间歇性禁食与脉冲射频能量联合治疗促进糖尿病伤口愈合

Non-pharmacological interventions of intermittent fasting and pulsed radiofrequency energy (PRFE) combination therapy promote diabetic wound healing.

作者信息Yating Huang, Peiliang Qin, Peng Zhou, Binbin Long, Shan Zhang, Ruikang Gao, Bingjie Zhu, Yiqing Li, Qin Li
PMID39375333
发布时间2024-10-07
DOI10.1038/s41387-024-00344-9

实验完整度

高

包含体外细胞实验(HUVECs、HDFs、SCs)和体内糖尿病小鼠模型,涉及增殖、迁移、血管生成、氧化应激、纤维形成、神经生长等多方面功能验证及机制探索。

主要模型

HUVECs(人脐静脉内皮细胞) HDFs(人真皮成纤维细胞) SCs(大鼠施万细胞) C57BL/6J 小鼠糖尿病伤口模型

重点核对

糖尿病小鼠模型:链脲佐菌素注射剂量 0.1 mg/g,高脂饮食 4 周后造模 间歇性禁食:第 2 天和第 6 天禁食 24 小时 PRFE 治疗:每天两次,每次 30 分钟,持续 8 天 体外细胞分组:对照组、PRFE 组、禁食组、联合组,禁食模拟为无血清培养基培养 24 小时 主要检测终点:伤口愈合率、CD31、Ki67、HIF1A、COL1A2、CGRP 表达等

摘要

目的:本研究旨在对非药物干预措施间歇性禁食和脉冲射频能量(PRFE)联合治疗促进糖尿病伤口愈合的协同效应进行 unbiased 评估,同时探讨其潜在机制。本研究结果将为旨在促进糖尿病相关伤口愈合的非常规治疗干预提供理论框架和创新策略。方法:体内实验通过链脲佐菌素注射诱导 C57 小鼠糖尿病模型。为模拟联合治疗方法,糖尿病小鼠在第 2 天和第 6 天禁食,并接受每天两次 PRFE 治疗,持续 8 天。体外实验使用无血清培养基模拟禁食条件。研究通过组织学分析和体内功能评估涵盖了伤口愈合率、增殖、迁移、血管生成、氧化应激、纤维形成和感觉神经生长。此外,本研究还利用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)、蛋白质印迹法(WB)和免疫荧光染色技术来阐明间歇性禁食和 PRFE 联合治疗在体内和体外对糖尿病伤口愈合作用的潜在机制。结果:间歇性禁食和 PRFE 联合治疗在促进糖尿病伤口愈合方面比单独治疗表现出更优的效果。它利用了各自疗法的优势,促进迁移、减轻氧化应激、增强纤维形成。此外,联合治疗在促进增殖、管形成、血管生成和感觉神经生长方面表现出协同效应。结论:本研究表明,间歇性禁食和 PRFE 联合治疗可增强糖尿病伤口愈合,有效利用两种疗法的优势,甚至产生协同效益。此外,它提示 P75/HIF1A/VEGFA 轴可能参与介导这些效应。关键词:学科术语:2 型糖尿病,动物疾病模型。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
间歇性禁食与脉冲射频能量联合治疗是否能协同促进糖尿病伤口愈合,及其潜在机制是什么?
核心机制
联合治疗可能通过激活 P75/HIF1A/VEGFA 轴,增强 HIF1A 表达,进而上调 VEGFA,促进血管生成,同时减轻氧化应激、促进纤维形成和感觉神经生长。
主要证据
体内糖尿病小鼠模型和体外 HUVECs、HDFs、SCs 实验显示,联合治疗显著促进伤口愈合、增殖、管形成、血管生成、迁移、纤维形成和感觉神经生长,并减轻氧化应激,qRT-PCR、WB、IHC 等证实相关分子表达变化。
研究意义
本研究为糖尿病伤口愈合提供了非药物、非侵入性的联合治疗新策略,具有临床应用潜力,并为未来机制研究提供基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立糖尿病小鼠全层皮肤损伤模型

