松花粉多糖对体外和体内糖尿病创面愈合的影响及其机制

Effects and the mechanism of pine pollen polysaccharides on diabetic wound healing in vitro and in vivo.

作者信息Lan Chen, Lifang Zhu, Yu Cao
PMID40654518
发布时间2025-06-30
DOI10.1016/j.reth.2025.06.009

实验完整度

包含体外细胞实验(高糖处理的成纤维细胞、角质形成细胞、HUVECs)、共培养免疫实验(中性粒细胞与巨噬细胞)以及体内STZ诱导糖尿病小鼠创面模型,并有功能验证和部分机制验证。

主要模型

高糖处理的人皮肤成纤维细胞 高糖处理的人表皮角质形成细胞 高糖处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs) STZ诱导的糖尿病小鼠皮肤损伤模型

重点核对

PPPS浓度:低(10 μg/ml)、中(20 μg/ml)、高(50 μg/ml) 高糖条件:33.3 mmol/L d-葡萄糖 糖尿病小鼠模型:STZ 50 mg/kg连续5天腹腔注射,血糖>16.7 mmol/L PPPS给药剂量:100或200 mg/kg,皮下多点注射,每周2次,持续2周 体内实验样本量:每组6只小鼠(n=6)

摘要

Introduction: Pine pollen polysaccharides (PPPS) has anti-inflammatory, immunomodulatory, anti-oxidant, hypoglycemic, and anti-bacterial properties. PPPS can accelerate wound healing in mouse cutaneous wounds, yet it is unclear whether PPPS can promote diabetic wound healing.Methods: Fibroblasts, keratinocytes, and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were stimulated with high glucose (HG) to mimic hyperglycemic environment. Cell viability, apoptosis, migration, and angiogenesis were assessed by cell counting, Western blot, transwell migration, and tube formation assays. Neutrophil extracellular traps (NETs) and macrophage polarization were analyzed by immunofluorescence and flow cytometry. Streptozotocin-induced diabetes mellitus (DM) mice were subjected to skin wounds and PPPS administration to validate the role of PPPS in diabetic wound healing.Results: PPPS treatment impaired HG-induced viability reduction, apoptosis promotion, and migration repression of fibroblasts, keratinocytes, and HUVECs, accompanied by promotion of angiogenesis of HUVECs under HG stimulation. Specifically, PPPS treatment facilitated NET degradation and suppressed macrophage M1 polarization. Furthermore, PPPS accelerated diabetic wound healing in DM mice, along with decreased citrullinated H3 and PAD4 protein levels and elevated CD31 protein levels, suggesting that PPPS facilitated re-epithelialization and vascularization and reduced NETs.Conclusions: PPPS accelerates diabetic wound healing via mediating NETs and the polarization of M1-type macrophages, providing new insights into the promoting role of PPPS in diabetic wound healing.

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
PPPS能否促进糖尿病创面愈合及其潜在机制。
核心机制
PPPS通过促进NET降解和抑制M1型巨噬细胞极化,减轻高糖诱导的细胞损伤,增强血管生成,从而加速糖尿病创面愈合。
主要证据
体外实验显示PPPS减轻高糖对成纤维细胞、角质形成细胞和HUVECs的损伤并促进血管生成;共培养实验显示PPPS减少NET形成并抑制M1极化;体内实验显示PPPS加速糖尿病小鼠创面愈合,降低Cit-H3和PAD4水平,增加CD31阳性血管。
研究意义
PPPS可能作为慢性糖尿病创面的潜在治疗策略,其作用机制涉及免疫调节和组织重塑而非系统性血糖控制。

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

细胞毒性及浓度筛选

评估PPPS对成纤维细胞、角质形成细胞和HUVECs的毒性并确定后续实验浓度。

以不同浓度PPPS(0, 10, 20, 50, 100, 200, 400, 800 μg/ml)处理三种细胞24小时,CCK-8检测活力。

2

高糖损伤模型下的细胞功能检测

验证PPPS对高糖诱导的细胞活力、凋亡、迁移和血管生成的改善作用。

将三种细胞在正常糖(5.5 mmol/L)或高糖(33.3 mmol/L)条件下培养,并用低中高浓度PPPS处理,检测活力(CCK-8)、凋亡蛋白(Bcl-2、Bax via Western blot)、迁移(transwell)、血管生成(tube formation)。

