兔耳瘢痕模型的应用现状
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兔耳瘢痕模型的应用现状
传统观念认定病理性瘢痕是人类特有的一种病理现象,不会在动物身上出现。国内外众多学者为寻求瘢痕动物模型曾作过大量的实验探索。然而,至1997年以前,还没有出现由动物自身产生的病理瘢痕实验模型。这已成为创伤研究深入发展的重大障碍。
瘢痕裸鼠移植模型(简称裸鼠模型),是将人类病理性瘢痕组织移植到裸鼠身上,借助裸鼠没有细胞免疫反应的环境来研究处于寄生状态下瘢痕的某些改变。裸鼠模型在创伤研究中曾发挥过不可忽视的作用。然而,它无法观察瘢痕自身的发生、发展以及其转归的自然全过程;而且,这种缺乏免疫反应的动物模型离临床实际也相距甚远。因此,希望发现由动物自身产生的病理瘢痕模型,成为国内外学者们关注的热门课题。
1997年,Morris[1]发现在兔耳创面上可以产生与人类病理瘢痕类似的真皮过度增生现象。1998年,第四军医大学西京医院李荟元等[2-3]经过大量兔耳创面的实验观察,并从多个侧面研究了兔耳创面增生组织的特性,证实兔耳可以产生与人类增生性瘢痕相似的病理改变,并认定可以作为瘢痕研究的动物模型。Morris的发现,李荟元等在国内首次报道的兔耳瘢痕动物模型的研究资料,突破了动物不能出现病理性瘢痕的传统观念,为创伤研究提供了一种有效的动物实验模型,因此,引起了国内外同道的密切关注。众多学者引用了相关资料,进行了进一步的实验,并以此模型开展了创伤修复、特别是瘢痕方面的诸多实验。本文综述了2011年4月以前,国内外学者与兔耳瘢痕模型相关的研究资料及成果,供读者参阅。
1应用兔耳瘢痕模型深入探索病理性瘢痕发生的机制
病理性瘢痕干扰着众多的人群。目前,对病理性瘢痕的防治还缺乏非常理想的措施,重要的原因之一是对其发生机制还不十分清楚,而缺乏良好的动物模型则是深入揭示瘢痕奥秘的重要障碍。因此,建立由动物产生的瘢痕实验模型,探讨病理性瘢痕发生的机制,成为国内外学者共同关注的课题。第四军医大学西京医院全军整形外科研究所在建立兔耳瘢痕模型的系列研究中,除了从多方面进行了证实与人类病理性瘢痕的相似性研究外,还进行了瘢痕发生机制的相关研究:①在IFN-γ和TGF-β1干预下,瘢痕组织中成纤维细胞凋亡的动态改变;②血管增生与增生性瘢痕发生的关系,以及血管形成抑制剂对瘢痕的抑制效应;③肌成纤维细胞与创面收缩及瘢痕挛缩的关系;④内源性TGF-β1与瘢痕增生的关系;
⑤信号转导系统在瘢痕发生中的改变及影响;⑥多种药物在瘢痕防治中的效果及作用机制;⑦基因治疗在瘢痕防治中的应用等[4-13]。新近(2011)[14]我科又报道了大环内酯类免疫抑制剂-他克莫司(Tacrolimus,FK506)用于兔耳创面后,通过抑制TGF-β1、TGF-β2和collagen-a1的表达,使创面的成纤维细胞数量减少,减少胶原的合成,发挥抑制瘢痕增生的效应。
与此同时,国内外学者也发表了应用兔耳瘢痕模型进行相关研究的资料,柳
