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.2016年9月；12(3):1542-1550.
doi:10.3892/etm.2016.3497。 Epub 2016年7月1日。

张力变化通过重塑ECM蛋白的表达调节成纤维细胞的增殖和迁移

江敏敏 1, 邱菊慧 2, 张玲玲 2, 东源路 三, 绵龙 三, 李晨 4, 罗向东 2
附属公司

张力的变化通过重塑ECM蛋白的表达调节成纤维细胞的增殖和迁移

江敏敏等。 实验治疗学. 2016年9月.

摘要

创伤愈合是一个复杂但高度组织化的过程，其中细胞迁移和增殖是积极参与的。然而，机械拉伸调节人类皮肤成纤维细胞（HFs）和角质形成细胞增殖和迁移的过程尚不清楚。使用自制的机械拉伸装置，我们检测了HFs细胞外基质（ECM）成分在非拉伸、静态拉伸或循环拉伸条件下的变化。我们进一步研究了角质形成细胞中ECM组分蛋白表达水平的变化，并分析了单个ECM组分对角质细胞增殖和迁移的影响。特别是，研究了钙/钙调素依赖性丝氨酸蛋白激酶（CASK）在周期性牵张下HF增殖中的作用。与无拉伸或静态拉伸的HF相比，周期性拉伸抑制HF增殖。循环拉伸也导致HFs ECM中I型胶原水平的显著降低和纤连蛋白的显著增加。相比之下，在非拉伸和静态拉伸条件下，I型胶原水平增加，纤维连接蛋白水平降低。周期性拉伸后，HFs中的周期性拉伸诱导ECM抑制角质形成细胞的增殖。接种含有单一ECM成分的角质形成细胞表明，I型胶原比纤维连接蛋白更能诱导细胞增殖，而对细胞迁移的影响比纤维连蛋白小。此外，增殖抑制诱导的周期性牵张与整合素β1-CASK信号通路的改变有关。目前的结果表明，皮肤组织中存在HF-ECM-角质形成细胞“串话”。因此，HFs中的整合素β1-CASK信号通路可能参与细胞外牵张的外入信号转导和ECM成分表达的改变。

关键词：钙/钙调素依赖性丝氨酸蛋白激酶；细胞外基质；人皮肤成纤维细胞；整合素；角质形成细胞；机械拉伸。

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数字

图1。
图1。
周期性拉伸诱导HFs的形态学变化并抑制HFs的增殖。（A） 建立内部建造的电池机械拉伸装置。（B） 通过拉伸硅胶膜使用20%应变的典型拉伸模式。（C） 展示拉伸方式的方案应用于接种在膜中央区域的细胞。（D） HF细胞形态无拉伸（左侧）和周期性拉伸（右侧）。（E） 在非拉伸、静态拉伸或拉伸条件下培养5天后的HF细胞总数。在非拉伸、静态拉伸或拉伸条件下培养（F）24、（G）48和（H）120 H的HF细胞的细胞周期分析。数据表示为平均值±标准误差*与静态拉伸组或无拉伸组相比，P＜0.05**与静态拉伸组或无拉伸组相比，P<0.01。HF，人皮肤成纤维细胞。
图2。
图2。
与静态拉伸和非拉伸相比，周期性拉伸显著改变了细胞外基质成分蛋白的表达水平，胶原III和IV减少，纤维连接蛋白水平增加。
图3。
图3。
周期性牵张诱导的HF ECM抑制角质形成细胞的增殖。（A） 在硅胶膜上与HFs制备的ECM在循环拉伸、静态拉伸或非拉伸条件下培养5天后的HaCaT细胞总数（n=3）**与非拉伸或静态拉伸组相比，P<0.01。（B） 在涂有I型胶原、纤维连接蛋白或空白基质的硅胶膜上培养5天，达到指定时间段后，HaCaT细胞总数**与纤维蛋白原涂层或未经处理的膜相比，P<0.01。HaCaT细胞在含有I型胶原、纤维连接蛋白或空白基质的硅胶膜上培养（C）24、（D）72和（E）120小时后的细胞周期曲线**P<0.01，##与未处理膜相比，P＜0.01。（F） 在S、SS或NS处理的HF上对提取的HF ECM中的生长因子包括EGF、FGF、PDGF和IGF进行Western blot。用HST或NT洗脱硅胶膜上的ECM。（G）用I型胶原或纤连蛋白基质对硅胶膜上HaCaT细胞的划痕迁移试验。分别在划伤后16小时和32小时通过创伤愈合试验研究基质蛋白对细胞迁移的影响*与静态拉伸组或无拉伸组相比，P<0.05。HF，人皮肤成纤维细胞；ECM、细胞外基质；S、 循环拉伸；SS，静态拉伸；NS，非拉伸；HST，高盐溶液；NT，无高盐溶液。
图4。
图4。
整合素β1-CASK信号通路参与了HF对周期性机械拉伸反应的HF增殖。（A） HFs细胞裂解物与CASK和整合素β1的协同免疫沉淀。（B） HF细胞中CASK和整合素β1的结合活性（n=6）**与其他组相比，用pM-CASK和pVP16整合素β1细胞内末端共转染的HF细胞P<0.01。（C） 在指定的时间段内，循环拉伸或非拉伸条件下，有或无si-CASK敲除的HF细胞总数**P<0.01 HF细胞/拉伸与HF si-CASK细胞/拉伸；##与HF细胞/非拉伸或HF si-CASK细胞/非伸展相比，P<0.01 HF si-CASK细胞。（D） HF细胞在周期性拉伸时，无论是否敲除CASK，I型胶原、纤维连接蛋白、整合素β1、β3、CASK表达水平的变化。β-actin作为负荷控制。在周期性拉伸或非拉伸培养（E）24、（F）72和（G）120小时后，有或无si-CASK敲除的HF细胞的细胞周期分析。*与静态拉伸或无拉伸组相比，P<0.05**P<0.01 si-CASK HF细胞/拉伸与HF细胞/拉伸；#P<0.05 HF si CASK细胞/拉伸vs.HF细胞/非拉伸或HF si CASK细胞/非拉伸。##P<0.01 si-CASK HF细胞/拉伸与HF细胞／非拉伸HF，人皮肤成纤维细胞；CASK，钙/钙调素依赖性丝氨酸蛋白激酶。
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参考文献

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