李 允,田社民,查新建,魏 瑩,黃紅軍,肖宏濤,趙孝開
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實驗研究
p-STAT3蛋白在增生性瘢痕中的表達及意義
李 允,田社民,查新建,魏 瑩,黃紅軍,肖宏濤,趙孝開
目的 檢測JAK2/STAT3信號通路中STAT3蛋白在人增生性瘢痕中的表達,探討其在增生性瘢痕中的作用及意義。方法 采用免疫組織化學方法和Western blot檢測方法分別檢測32例增生性瘢痕和22例正常皮膚組織中p-STAT3的表達情況。結(jié)果 ⑴免疫組織化學檢測顯示,p-STAT3蛋白在增生性瘢痕及正常皮膚組織中均有表達,染色陽性物質(zhì)主要位于細胞質(zhì),少部分位于細胞核,在表皮和真皮層均有表達,在增生性瘢痕組織中表達量均高于正常皮膚組織,差異具有統(tǒng)計學意義(P=0);⑵Western blot檢測結(jié)果顯示,增生性瘢痕中p-STAT3蛋白的表達均較正常皮膚高,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論 增生性瘢痕中p-STAT3呈現(xiàn)高表達,提示JAK2/STAT3信號通路異常激活可能在增生性瘢痕發(fā)生過程中起重要作用。
增生性瘢痕; JAK2/STAT3信號通路; p-STAT3
增生性瘢痕是皮膚組織燒創(chuàng)傷后,以膠原過度沉積、血管增生為特征的皮膚纖維化疾病。JAK2/STAT3是一條較新且最近研究最多的通路之一,其參與機體多種組織器官的細胞增殖、纖維化、免疫功能改變等過程[1-2]。相關(guān)研究已經(jīng)證明,JAK2/STAT3 通路與多種組織器官纖維化的關(guān)系密切[3]。目前,JAK2/STAT3信號通路在增生性瘢痕中的作用尚未報道。自2013年3月至2015年2月,鄭州市第一人民醫(yī)院燒傷科以增生性瘢痕為研究對象,探討JAK2/STAT3信號通路在增生性瘢痕中的作用。
1.1 主要試劑 Western blot 化學發(fā)光檢測試劑盒(碧云天生物技術(shù)研究所);p-STAT3 單克隆抗體(美國SANTA CRUZ公司);免疫組化SP試劑盒、DAB顯色劑(福建邁新生物公司)。
1.2 標本來源 增生性瘢痕入院行整形手術(shù)的患者32例,男性17例,女性15例;年齡1~42歲。術(shù)前均未行其他治療,不伴有潰瘍等病變,均為增生期瘢痕。 取材部位:上肢14例,軀干4例,面頸部6例,下肢8例。正常皮膚22例,為患者手術(shù)時取皮修剪后的殘余皮片。所有患者均簽署知情同意書;且本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核通過。
1.3 標本采集及處理 標本取材后,分為2份,1份標本經(jīng)固定,脫水,透明,包埋后制成石蠟塊,行3 μm切片用于免疫組化染色。另外1份保存于液氮,用于Western blot檢測。
1.4 標本的免疫組織化學染色 免疫組織化學法檢測參照試劑盒說明書進行。石蠟切片脫蠟、水化及抗原修復后,PBS沖洗3次,3 min/次,1%BSA室溫封閉20 min,加一抗,4℃冰箱過夜(p-STAT3抗體稀釋濃度為1∶200),二抗室溫下孵育20 min,滴加DAB,蘇木素復染3 min,流水稍沖洗,鹽酸乙醇分化,梯度脫水透明,中性樹膠封片,PBS代替一抗做陰性對照,光學顯微鏡下觀察染色結(jié)果,高倍光學顯微鏡下取5個觀察視野,應用Image-Pro Plus 6.0圖像分析軟件計算各抗體蛋白面密度(陽性顆粒的總面積及光密度值,然后計算出單位面積的面密度值)[4]。
1.5 Western blot檢測p-STAT3蛋白的表達 常規(guī)提取組織蛋白,測定其濃度,各組加入20 μg蛋白樣本,加入5×上樣緩沖液,100℃煮沸5 min,十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳,400 mA電流轉(zhuǎn)膜120 min,5%牛血清白蛋白封閉2 h,1×TBST洗滌3次,10 min/次,加入一抗,4℃孵育過夜,二抗孵育1 h,1×TBST充分漂洗后用ECL試劑盒顯色。所有內(nèi)參對照均使用小鼠抗GAPDH(稀釋度為1∶5000)。所得圖像均用image lab軟件掃描作灰度分析 (目的蛋白/GAPDH的比值)。
2.1 p-STAT3的免疫組織化學檢測結(jié)果 p-STAT3在增生性瘢痕組織 (圖1a)及正常皮膚組織 (圖1b) 中均有表達;光學顯微鏡下p-STAT3染色陽性物質(zhì)主要位于細胞漿,少部分位于胞核,為均勻棕黃色顆粒;在表皮細胞、真皮層成纖維細胞及血管內(nèi)皮細胞中均有表達;在增生性瘢痕組織和正常皮膚組織中的蛋白表達量分別是0.29±0.01和0.15±0.03,差異具有統(tǒng)計學意義(t=22.6,P<0.05)。
2.2 Western blot檢測結(jié)果 p-STAT3蛋白在增生性瘢痕及正常皮膚均有表達(圖2),表達量分別為0.58±0.13和0.32±0.05,差異具有統(tǒng)計學意義(t=2.86,P<0.05)。
增生性瘢痕是皮膚創(chuàng)傷后一種病理性的愈合結(jié)果,可出現(xiàn)瘙癢、疼痛、外觀改變,嚴重影響患者的日常生活和工作,目前康復期瘢痕增生的治療仍然比較棘手,增生性瘢痕形成機制的研究尚未獲得突破性的進展,因此,有必要進行進一步的研究[5-6]。
圖1 免疫組化檢測結(jié)果(SP ×200) a.增生性瘢痕 b.正常皮膚 圖2 Western blot檢測結(jié)果
Fig 1 Results of IHC (SP ×200). a.the hypertrophic scar.b.the normal skins. Fig 2 Results of Western blot.