大烈等(2000)[15] ,刘凯等(2002)[16]利用兔耳模型,在兔耳腹侧面的创面上外用IFN-γ,发现在兔耳创面及周围增生组织中,蛋白酪氨酸酶(PTK)活性明显高于正常皮肤组织,肉芽中增高的PTK持续时间更长。提示:作为信号转导系统中的蛋白酪氨酸激酶的活性升高与病理性瘢痕的发生、发展有关。张选奋等(2004)[17]查明,在兔耳创面应用TGF-β1后,组织中的蛋白激酶C(PKC)高表达,而增生瘢痕组织中的表达又高于非增生性瘢痕组织,认为TGF-β1通过活化PKC可以刺激瘢痕的增殖。罗梅等(2003)[18]将反义TGF-β1注入兔耳增生块内,发现反义TGF-β1通过对抗TGF-β1的作用而显示对瘢痕的抑制效应。任丽虹等(2008 )[19]将反义结缔组织生长因子(CTGF ASODN)注入兔耳创面后,通过抑制CTGF蛋白的表达、抑制成纤维细胞增殖、加快成纤维细胞的凋亡,可以抑制瘢痕的增生。李颖等(2009)[20]也在兔耳模型上查明,肿瘤坏死因子(TNF-a)可以抑制兔耳瘢痕的增生。张阳等(2001)[21-22]在兔耳模型上查明:透明质酸可促进胶原增加,在瘢痕增生过程中,HA持续增高与异常瘢痕发生有关。李希军等(2001)[23]将透明质酸(HA)外敷兔耳创面,待上皮化后,将HA注射于增生块内。结果:HA的两组HPr含量均低于盐水组,认为透明质酸可抑制成纤维细胞胶原的分泌。HA还能促进III型胶原的合成。同一作者(2001)[24]在免耳模型上还证实透明质酸有抑制瘢痕增生的效应,当外用透明质酸酶减少HA后可引起兔耳较大的瘢痕增生。刘莺等(2006)[25]在兔耳模型上证实:硫酸软骨素裂解酶通过水解硫酸软骨素,去除了胶原周围的酸性粘多糖,促使胶原的降解,发挥抑制瘢痕增生的作用。邱林等(2008)[26]将转染TGF-β3C2S2基因的兔BMSCS转染至兔耳瘢痕模型上,认定有抑制兔耳瘢痕增生的作用。国内学者(2011)[27]报道,ski是一种新的伤口愈合相关因子。通过转基因使兔耳创面ski 表达增高,不仅通过消炎、促上皮化、增加肉芽生长而能明显加速伤口愈合;而且由于抑制胶原合成而抑制瘢痕增生。ski是通过Smad2/3和Smad通路而发挥作用的。Marcus等(2002)利用兔耳瘢痕模型探讨高龄者的瘢痕增生程度为何要低于低龄者,结论是由于高龄者的成纤维细胞分泌胶原的功能减弱的结果。Saulis等(2002)[28]利用兔耳模型检测Mederma的抗瘢痕增生效应,证实这是一种有效的抑制瘢痕增生制剂。确认兔耳瘢痕模型可以作为瘢痕研究的良好模型。Kryger等(2007)[29] 、Lu等(2005)[30]在兔耳创面不同时间点检测TGF-βmRNA及I- α2胶原。发现TGF-β1、TGF-β2在瘢痕增生过程中是高表达,证实它们与瘢痕增生的关系密切。Krvger等(2007)[31]在兔耳制造5mm和7mm两种创面。在术后的7天、15天两个时点,查明两组组织学上无明显差异。但到创面产生后的第28天,7mm创面组的瘢痕增生明显高于5mm组,而且7mm组的增生组织内TGF-β1mRNA和II型胶原表达也高于5mm 组。
2用兔耳模型对各类防治瘢痕的药物或制品进行疗效及作用机制的研究
尤维涛等(2000)[32]在兔耳模型上发现:局部注射维拉帕米组及曲安缩松组瘢痕增生块较低平,瘢痕增生指数及胶原纤维面密度都低于盐水组。与曲安缩松组相比,维拉帕米组的瘢痕增生指数较高。维拉帕米通过降低胶原含量仍可发挥抑制瘢痕效果。刘立强等(2001)[33]发现粉防己碱注射到兔耳创面后,成纤维细胞数量明显减少,但胶原含量明显下降。刘德伍等(2001)[34]在体外培养实验中,粉防己碱组的3H-TdR掺入率和3H-脯氨酸掺入率均明显低于对照组。