闭的第三周。

3.3。ROS在糖尿病皮肤

如图3三种类型的ROS,包括H2O2、HOCl和 完整的皮肤都显著增加的糖尿病大鼠相比与正常大鼠的皮肤。这些结果直接证据表明糖尿病氧化应激增加皮肤受伤之前。

3.4。抗氧化剂溶胶-凝胶法对表皮的影响成熟

苏木精和伊红染色(图的帮助下4)和表皮分化标记loricrin免疫组织化学(图7),加速愈合指出表皮的抗氧化剂盐或sol-gel-treated组。重大表皮成熟表示迁移的角质化表示订单的抗氧化剂溶胶-凝胶法>抗氧化剂盐>普朗尼克F127 >盐水。Loricrin充足和细颗粒在颗粒细胞层。限度地出现在标签上面的颗粒细胞和突然减少角质层,在砖像墙一样的染色结果。

3.5。抗氧化剂溶胶-凝胶对皮肤的影响成熟

正常情况下,皮肤恢复评估三个阶段:扩散、重构和成熟。组织病理学检查与苏木精和伊红染色表明,抗氧化剂sol-gel-treated伤口展示在所有这三个发展阶段。组织学表达式表明,真皮成熟排名的顺序抗氧化剂溶胶-凝胶法>抗氧化剂盐>普朗尼克F127 >盐水(图5 (e))。

3.6。抗氧化效果溶胶-凝胶法在马森的三色的污渍

胶原蛋白沉积在组织学和细胞增殖可以测量截面的伤口与马森的三色的染色。显著增加蓝色胶原染色发现抗氧化剂sol-gel-treated组(图6 (d)(图)和抗氧化剂saline-treated组6 (c)(图)相比,saline-treated组6(一))。

3.7。羟脯氨酸估计

羟脯氨酸是胶原蛋白的蛋白质的主要组成部分。因此,作为一个指标来确定胶原蛋白羟脯氨酸含量的内容。如图6 (f)、羟脯氨酸含量与抗氧化溶胶-凝胶法在治疗组显著增加(89.1±2.3μg /毫克)、抗氧化剂盐(78.2±12.6μg /毫克),普朗尼克F127索尔集团(60.5±1.2μg / mg)与生理盐水组相比(40.1±3.1μg /毫克)。

3.8。TUNEL研究

分析的细胞凋亡形成TUNEL染色表明,显著增加伤口组织细胞凋亡的糖尿病大鼠局部生理盐水治疗7天,之后受伤。抗氧化剂的局部应用溶胶-凝胶法或抗氧化剂盐显著减少细胞凋亡在糖尿病伤口(图生产8)。抑制细胞凋亡的潜在产量的顺序表达的抗氧化溶胶-凝胶法>抗氧化剂盐>普朗尼克F127 >盐水(图8 (e))。

4所示。讨论

目前的研究显示的效果在体外抗氧化药物释放资料间接表示的活动表明,维生素C普朗尼克F127不断被释放的抑制H2O2、HOCl和 大量经过6个小时的空气暴露在37°C。的在活的有机体内进一步研究表明,连续释放的维生素C通过使用普朗尼克F127作为药物运载工具施加有效治疗潜在的糖尿病伤口愈合通过其抗氧化和凋亡的影响。抗氧化剂的溶胶-凝胶法是比抗氧化剂盐清除ROS,促进胶原蛋白合成,表皮和真皮成熟,减少细胞凋亡生产糖尿病伤口。

普朗尼克(也称为泊咯沙姆)尤其有趣,因为聚合物显示了一个临界溶解温度(反向溶胶-凝胶转变温度)下人类生理温度和,因此,为凝胶状态存在于身体在37°C。山冈et al。21)表明,共聚物膜生物相容性材料可控力学性能和生物降解性。此外,普朗尼克F127引起炎症反应相对较低,无毒性,因此可能是一个好的候选材料作为coatable伤口敷料凝胶(22]。Hokett et al。23和福勒等。24)利用普朗尼克改善牙龈和骨的伤口愈合过程,分别。哈利勒的报告等。25)也是我们的研究中,正常老鼠普朗尼克F127单独显示处理结果类似于盐水对照组并没有提高愈合的过程。10% (w / w)普朗尼克F127已添加到约旦传统药用植物修改水提物粘度和稳定石油分散。应用普朗尼克F127连续发布了约旦传统药用植物水提物和显著促进愈合过程25]。在我们的研究中,普朗尼克F127车辆仅覆盖在伤口没有任何炎症症状或毒性和并不影响愈合过程在正常大鼠。这一发现与之前的研究一致(25]。作为药物运载工具,我们发现连续维生素C释放普朗尼克F127车辆可以在一定程度上维持对H的清除能力2O2、HOCl和 空气经过6个小时的曝光。

