重组人源化胶原蛋白增强成纤维细胞分泌蛋白水平并促进大鼠皮肤基底膜加固

Recombinant Humanized Collagen Enhances Secreted Protein Levels of Fibroblasts and Facilitates Rats' Skin Basement Membrane Reinforcement.

作者信息Shijia Ye, Boyu Chen, Lakshmi Jeevithan, Haoze Yang, Yaqi Kong, Xiaozhen Diao, Wenhui Wu
PMID39997581
发布时间2025-02-01
DOI10.3390/jfb16020047

实验完整度

包含体外细胞损伤模型(UVC照射HFF-1)、体内大鼠皮肤模型,并进行了CCK-8、ELISA、IF和H&E等多项功能与机制验证。

主要模型

HFF-1细胞(人包皮成纤维细胞)体外UVC损伤模型 Wistar大鼠背部皮肤模型

重点核对

RHC复合物配比(rhCOLI:rhCOLIII:rhCOLXVII:烟酰胺 = 50:200:5:1) 体外UVC照射剂量(0.3 J/cm²) 体外RHC复合物浓度(0.01、0.05、0.1、0.5、2 mg/mL) 大鼠分组与给药(每组6只,每日120μL,连续7或14天) 检测指标包括COLIV、LN、TGF-β、P63、整合素等

摘要

胶原蛋白及其多肽具有显著的抗氧化活性、优异的生物相容性和水溶性,使其成为皮肤护理领域的重要研究热点。因此,开发了与烟酰胺复合的重组人源化I型、III型和XVII型胶原蛋白,以解决人包皮成纤维细胞(HFF-1)因紫外线辐射造成的损伤,并在大鼠皮肤模型中评估基底膜蛋白。Cell Counting Kit-8(CCK-8)实验显示,与正常组相比,较高浓度的复合物在处理16和48小时后,受损细胞的存活率分别提高了约10%和22%。进一步的ELISA和免疫荧光(IF)生化分析证实,该复合物增强了受损细胞中IV型胶原蛋白、层粘连蛋白、P63和转化生长因子-β(TGF-β)的表达。此外,该复合物增强了大鼠皮肤基底膜的活性,并刺激了整合素、层粘连蛋白和串珠素的分泌。总体而言,重组人源化胶原蛋白复合物有效加固了皮肤基底膜。

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
不同浓度重组人源化I、III、XVII型胶原蛋白与烟酰胺复合物能否增强皮肤成纤维细胞分泌蛋白水平并加固皮肤基底膜。
核心机制
复合物通过上调LN、TGF-β和P63表达,促进受损成纤维细胞分泌COLI和COLIV,并在体内上调LN、整合素、串珠素表达,从而加固基底膜。
主要证据
CCK-8显示复合物提高UVC损伤HFF-1存活率;ELISA和IF显示复合物增强COLIV、LN、TGF-β等分泌;大鼠H&E显示基底膜弯曲折叠增加,ELISA和IF确认整合素、LN、perlecan上调。
研究意义
RHC复合物可能作为修复和加固皮肤基底膜的护肤品原料,具有应用潜力。

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

RHC复合物制备与细胞毒性检测

制备复合物并验证其对HFF-1细胞的安全性。

将rhCOLI、rhCOLIII、rhCOLXVII与烟酰胺按质量比50:200:5:1溶解于去离子水制备复合物;用CCK-8检测不同浓度复合物处理HFF-1细胞48小时后的活性。

2

体外UVC损伤模型建立及复合物保护效果评估

建立UVC损伤细胞模型,评估复合物对受损细胞存活率的影响。

HFF-1细胞经UVC(0.3 J/cm²)照射后,用不同浓度复合物处理16和48小时,CCK-8检测细胞活力。

3

检测受损细胞中基底膜蛋白表达

评估复合物对UVC损伤细胞中COLI、COLIV、FN、LN等蛋白表达的影响。

用ELISA和免疫荧光检测处理后的HFF-1细胞中COLI、COLIV、FN、LN的表达水平。

4

检测生长调控因子表达

探究复合物对UVC损伤细胞中P63和TGF-β分泌的影响。

用ELISA检测处理后的HFF-1细胞上清中P63和TGF-β水平。

5

大鼠皮肤模型评估体内效果

评估复合物对皮肤基底膜活性和蛋白表达的体内影响。

在大鼠背部皮肤涂抹不同浓度复合物,7或14天后取皮肤组织,进行H&E染色观察基底膜形态,用ELISA和IF检测LN、整合素、perlecan表达。

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
高糖DMEM培养基Pricella--
青霉素-链霉素Pricella--
胎牛血清Meisen CTCC--
胰蛋白酶-EDTAGibco--
磷酸盐缓冲液Servicebio Technology--
CCK-8试剂盒AbMole BioScience--
CO2培养箱 (Herocell 180N)Rundu BiotechnologyHerocell
超净工作台 (BioClean Bench)ShangguangSW-CJ-2F
UVC灯----
COLI、COLIV、FN、LN检测ELISA试剂盒Meimian--
TGF-β和P63检测ELISA试剂盒Bioswamp--
整合素、LN和串珠素检测ELISA试剂盒Maisha--
I型胶原蛋白抗体Proteintech14695-1-AP
IV型胶原蛋白抗体HuabioHA500197
纤连蛋白抗体Proteintech23498-1-AP
层粘连蛋白抗体Proteintech15613-1-AP
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGBeyotimeA0423
DAPI染色液Beyotime--
层粘连蛋白β1抗体Proteintech23498-1-AP
整合素α5抗体Abcamab150361
硫酸乙酰肝素蛋白聚糖2抗体Abcamab315029
抗兔IgG (H+L)二抗CST4412
DAPI染色液Boosun Biotechnology--
显微镜Olympus--
Slide Viewer软件3DHISTECHVersion
ImageJ软件NIH1.46
SPSS统计软件IBM27.0
GraphPad Prism软件GraphPad Software9.5

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
RHC复合物制备
rhCOLI、rhCOLIII、rhCOLXVII和烟酰胺的质量比(50:200:5:1)
阅读提示:见2.3节 Recombinant Humanized Collagen Complexes Synthesis
细胞培养
HFF-1细胞代数(7-11代)、培养基(DMEM高糖含15% FBS和1%青霉素-链霉素)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:见2.2节 Cell Culture
UVC损伤模型
UVC照射剂量0.3 J/cm²、照射时细胞处于PBS中、照射距离550mm
阅读提示:见2.4节 UVC Injury
CCK-8检测
细胞密度1×10⁴/mL、处理时间16和48小时、复合物浓度0.01-2 mg/mL
阅读提示:见2.5节 CCK-8 Assay及图1b图注
ELISA检测
细胞上清收集时间(16、48小时)、离心条件(3000rpm 20min)、大鼠皮肤组织处理(0.2g组织加1.8mL PBS匀浆、离心10000rpm 4°C 15min)
阅读提示:见2.8节 ELISA
免疫荧光检测
细胞固定(4% PFA)、一抗孵育(4°C过夜)、二抗孵育(37°C 1小时)、核染色DAPI 5分钟
阅读提示:见2.9节 Immunofluorescence (IF)
动物实验
大鼠品系(Wistar)、体重(文中未明确说明)、分组(空白、对照、实验组)、每组6只、给药剂量(每日120μL)、给药周期(7或14天)
阅读提示:见2.6节 Rats' Skin Sample Preparation和表1