UVB辐射表皮角质形成细胞和UVA辐射真皮成纤维细胞在皮肤光老化中的作用机理研究

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人体皮肤接受的日光紫外线辐射主要为UVA和UVB。皮肤光老化的分子机制之一，是UVA和UVB通过激活细胞信号转导通路诱导表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞MMPs的基因转录。皮肤光老化为UVA和UVB共同作用的结果：一方面，UVA和UVB诱导表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞表达和分泌MMPs，对真皮的细胞外基质发挥降解作用；另一方面，UVA诱导真皮成纤维细胞合成和分泌出细胞因子IL-6，通过自分泌机制促进其自身表达MMPs；更为重要的是，UVB诱导表皮角质形成细胞合成和分泌出细胞因子IL-1、TNF-α、IL-6等，通过旁分泌机制促进真皮成纤维细胞表达MMPs。在以往的研究中，常将UVA或UVB对皮肤光老化的影响及其分子机制分开研究，很少有研究在同一个试验中同时采用UVA和UVB。本实验的前三部分均以UVA和UVB的共同作用为基础而设计。光老化的另一可能分子机制，是UV辐射对真皮成纤维细胞胶原合成能力的影响。本实验的第四部分就UVA对体外培养成纤维细胞胶原合成的影响以及EGCG对此的防护作用做了研究。研究目的：一、皮肤光老化的分子机制之一，是UVA和UVB的共同作用诱导表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞表达MMPs。旁分泌机制在其中起着重要的作用，就此开展了三方面研究： 1.同时采用UVA和UVB，研究旁分泌机制对皮肤光老化发生的影响机制。即模拟紫外线对人体皮肤的作用方式，研究UVB辐射HaCaT的培养上清对UVA辐射真皮成纤维细胞表达MMP-1的影响机制。 2.在旁分泌机制的细胞因子中选择关键的因子IL-1，研究IL-1α和IL-1β对UVA辐射成纤维细胞表达MMPs的影响机制。 3.选择IL-1作为可能的作用靶位，研究IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)对这种旁分泌机制的拮抗作用及作用环节。二、光老化的另一可能分子机制，是UV辐射对真皮成纤维细胞胶原合成能力的影响。因此，本试验还研究了UVA对体外培养的人真皮成纤维细胞胶原合成的影响并探讨表没食子儿茶酚没食子酸酯(EGCG)对此影响的防护作用。研究方法：1.用Western免疫印迹方法检测成纤维细胞丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的活性表达。2.用RT-PCR方法检测C-Jun、C-Fos和Ⅰ、ⅢI型前胶原的mRNA表达。3.用ELISA方法检测培养上清液中MMP-1，MMP-2的表达。4.在试验的第三部分中，用实时荧光定量RT-PCR方法(荧光染料掺入法)检测C-Jun、C-Fos及内参照GAPDHmRNA的表达变化。5.应用光度检测法测定可溶性胶原羟脯氨酸的含量。研究结果发现：1.不同剂量UVB(0、1、5、10、15mJ/cm2)辐射的HaCaT培养上清以剂量依赖方式促进UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞表达MAPK活性和C-JunmRNA。与UVB0mJ/cm2比较，UVB15mJ/cm2辐射的HaCaT培养上清使UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞表达C-JunmRNA显著增高(P＜0.05)，但对表达C-FosmRNA无显著性影响。经由低到高剂量的UVB辐射HaCaT的培养上清处理后，UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞培养上清中MMP-1的分泌呈增高趋势，且于用UVB15mJ/cm2辐射的HaCaT培养上清处理时显著增高(t=8.413，P=0.014)。在加入UVB(15mJ/cm2)辐射的HaCaT培养上清的处理组中，UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞培养上清中的MMP-1分泌渐增高，24小时为0小时的2.4倍(t=8.427，P=0.014)。 2.不同剂量UVA(0，1，5，10J/cm2)辐射的成纤维细胞分泌MMP-1逐渐上升，对MMP-2分泌没有影响。