评估联合治疗对糖尿病伤口愈合的体内效果。

雄性 C57BL/6J 小鼠经高脂饮食 4 周后,腹腔注射链脲佐菌素诱导 2 型糖尿病模型,随后在背部创建全层皮肤伤口。

2

分组并实施间歇性禁食与 PRFE 治疗

比较联合治疗与单独治疗对伤口愈合的影响。

将糖尿病小鼠随机分为对照组、PRFE 组、禁食组、联合组,分别给予相应处理。

3

评估伤口愈合率与组织学分析

评估伤口愈合速度及组织形态变化。

在伤后第 0、2、4、6、8 天拍摄伤口图像,计算伤口闭合率;第 8 天取皮肤组织进行 H&E 染色测量表皮厚度和疤痕宽度,Masson 染色观察纤维组织。

4

体外细胞实验:增殖、迁移、管形成与氧化应激检测

探究联合治疗对皮肤细胞功能的直接影响。

分别培养 HUVECs、HDFs、SCs,按组处理;进行 CCK-8 增殖实验、划痕迁移实验、管形成实验、ROS 检测。

5

分子机制验证:qRT-PCR、WB、IF、IHC

验证 P75/HIF1A/VEGFA 轴及相关蛋白表达。

提取细胞和小鼠皮肤组织 RNA 和蛋白,进行 qRT-PCR 和 WB 检测 VEGFA、HIF1A、COL1A2、P75、CGRP;对组织进行 IHC 染色,对细胞进行 IF 染色。

6

统计分析与结果解释

确定组间差异的统计学意义。

使用 GraphPad Prism 8.0 进行统计分析,采用单因素或双因素 ANOVA 及 Bonferroni 事后检验。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
链脲佐菌素Biosharp--
高糖 DMEM 培养基ProcellPM150210
青霉素-链霉素溶液(100×)ProcellPB180120
优质胎牛血清Procell164210
成纤维细胞培养基ScienCell2301
D-无水葡萄糖BiosharpBS099
抗 CD31 抗体Proteintech28083-1-AP
抗 CGRP 抗体AbcloneA5328
抗 HIF1A 抗体Proteintech20960-1-AP
抗 Ki67 抗体Cell Signaling Technology9129
白光扫描仪(PANNORAMIC SCAN)3DHISTECH--
抗 COL1A2 抗体Proteintech14695-1-AP
抗 P75 抗体Abclone--
Alexa 488 偶联二抗Proteintech--
DAPI----
荧光显微镜(Olympus IX73)Olympus--
DCFH-DA 探针BeyotimeS0033S
Hoechst 染液BeyotimeC1022
基质胶Corning356234
CCK-8 试剂BiosharpBS350A
Multiskan FC 酶标仪ThermoFisher--
Trizol 试剂VazymeR411-01
HiScript III RT SuperMix 逆转录试剂盒VazymeR323
HiScript II 一步法 qRT-PCR SYBR Green 试剂盒VazymeQ221-01
T100 热循环仪Bio-Rad--
RIPA 裂解液BiosharpBL504A
蛋白酶抑制剂混合物MCEHY-K0010
SDS-PAGE 凝胶(10% 或 12.5%)epizymePG112
PVDF 膜MilliporeIPVH00005
NcmBlot 封闭液NCMP30500
抗 VEGFA 抗体AbcloneA12303
抗 COL1A2 抗体Proteintech14695-1-AP
抗 HIF1A 抗体MCEHY-P80704
抗 CGRP 抗体AbcloneA5542
抗 P75 抗体AbcloneA19127
抗 α-Tubulin 抗体AbcloneA19127
Tris 缓冲盐溶液ServicebioG0001-2L
吐温-20ServicebioGC204002
二抗(兔或鼠)Proteintech--
ECL 化学发光底物BiosharpBL520A
ChemiDoc XRS+ 成像系统Bio-Rad--
SU5408MCEHY-103002

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、高脂饮食时长、链脲佐菌素剂量、注射方式、血糖确认标准
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 Animals 部分
伤口模型创建
麻醉方式、伤口大小、位置、消毒
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 Animals 部分
治疗分组与实施
分组数目、每组样本量、禁食时间点、PRFE 频率、时长、总时长
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 Animals 部分
体外细胞实验
细胞系来源、培养基、血清浓度、禁食模拟(无血清时长)、PRFE 频率、时长、分组
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 Cell culture and treatments 部分
分子检测
抗体稀释比例、内参基因、染色方法
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 免疫组化、免疫荧光、qRT-PCR、Western blotting 部分
统计设计
重复次数、统计方法、P 值阈值
阅读提示:详见 Materials and methods 中的 Statistical analysis 部分