Janus 激酶/信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK/STAT)是一條由多種細胞因子和生長因子共同介導的信號通路,參與細胞的增殖、分化、凋亡及免疫調(diào)節(jié)等病理生理過程[7-9]。該信號通路主要由酪氨酸激酶相關(guān)受體、JAK 和STAT 組成[10]。研究顯示,JAK/STAT 信號通路在體內(nèi)不同組織及器官的纖維化進程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[11]。Pang等在小鼠腎間質(zhì)纖維化模型研究中發(fā)現(xiàn),JAK2/STAT3 信號通路激活可增加腎臟的炎癥細胞和纖維膠原蛋白Ⅰ、Ⅲ的表達,并介導了腎間質(zhì)成纖維細胞的激活,加速腎纖維化進展[12]。Nieto[13]研究發(fā)現(xiàn),JAK2/STAT3 信號通路的異常激活可促使肝臟中Kupffer細胞分泌大量的IL-6,導致肝星狀細胞纖維化,而使用特異性抑制劑AG490 抑制該通路可以明顯抑制肝纖維化。在四氯化碳誘導的小鼠肝纖維化模型中,抑制JAK/STAT3通路活性可減輕和抑制小鼠肝臟纖維化的形成[14]。國外學者在研究中發(fā)現(xiàn),肺纖維化組織中存在著 JAK、STAT1 和 STAT3 的過度表達[15]。因此,JAK2 /STAT3 信號通路與組織器官的纖維化病理改變密切相關(guān)。
增生性瘢痕也是一種組織纖維化疾病,以成纖維細胞大量增殖、血管大量生成及膠原異常沉積為特征[5]。本研究中免疫組化和Western blot檢測結(jié)果均顯示,在增生性瘢痕中,STAT3蛋白的表達均比正常皮膚中高,且差異均具有統(tǒng)計學意義,提示STAT3與增生性瘢痕的形成存在一定的關(guān)聯(lián),JAK2/STAT3信號通路的異常激活可能參與了增生性瘢痕的形成和發(fā)展,特異性阻斷JAK2/STAT3信號通路是否會達到抑制瘢痕增生的效果?我們下一步將在體內(nèi)和體外實驗中進一步研究該通路在增生性瘢痕發(fā)生中的作用,研究其具體作用機制,以期為增生性瘢痕的早期治療提供新的思路和靶點。
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Expression of STAT3 protein in hypertrophic scar and its significance
LIYun,TIANShe-min,ZHAXin-jian,WEIYing,HUANGHong-jun,XIAOHong-tao,ZHAOXiao-kai.
(DepartmentofBurnsandOrthopedics,ZhengzhouFirstPeople′sHospital,Zhengzhou450000,China)
Objective To investigate the expression of STAT3 protein of JAK2/STAT3 pathway in hypertrophic scars and its significance.Methods The expression of p-STAT3 in 32 cases of hypertrophic scar and 22 cases of normal skin were detected by immunohistochemistry (IHC) and Western blot.Results ⑴ IHC showed that p-STAT3 protein was expressed in both hypertrophic scar and normal skin.Normal skin tissue staining substances are mainly located in the cytoplasm,with a small part in the nucleus.The level of p-STAT3 protein in hypertrophic scars was higher than that in the normal skin,the difference had a statistical significance (P=0); ⑵ Western blot showed that the expression of p-STAT3 in the hypertrophic scar fibroblasts was higher than that in the normal human skins; the difference had a statistical significance (P<0.05).Conclusion The strong expressions of p-STAT3 in hypertrophic scars indicated that the abnormal activity of the JAK2/STAT3 pathway may play an important role in the occurrence of the hypertrophic scar.
Hypertrophic scar; JAK2/STAT3 pathway; p-STAT3
450000 河南 鄭州,鄭州市第一人民醫(yī)院 燒傷科
李 允(1979-),男,河南鄭州人,主治醫(yī)師.
10.3969/j.issn.1673-7040.2016.06.017
R619.6
A
1673-7040(2016)06-0375-03
2016-01-21)