加入IL-1α和IL-1β(0，1，10，100ng/ml)促进UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞表达MAPK活性，并以剂量依赖方式促进其表达C-JunmRNA。IL-1α还显著增加UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞表达c-FosmRNA，但IL-1β对表达c-FosmRNA无明显影响。分别与力加入IL-1α0ng/ml和IL-1β0ng/ml比较，加入100ng/m1IL-1α和IL-1β促进UVA辐射成纤维细胞分泌MMP-1，且均有显著性差异(P均＜0.05)，但对UVA辐射成纤维细胞分泌MMP-2无明显影响。 3.UVA(10J/cm2)辐射的成纤维细胞在加入不同剂量UVB(0、1、5、10、15mJ/cm2)辐射HaCaT的培养上清后其MMP-1的分泌呈增高趋势。与加入UVB0mJ/cm2辐射HaCaT的培养上清比较，加入UVB15mJ/cm2辐射HaCaT的培养上清时，UVA(10J/cm2)辐射的成纤维细胞分泌MMP-1有显著性差异(t=8.413，P=0.014)。而加入IL-1Ra以剂量依赖方式抑制用UVB15mJ/cm2辐射HaCaT的培养上清处理的UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞分泌MMP-1。统计C-Jun和C-Fos的初始拷贝数以及其与GAPDH初始拷贝数的比值，结果显示IL-1Ra以剂量依赖方式抑制用UVB15mJ/cm2辐射HaCaT的培养上清处理的UVA(10J/cm2)辐射成纤维细胞表达C-JunmRNA，对表达C-FosmRNA则无显著性影响。 4.不同剂量UVA(1、5、10J/cm2)辐射降低成纤维细胞表达Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA及其培养液中羟脯氨酸的含量。UVA(10J/cm2)辐射后成纤维细胞培养液中羟脯氨酸量于6小时最低，而后逐渐增高于48小时恢复至正常水平。力加入EGCG以剂量依赖方式提高UVA(10J/cm2)辐射的成纤维细胞表达Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA及其培养液中羟脯氨酸的含量。与0mg/mL比较，加入EGCG0.1mg/mL时成纤维细胞表达Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA及其培养液中羟脯氨酸的含量均有显著性差异(P均＜0.05)。结论：1.模拟环境中UVB和UVA对人体皮肤的作用方式，同时采用UVA和UVB。结果表明UVB辐射角质形成细胞以旁分泌方式，通过促进UVA辐射真皮成纤维细胞表达MAPK活性和C-JunmRNA来促进其表达MMP-1，表明这种旁分泌机制在皮肤光老化的真皮胶原过度降解中发挥着重要的作用。2.UVA辐射成纤维细胞分泌MMP-1增加，对分泌MMP-2没有影响。细胞因子IL-1(IL-1α和IL-1β)通过促进UVA辐射成纤维细胞表达MAPK活性和c-JunmRNA，IL-1α还促进其表达c-FosmRNA使UVA辐射成纤维细胞表达MMP-1增加，表明IL-1在皮肤光老化的真皮胶原过度降解中发挥着重要的作用。3.UVB辐射的HaCaT培养上清以旁分泌方式促进UVA辐射的成纤维细胞分泌MMP-1。IL-1Ra通过抑制用UVB辐射HaCaT培养上清处理的、UVA辐射成纤维细胞表达C-JunmRNA，来降低其表达MMP-1，从而对这种旁分泌机制发挥拮抗作用。4.UVA辐射能抑制体外培养真皮成纤维细胞的胶原合成，而EGCG可减轻这种抑制作用。

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作者
王小勇;
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作者单位

南京医科大学;

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授予单位南京医科大学;
学科皮肤性病学
授予学位博士
导师姓名毕志刚;
年度 2006
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正文语种中文
中图分类日光皮炎（晒斑）;
关键词
紫外线辐射; 角质形成细胞; 成纤维细胞; 基质金属蛋白酶; 白介素1受体拮抗剂; 皮肤光老化; 表没食子儿茶酚没食子酸酯; 胶原合成;

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