抑制p38丝裂原活化蛋白激酶可能通过Smads信号通路减轻兔唇裂术后瘢痕增生

Inhibition of p38 mitogen-activated protein kinases may attenuate scar proliferation after cleft lip surgery in rabbits via Smads signaling pathway.

作者信息Qian Ding, Jin Yue, Ling-Fa Xue, Yao-Xiang Xu, Wen-Lin Xiao
PMID35858881
发布时间2022-07
DOI10.1186/s40001-022-00757-1

实验完整度

包含体外细胞实验(成纤维细胞培养、EdU、Western blot、RT-PCR、免疫荧光)和体内动物实验(兔模型、瘢痕厚度测量、天狼星红染色、免疫组化),并进行了机制验证。

主要模型

兔唇裂术后瘢痕模型 兔唇瘢痕成纤维细胞

重点核对

p38MAPK敲低效率(约67%)及腺病毒MOI=100 兔模型中Ad-P38MAPK-1注射剂量(40 μL,3×10^10 pfu/mL) 体内外检测时间点(体内:术后7天和14天;体外:转染后48小时) 瘢痕厚度测量时间(术后4周)

摘要

背景:唇裂修复手术总会留下明显的瘢痕。已有研究证明,抑制p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPKs)信号通路可以减少瘢痕形成。然而,p38MAPK与Smads在瘢痕形成中的相互作用仍存在争议。方法:本研究旨在探讨抑制p38MAPK是否通过Smads信号通路减少兔唇裂术后瘢痕形成。建立兔唇裂术后瘢痕模型,提取其成纤维细胞。然后,通过腺病毒在体外和体内干扰p38MAPK的表达。测量瘢痕厚度,切除瘢痕组织进行天狼星红染色和免疫组织化学检测,以检测I型胶原(col I)、III型胶原(col III)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达。通过EdU实验、Western blot、RT-PCR和免疫荧光在体外研究p38MAPK敲低对细胞外基质和Smad信号通路的潜在机制。结果:p38MAPK敲低抑制成纤维细胞中p-smad3和p-smad2的表达,调节其靶基因如α-SMA、col I和col III的表达。将Ad-P38MAPK-1注射入唇部瘢痕后,与阴性对照组相比,瘢痕相关基因的表达和瘢痕厚度均降低。结论:在兔中,抑制p38MAPK表达通过抑制Smad信号通路防止唇裂术后瘢痕增生。

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
抑制p38MAPK是否通过Smads信号通路减少兔唇裂术后瘢痕增生?
核心机制
p38MAPK敲低抑制Smad2和Smad3的磷酸化,从而调节其靶基因(α-SMA、col I、col III)的表达,进而抑制瘢痕增生。
主要证据
在兔模型中,注射Ad-P38MAPK-1后瘢痕厚度显著降低;在成纤维细胞中,p38MAPK敲低降低p-smad2和p-smad3水平,并影响col I、col III和α-SMA的表达。
研究意义
本研究为唇裂术后瘢痕增生的治疗提供了潜在靶点,并提示重组腺病毒载体在减少唇部瘢痕方面的应用前景。

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

建立兔唇裂术后瘢痕模型

创建模拟唇裂术后瘢痕增生的动物模型。

对30只新西兰白兔进行唇裂修复手术,建立瘢痕模型。

2

提取和鉴定兔唇瘢痕成纤维细胞

获取用于体外实验的原代成纤维细胞并验证其特性。

术后3周采集瘢痕组织,经消化培养获得成纤维细胞,并通过免疫荧光检测波形蛋白表达进行鉴定。

3

构建重组腺病毒载体并验证敲低效率

设计并验证有效沉默p38MAPK的腺病毒载体。

设计三条shRNA序列,构建重组腺病毒Ad-P38MAPK-1、-2、-3,转染成纤维细胞,通过RT-PCR和Western blot检测敲低效率。

4

体内验证p38MAPK敲低对瘢痕的影响

评估p38MAPK敲低在体内对瘢痕厚度和胶原表达的影响。

术后第1、2周向瘢痕内注射腺病毒,术后4周测量瘢痕厚度,取瘢痕组织进行天狼星红染色和免疫组化检测col I、col III和α-SMA。

5

体外验证p38MAPK敲低对细胞外基质和Smads通路的影响

在细胞水平探究p38MAPK敲低对ECM成分和Smad信号通路的作用。

转染Ad-P38MAPK-1至成纤维细胞,通过RT-PCR检测col I、col III、α-SMA mRNA水平,Western blot检测p-smad2、p-smad3、α-SMA蛋白水平,EdU实验检测增殖,免疫荧光检测p-smad3。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
p38MAPK抗体Novus--
Smad2抗体Affinity BiosciencesAF6449
Smad3抗体Affinity BiosciencesAF6362
磷酸化Smad3抗体Affinity BiosciencesAF3365
磷酸化Smad2抗体Santa Cruz--
SDS-PAGE电泳试剂Bio-Rad--
Tanon 5200化学发光检测系统Tanon--
SYBR Premix Ex TaqTakara--
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)Takara--
RNAiso PlusTakara--
Step OnePlus荧光定量PCR仪ABI--
微量注射器Hamilton--
DMEM/F12培养基Sigma-Aldrich--
盖玻片SolarbioTC
正常山羊血清SolarbioSL038
DAPIBeyotime--
波形蛋白抗体Cell Signaling Technology5741
p-smad3抗体AffinityAF8315
山羊抗兔IgG-FITCabsinabs20004ss
抗兔IgG (H+L)、F(ab')2片段(Alexa Fluor 555偶联物)Cell Signaling Technology4413
BeyoClick™ EdU细胞增殖试剂盒(Alexa Fluor 594)Beyotime--
NP-40裂解液Solarbio--
PMSFSolarbio--
蛋白酶抑制剂混合物Solarbio--
PVDF膜GE--
BCA蛋白定量试剂盒Elabscience--
兔抗山羊IgG-HRPabisin--
Thermo ECLelabscience--

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
动物实验
兔种、体重、分组、注射剂量、注射时间、测量时间
阅读提示:见Methods:Laboratory animals, Animal experiment and grouping, Measurement of the thickness of lip scar tissue
腺病毒构建
shRNA序列、载体、转染细胞、MOI
阅读提示:见Methods:Construction of the recombination adenovirus vector, Table 1
细胞培养
组织来源、消化时间、培养基
阅读提示:见Methods:Primary culture of rabbit lip scar fibroblasts
体外实验
转染时间、检测时间、抗体稀释比例
阅读提示:见Methods:Immunofluorescence assay, Cell proliferation assays, Western blot analysis, Quantitative real-time PCR
统计方法
重复次数、统计检验方法、显著性水平
阅读提示:见Methods:Statistical methods