Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts

Keywords: Stretching; Wound contraction; Endothelin Receptor B; TRPC3; Fibroblasts.

傷口愈合的重要階段包括傷口收縮（由成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞引發(fā)）和上皮化（源于角質(zhì)形成細(xì)胞的遷移與增殖），成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞相互作用、協(xié)調(diào)愈合過程，若過程失敗會(huì)出現(xiàn)病理現(xiàn)象，如皮膚瘢痕攣縮常發(fā)生于受拉伸力的傷口區(qū)域，但牽張力致瘢痕攣縮的機(jī)制尚不明。瞬時(shí)受體電位通道（TRPC）被認(rèn)為是可能的機(jī)械細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，此前發(fā)現(xiàn) TRPC3 在人類增生性疤痕組織中上調(diào)，拉伸力可誘導(dǎo)其在培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中表達(dá)，且 TRPC 參與活化T 細(xì)胞鈣調(diào)磷酸酶 / 核因子（NFAT）通路激活，內(nèi)皮素–1（ET-1）作為應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，在角質(zhì)形成細(xì)胞受周期性拉伸時(shí)表達(dá)上調(diào)。

基于此，日本兵庫縣西宮市兵庫醫(yī)科大學(xué)整形外科的研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用成纖維細(xì)胞填充的膠原晶格（FPCL）方法研究拉伸角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的旁分泌因子，檢測人瘢痕組織和拉伸成纖維細(xì)胞中內(nèi)皮素受體的表達(dá)水平，并將過表達(dá) TRPC3 的成纖維細(xì)胞移植到小鼠背側(cè)皮膚，來評估皮膚傷口收縮的速度。研究結(jié)果發(fā)表在Plast Reconstr Surg Glob Open期刊題為“Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts”。



首 先，為了研究角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的相互作用，用凝膠收縮試驗(yàn)分析了人原代成纖維細(xì)胞的收縮活性 。為模擬真皮傷口微環(huán)境，將人真皮成纖維細(xì)胞包埋于三維 I 型膠原基質(zhì)，與經(jīng) 24 小時(shí)重復(fù)性拉伸應(yīng)變處理的角質(zhì)形成細(xì)胞的條件培養(yǎng)基孵育，結(jié)果顯示用經(jīng)拉伸處理的 HaCaT 細(xì)胞條件培養(yǎng)基處理的 FPCL 比對照 FPCL 收縮更明顯（圖 1）。

圖1 用拉伸后角質(zhì)形成細(xì)胞的對照培養(yǎng)基處理的FPCL，其收縮程度比對照組更大。

隨后，用凝膠收縮法分析 TRPC3 過表達(dá)成纖維細(xì)胞的收縮活性 。角質(zhì)形成細(xì)胞受周期性拉伸產(chǎn)生 ET-1，推測 ET-1 通過 TRPC3 通道作用于成纖維細(xì)胞，向 FPCL 添加 ET-1 會(huì)增加 TRPC3 過表達(dá)的成纖維細(xì)胞收縮速率，且添加 TRPC3 特異性抑制劑和內(nèi)皮素拮抗劑可減弱該收縮效應(yīng)（圖 2）。

圖2 含有過表達(dá)TRPC3成纖維細(xì)胞的FPCL比對照組具有更強(qiáng)的收縮活性。

接下來，為了研究增生性瘢痕組織中內(nèi)皮素受體表達(dá)水平是否增加，對人類增生性瘢痕樣本的進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，EDNRB 在增生性瘢痕組織中表達(dá)升高，而 EDNRA 的表達(dá)與正常皮膚差異不大（圖 3A）。

增生性瘢痕常出現(xiàn)在傷口反復(fù)拉伸放松處，為探究成纖維細(xì)胞周期性拉伸對內(nèi)皮素受體表達(dá)的影響，對人類原代成纖維細(xì)胞進(jìn)行拉伸，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的周期性拉伸使 EDNRB 的 mRNA 表達(dá)增加，對 EDNRA 表達(dá)無顯著影響，且該結(jié)果經(jīng)免疫組化證實(shí)（圖 3B、C）。
 