3

中性粒细胞与巨噬细胞共培养实验

探究PPPS对NET形成和M1巨噬细胞极化的影响。

分离小鼠中性粒细胞,与PMA诱导的THP-1巨噬细胞共培养,在LPS和IFN-γ刺激下加入或不加PPPS,通过免疫荧光检测NETs,流式细胞术检测CD80阳性M1巨噬细胞。

4

糖尿病小鼠创面模型及PPPS治疗

验证PPPS在体内对糖尿病创面愈合的促进作用。

STZ诱导糖尿病小鼠,制作全层皮肤创面,皮下注射PPPS(100或200 mg/kg)或PBS,每周2次,持续2周。记录创面图像,计算愈合率,并进行OGTT和ITT。

5

组织学分析

评估PPPS对创面组织学特征(再上皮化、血管化和NETosis)的影响。

第14天取创面皮肤组织,进行HE染色和CD31免疫组化,Western blot检测Cit-H3和PAD4蛋白水平。

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
DMEM培养基Thermo--
胎牛血清Thermo--
青链霉素Beyotime--
CCK-8试剂Solarbio--
RIPA裂解液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Sigma--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
脱脂奶粉Sangon--
抗Bcl-2抗体BeyotimeAF6285
抗Bax抗体BeyotimeAB026
抗瓜氨酸化H3抗体CST97272
抗H3抗体CST9715
抗PAD4抗体AbcamAb214810
抗β-肌动蛋白抗体BeyotimeAF0003
增强化学发光试剂Thermo--
结晶紫Solarbio--
Transwell小室Corning--
基质胶BD Biosciences--
小鼠外周血中性粒细胞分离试剂盒SolarbioP9201
多聚赖氨酸Sigma--
抗组蛋白H3抗体Abcamab5103
二抗Proteintech--
Hoechst染料Thermo--
抗CD80-FITC抗体eBioscience--
链脲佐菌素Sigma--
皮肤打孔活检器Acuderm--
胰岛素Sunncell--
抗CD31抗体Abcamab182981
ImageJ软件NIH--
GraphPad Prism 9GraphPad--
酶标仪BioTek--
倒置显微镜OlympusIX51
流式细胞仪BeckmanCytoflex

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
细胞培养
细胞来源(Procell)和培养条件(DMEM+10%FBS+1%P/S,37°C,5%CO2)
阅读提示:Methods 2.2 Cell culture
高糖损伤模型
高糖浓度(33.3 mmol/L d-glucose)、PPPS浓度(L:10, M:20, H:50 μg/ml)、处理时间(24h)
阅读提示:Methods 2.3 和 3.1-3.2
细胞功能检测
细胞接种密度(5×10^3 for viability, 1×10^5 for migration)、transwell孔径(8μm)、管形成实验基质胶用量(300 μl/well)
阅读提示:Methods 2.3, 2.5, 2.6
中性粒细胞分离与共培养
中性粒细胞分离试剂盒(Solarbio #P9201)、共培养条件(LPS 1 μg/ml, IFN-γ 20 ng/ml, PPPS低中高浓度)、共培养时间(24h)
阅读提示:Methods 2.7-2.9 和 Results 3.3
动物模型
小鼠品系(C57BL/6J,雄性,8周龄)、STZ剂量(50 mg/kg,连续5天)、血糖标准(>16.7 mmol/L)、创面大小(8mm)、PPPS剂量(100或200 mg/kg)、给药方式(皮下多点,每周2次,共2周)
阅读提示:Methods 2.10 和 Results 3.4
组织学分析
取材时间(第14天)、切片厚度(5μm)、抗体(CD31 1:100)、样本量(n=6)
阅读提示:Methods 2.12 和 Results 3.5