Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts

Keywords: Stretching; Wound contraction; Endothelin Receptor B; TRPC3; Fibroblasts.

伤口愈合的重要阶段包括伤口收缩（由成纤维细胞分化为肌成纤维细胞引发）和上皮化（源于角质形成细胞的迁移与增殖），成纤维细胞和角质形成细胞相互作用、协调愈合过程，若过程失败会出现病理现象，如皮肤瘢痕挛缩常发生于受拉伸力的伤口区域，但牵张力致瘢痕挛缩的机制尚不明。瞬时受体电位通道（TRPC）被认为是可能的机械细胞转导途径，此前发现 TRPC3 在人类增生性疤痕组织中上调，拉伸力可诱导其在培养的成纤维细胞中表达，且 TRPC 参与活化T 细胞钙调磷酸酶 / 核因子（NFAT）通路激活，内皮素–1（ET-1）作为应激反应调节剂，在角质形成细胞受周期性拉伸时表达上调。

基于此，日本兵库县西宫市兵库医科大学整形外科的研究团队运用成纤维细胞填充的胶原晶格（FPCL）方法研究拉伸角质形成细胞分泌的旁分泌因子，检测人瘢痕组织和拉伸成纤维细胞中内皮素受体的表达水平，并将过表达 TRPC3 的成纤维细胞移植到小鼠背侧皮肤，来评估皮肤伤口收缩的速度。研究结果发表在Plast Reconstr Surg Glob Open期刊题为“Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts”。



首 先，为了研究角质形成细胞和成纤维细胞的相互作用，用凝胶收缩试验分析了人原代成纤维细胞的收缩活性 。为模拟真皮伤口微环境，将人真皮成纤维细胞包埋于三维 I 型胶原基质，与经 24 小时重复性拉伸应变处理的角质形成细胞的条件培养基孵育，结果显示用经拉伸处理的 HaCaT 细胞条件培养基处理的 FPCL 比对照 FPCL 收缩更明显（图 1）。

图1 用拉伸后角质形成细胞的对照培养基处理的FPCL，其收缩程度比对照组更大。

随后，用凝胶收缩法分析 TRPC3 过表达成纤维细胞的收缩活性 。角质形成细胞受周期性拉伸产生 ET-1，推测 ET-1 通过 TRPC3 通道作用于成纤维细胞，向 FPCL 添加 ET-1 会增加 TRPC3 过表达的成纤维细胞收缩速率，且添加 TRPC3 特异性抑制剂和内皮素拮抗剂可减弱该收缩效应（图 2）。

图2 含有过表达TRPC3成纤维细胞的FPCL比对照组具有更强的收缩活性。

接下来，为了研究增生性瘢痕组织中内皮素受体表达水平是否增加，对人类增生性瘢痕样本的进行研究。结果发现，EDNRB 在增生性瘢痕组织中表达升高，而 EDNRA 的表达与正常皮肤差异不大（图 3A）。

增生性瘢痕常出现在伤口反复拉伸放松处，为探究成纤维细胞周期性拉伸对内皮素受体表达的影响，对人类原代成纤维细胞进行拉伸，发现细胞的周期性拉伸使 EDNRB 的 mRNA 表达增加，对 EDNRA 表达无显著影响，且该结果经免疫组化证实（图 3B、C）。
 

图3 EDNRA、EDNRB 和 TRPC3 在人增生性瘢痕组织中的表达以及 EDNRA 和EDNRB 在拉伸的人原代成纤维细胞中的表达 。

TRPC3 通过钙调神经磷酸酶 / NFATc 通路作为机械应力转导器，为了研究拉伸刺激对 TRPC3 过表达成纤维细胞中 NFATc 的影响，对受拉伸成纤维细胞裂解物进行分析。蛋白免疫印迹显示周期性拉伸激活了其中的 NFATc4（图 4A）。因受拉伸成纤维细胞表达更多 TRPC3 且 ET-1 作用由 TRPC3 介导，推测 NFATc4 由 ET-1 激活，对人类原代成纤维细胞先拉伸 24 小时再用 ET-1 处理，发现添加 ET-1 后受拉伸成纤维细胞中 NFATc4 表达上调（图 4B）。
 

图4 拉伸力可激活过表达 TRPC3 的成纤维细胞中的 NFATc4，且拉伸后的人原代成纤维细胞中的 NFATc4 可被 ET - 1 激活。

最后，研究人员使用小鼠皮肤全层切除伤口模型，将过表达 TRPC3 的成纤维细胞移植到小鼠背部皮下层，10 天后制造 6 毫米伤口，对比移植过表达 TRPC3 成纤维细胞、对照成纤维细胞、生理盐水的小鼠伤口愈合情况，发现移植过表达 TRPC3 成纤维细胞的小鼠在受伤后 24 小时内伤口闭合速度更快，第 7 天愈合速度超过对照组（图5），表明过表达 TRPC3 的成纤维细胞移植能加速小鼠伤口愈合，且三组愈合速度存在差异 。

图5 将过表达 TRPC3 的成纤维细胞移植到小鼠体内可促进伤口收缩。

总之，该研究表明皮肤伤口成纤维细胞受拉伸时 TRPC3 通道高表达且激活，拉伸力可放大其介导的信号，拉伸的角质形成细胞产生的 ET-1 也能增强成纤维细胞中 TRPC3 信号，导致伤口更多收缩，该结果或能部分解释身体受反复拉伸部位严重瘢痕收缩的机制。

参考文献：Kawai K, Ishise H, Kubo T, Larson B, Fujiwara T, Nishimoto S, Kakibuchi M. Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2023 Apr 25;11(4):e4954. doi: 10.1097/GOX.0000000000004954. PMID: 37113309; PMCID: PMC10129113.

原文链接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10129113/

Impact Factor: 1.5

ISSN: 2169-7574 

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