圖3 EDNRA、EDNRB 和 TRPC3 在人增生性瘢痕組織中的表達(dá)以及 EDNRA 和EDNRB 在拉伸的人原代成纖維細(xì)胞中的表達(dá) 。

TRPC3 通過鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶 / NFATc 通路作為機(jī)械應(yīng)力轉(zhuǎn)導(dǎo)器，為了研究拉伸刺激對 TRPC3 過表達(dá)成纖維細(xì)胞中 NFATc 的影響，對受拉伸成纖維細(xì)胞裂解物進(jìn)行分析。蛋白免疫印跡顯示周期性拉伸激活了其中的 NFATc4（圖 4A）。因受拉伸成纖維細(xì)胞表達(dá)更多 TRPC3 且 ET-1 作用由 TRPC3 介導(dǎo)，推測 NFATc4 由 ET-1 激活，對人類原代成纖維細(xì)胞先拉伸 24 小時(shí)再用 ET-1 處理，發(fā)現(xiàn)添加 ET-1 后受拉伸成纖維細(xì)胞中 NFATc4 表達(dá)上調(diào)（圖 4B）。
 

圖4 拉伸力可激活過表達(dá) TRPC3 的成纖維細(xì)胞中的 NFATc4，且拉伸后的人原代成纖維細(xì)胞中的 NFATc4 可被 ET - 1 激活。

最后，研究人員使用小鼠皮膚全層切除傷口模型，將過表達(dá) TRPC3 的成纖維細(xì)胞移植到小鼠背部皮下層，10 天后制造 6 毫米傷口，對比移植過表達(dá) TRPC3 成纖維細(xì)胞、對照成纖維細(xì)胞、生理鹽水的小鼠傷口愈合情況，發(fā)現(xiàn)移植過表達(dá) TRPC3 成纖維細(xì)胞的小鼠在受傷后 24 小時(shí)內(nèi)傷口閉合速度更快，第 7 天愈合速度超過對照組（圖5），表明過表達(dá) TRPC3 的成纖維細(xì)胞移植能加速小鼠傷口愈合，且三組愈合速度存在差異 。

圖5 將過表達(dá) TRPC3 的成纖維細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)可促進(jìn)傷口收縮。

總之，該研究表明皮膚傷口成纖維細(xì)胞受拉伸時(shí) TRPC3 通道高表達(dá)且激活，拉伸力可放大其介導(dǎo)的信號，拉伸的角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生的 ET-1 也能增強(qiáng)成纖維細(xì)胞中 TRPC3 信號，導(dǎo)致傷口更多收縮，該結(jié)果或能部分解釋身體受反復(fù)拉伸部位嚴(yán)重瘢痕收縮的機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：Kawai K, Ishise H, Kubo T, Larson B, Fujiwara T, Nishimoto S, Kakibuchi M. Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2023 Apr 25;11(4):e4954. doi: 10.1097/GOX.0000000000004954. PMID: 37113309; PMCID: PMC10129113.

原文鏈接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10129113/

Impact Factor: 1.5

ISSN: 2169-7574 

圖片來源： 所有圖片均來源于參考文獻(xiàn)

小編旨在分享、學(xué)習(xí)、交流生物科學(xué)等領(lǐng)域的研究進(jìn)展。如有侵權(quán)或引文不當(dāng)請聯(lián)系小編修正。如有任何的想法以及建議，歡迎聯(lián)系小編。感謝各位的瀏覽以及關(guān)注！進(jìn)入官網(wǎng)www.naturethink.com或關(guān)注“Naturethink”公眾號，了解更多相關(guān)內(nèi)容。

點(diǎn)擊了解：細(xì)胞拉伸培養(yǎng)