模拟微重力环境下人HaCaT细胞热损伤效应研究

作者：林晶晶; 闫洪锋; 孙培鸣; 张涛; 胡刚; 赵燕; 孙宏伟; 周金莲; 崔彦^*

来源：中华烧伤杂志, 2020, 36(09).

• 失重模拟
• 基质金属蛋白酶9
• 半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3
• 热休克蛋白70
• HaCaT细胞
• 热损伤

目的探讨模拟微重力环境下人HaCaT细胞的热损伤效应。方法取人HaCaT细胞, 采用随机数字表法分为模拟微重力热损伤(SMGTI)组、正常重力热损伤(NGTI)组和正常重力假伤(NGFI)组。NGFI组和NGTI组细胞于培养瓶中常规培养, SMGTI组细胞应用旋转细胞培养系统模拟微重力培养。将SMGTI组和NGTI组细胞置于45 ℃热水中10 min制作热损伤模型, NGFI组细胞置于37 ℃温水中10 min致假伤。伤后12 h, 倒置相差电子显微镜下观察3组细胞形态。伤后2、6、12 h, 取3组单细胞悬液, 流式细胞仪检测细胞周期, 实时荧光定量反转录PCR检测热休克蛋白70(HSP70)与基质金属蛋白酶9(MMP-9)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)mRNA表达量, 实验重复3次。伤后2、6、12 h, 取3组细胞培养上清液, 酶联免疫吸附测定法检测肝素结合性表皮生长因子(HB-EGF)浓度, 实验重复3次。各组各时间点样本数均为3。对数据行析因设计方差分析、单因素方差分析、LSD检验、Kruskal-WallisH检验和Mann-WhitneyU检验。结果 (1)伤后12 h, NGFI组细胞形态规则, 细胞间排列规则, 未见细胞碎片。NGTI组细胞形态较规则, 细胞碎片较少, 细胞间排列较NGFI组紧密。SMGTI组不规则形态细胞较多, 大小不一, 可见死亡细胞碎片。(2)NGTI组伤后2 h G1期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高(P<0.05), 伤后6、12 h较NGFI组和SMGTI组明显降低(P<0.05)。NGTI组伤后2 h的G2/M期细胞百分比较SMGTI组明显降低(P<0.05), NGTI组伤后6、12 h G2/M期细胞百分比较NGFI组和SMGTI组明显升高(P<0.05)。NGTI组伤后2、6、12 h S期细胞百分比较SMGTI组明显升高(P<0.05), NGTI组伤后2、6 h S期细胞百分比较NGFI组明显降低(P<0.05)。(3)伤后2、6 h, NGTI组细胞HSP70 mRNA表达量为2.50±0.30、3.99±0.35, 较NGFI组明显升高(1.14±0.15、0.82±0.27, P<0.05), 较SMGTI组明显升高(1.17±0.53、1.65±0.59, P<0.05)。伤后2、6、12 h, SMGTI组细胞MMP-9 mRNA表达量较NGTI组明显升高(Z=-2.319、-2.882、-2.908, P<0.05)。伤后各时间点, NGTI组细胞caspase-3 mRNA表达量与NGFI组、SMGTI组相近(P>0.05)。(4)伤后2、6、12 h, NGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGFI组明显降低(P<0.01)。伤后2、6 h, SMGTI组细胞培养上清液中HB-EGF浓度较NGTI组明显升高(P<0.01)。结论模拟微重力条件下热损伤人HaCaT细胞的增殖、分泌功能以及创伤修复相关蛋白表达呈现复杂、多元的变化, 这为进一步研究失重条件下损伤修复提供了理论基础。