伤口愈合是一个复杂的多因子的过程导致的收缩和关闭伤口和修复的功能障碍。受损的伤口愈合的主要原因之一是糖尿病。在糖尿病大鼠,一个小经常导致慢性皮肤伤口,愈合的溃疡,最终导致坏疽,甚至截肢。从炎症细胞ROS和氧化应激产生强烈与一些疾病包括慢性溃疡的发病机制26- - - - - -28]。Rasik和舒克拉29日报道抗氧化剂的减少和增加氧化应激在糖尿病患者在切除皮肤伤口延迟愈合,年龄,免疫力低下的动物。他们进一步表明,皮肤的过氧化氢酶,谷胱甘肽、维生素C和维生素E在体外糖尿病鼠刻意相比要低。在慢性伤口,纤维母细胞障碍,如细胞凋亡增加,过早衰老,senescence-like表型,或贫困增长反应没有衰老标记可能是由于过量的氧化应激(4]。我们的证据在图3直接证明了皮肤的H水平2O2、HOCl和 显著增加了糖尿病皮肤伤口附近控制相比,正常老鼠的皮肤。

几项研究从鼠皮肤的伤口已经表明,抗氧化剂的治疗来抑制ROS有利于伤口愈合。改善伤口愈合的质量一直试图通过从胶原蛋白摄入抗氧化剂,比如交货缓慢姜黄素,也充当再生组织(一个支持矩阵30.]。生化参数和组织学分析显示,curcumin-incorporated胶原电影增加减少伤口和增强细胞增殖和高效的自由基清除30.]。另一项研究[31日]表明,白藜芦醇的局部应用加速伤口收缩和闭包与一个更明确的hyperproliferative上皮地区,高细胞密度,增强沉积的结缔组织,改善组织架构。研究bySilvetti [10)提出了一种安全、有效的修复和改进方法控制感染的伤口每天局部应用平衡盐溶液,氨基酸,一个高分子重量,葡萄糖多糖、和皮肤中维生素C,维生素C增长因子属性和胶原蛋白的合成细胞外基质的重要调节器(8]。维生素C能够克服出现减少了老年人皮肤成纤维细胞的增殖能力,以及增加老年细胞的胶原蛋白合成相似度作为新生细胞即使基底胶原蛋白合成水平年龄依赖(8]。通过纠正缺陷(underhydroxylation)转译后的事件,并通过增加胶原蛋白生产、饮食抗坏血酸改善diabetes-perturbed结缔组织的胶原状态(5]。我们的数据从正常老鼠,有或没有抗氧化显示,伤口闭合率没有差别。然而,伤口闭合率显著增加抗氧化剂的溶胶-凝胶法和抗氧化剂盐水组的糖尿病大鼠,表明增加维生素C补充改善愈合过程。我们假设这个治疗维生素C对糖尿病的影响伤口可能是由于其抑制活性氧的生产过剩。这个假设被我们发现进一步支持显著增加的ROS,包括H2O2、HOCl和 被发现在糖尿病皮肤。

ROS能够影响增殖和细胞生存信号改变凋亡通路在皮肤疾病。过量的活性氧的生产在皮肤上可以促进皮肤疾病的发展。这些ROS-mediated预防或治疗疾病的一种方法是基于政府的各种抗氧化剂,以恢复体内平衡。很多抗氧化剂显示实质性的功效在细胞培养系统和氧化损伤的动物模型。另一方面,增加细胞凋亡形成延迟伤口愈合(32]。糖尿病引起71多两个诱导基因,直接或间接地调节细胞凋亡并还存在几个活动,显著增强和抑制细胞凋亡显著提高治疗的几个参数,包括成纤维细胞密度,增强胶原蛋白mRNA水平的我和三世,并增加矩阵形成(33]。这意味着diabetes-enhanced细胞凋亡是一个重要的机制,通过修复受损部分的diabetes-increased proapoptotic基因的表达和细胞凋亡蛋白酶活动。Fadini et al。32)表明,糖尿病诱导p66Shc表达和激活,随后产生的H2O2和延迟伤口愈合在小鼠肉芽组织厚度减少,血管,和增加细胞凋亡。他们进一步发现,使用p66Shc与少增强氧化应激相关基因敲除小鼠改善糖尿病动物的伤口愈合。因此,减少氧化应激可以减少细胞凋亡形成和改善糖尿病患者的愈合过程的障碍。根据我们的数据,抗氧化剂索尔显示强大的ROS清除活动和抑郁diabetes-evoked凋亡形成。这显然抗氧化剂索尔加速愈合过程与胶原合成增加,增强表皮和真皮成熟,减少细胞凋亡的形成。

5。结论

我们表明,维生素C纳入普朗尼克F127产生持续影响的抗氧化和抗凋亡的活动,加强表皮和真皮的成熟和糖尿病皮肤胶原蛋白合成。抗氧化剂溶胶-凝胶法可以减少潜在的有害因素,如活性氧的生产和细胞凋亡细胞死亡在糖尿病大鼠的慢性伤口。这些特征表明一个有益作用制备慢性伤口在帮助平衡环境,因此促进愈合。

利益冲突

作者报告没有利益冲突。

确认

这项工作是支持由台湾的国家科学委员会(NSC b 98 - 2320 - 002 - 043 - my3, 96 - 2221 - e - 002 - 256 - my3,和98 - 2320 b002 - 016 my3)。作者还要感谢贡纳·约翰逊博士的批判阅读本文,国立台湾大学医院第三核心实验室提供实验室设备。