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Authors Li T, Ma Y, Wang M, Wang T, Wei J, Ren R, He M, Wang G, Boey J, Armstrong DG, Deng W, Chen B
Received 6 September 2018
Accepted for publication 27 December 2018
Published 29 January 2019 Volume 2019:12 Pages 297—309
DOI https://doi.org/10.2147/IDR.S186651
Checked for plagiarism Yes
Review by Single-blind
Peer reviewers approved by Dr Amy Norman
Peer reviewer comments 2
Editor who approved publication: Dr Eric Nulens
摘要:糖尿病足(DF)是糖尿病的严重并发症之一,是导致非外伤性截肢的首要原因,每 20 秒钟就有一位患者因为糖尿病而截肢,85% 的截肢由糖尿病足溃疡(DFU)所致。DF 对患者生命安全及生活质量带来了严重的不利影响,造成巨大经济负担。多种病理机制导致 DFU 愈合困难,其中创面感染是加重病情和阻碍愈合的一个重要因素。DFU 常见革兰阳性球菌感染,尤以金黄色葡萄球菌(S. aureus )为主,抗生素被用于控制 DFU 感染,但溃疡频繁再发及耐药菌株感染导致单纯使用抗生素效果不佳。
近年来,富血小板血浆(PRP)被广泛用于治疗 DFU 创面,由 PRP 经凝血酶或钙剂激活后形成的富血小板凝胶(PRG)被证实具有良好的抗菌和促修复作用。MicroRNAs(miRNAs)是一类小分子非编码 RNA,近来研究提示其与 DFU 创面的愈合直接相关,但具体机制尚不清楚。
本研究采用美国创伤愈合学会(WHS)官方杂志 Wound Repair and
Regeneration 报道的体外创伤模型,将人角质形成细胞(HaCaT 细胞)和S. aureus 在高糖环境下共培养建立体外高糖感染创伤模型,以贫血小板血浆(PPP)为对照,采用富血小板血浆(PRP),富血小板凝胶(PRG)及 PRG 萃取液(EPG)分别干预模型。使用平板菌落计数法检测 S. aureus 生长变化,使用 CCK8 法测定 HaCaT 细胞的增殖情况,评估 PRP 的抗 S. aureus 活性及对受细菌感染细胞的保护作用。采用 qPCR 检测细胞内 microRNA-21 水平变化,采用 Western blot 检测细胞内 PDCD4 蛋白和磷酸化 NF-κB p65 蛋白的变化,免疫荧光技术监测 p65 在细胞内定位,Elisa 法检测与创面愈合相关的炎症因子 IL-6、IL-10、TGF-β1、TNF-α 的变化情况。
结果显示,S. aureus 浓度依赖性的对 HaCaT 细胞增殖造成抑制(图 1)。与 PPP 相比,PRP,RPG 和 EPG 在 24 h 内均能显著抑制 S. aureus 的生长(P <0.01)。干预到 48 h,PRP 不能显著抑制细菌生长(P >0.05),而 PRG 和 EPG 能够继续显著抑制细菌生长(P <0.01)。在 48 h 内 PRG 和 EPG 抑菌作用相当,干预到 72 小时,PRG 的抑菌作用强于 EPG(P <0.05)(图 2)。EPG 能够浓度依赖性的抑制细胞外 S. aureus 生长,对细胞内 S. aureus 也有显著抑制作用(图 3 )。20% EPG 能够保护受 S. aureus 感染的 HaCaT 细胞并促进其增殖(图 4)。S. aureus 感染增加 HaCaT 细胞内 PDCD4 及磷酸化 NF-κB p65 蛋白表达;促进 p65 从细胞浆向细胞核转移,激活 NF-κB 信号通路;升高促炎因子 IL-6、TNF-α,降低抗炎因子 IL-10、TGF-β1。而 EPG 干预后,24h 时 HaCaT 细胞内 miRNA-21 水平显著增加,干预至 48 小时增加幅度更明显,同时 PDCD4 及磷酸化 NF-κB p65 蛋白水平下调,抑制 NF-κB 信号通路,IL-6、TNF-α 水平减少和 IL-10、TGF-β1 水平增加(图 5、图 6、图 7)。
研究结果提示 PRP 经凝血酶和钙剂激活后形成的 PRG 能够更长时间发挥抗 S. aureus 作用适用于临床,而 EPG 作为液体形式使用方便、精确,更适合实验室研究。miRNA-21 可能通过 PDCD4 调控 NF-κB 活性,进而影响与创面愈合相关的抗炎/促炎因子表达,从而在 PRP 治疗 DFU 中发挥抗炎和促进愈和作用,提示 miRNA-21 可能是 DFU 修复中炎症调控的重要靶点。
Keywords: platelet-rich
plasma, antibacterial, anti-inflammatory, cell proliferation-promoting,
diabetic infected wound
