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

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

傷口愈合的重要階段包括傷口收縮（由成纖維細胞分化為肌成纖維細胞引發）和上皮化（源于角質形成細胞的遷移與增殖），成纖維細胞和角質形成細胞相互作用、協調愈合過程，若過程失敗會出現病理現象，如皮膚瘢痕攣縮常發生于受拉伸力的傷口區域，但牽張力致瘢痕攣縮的機制尚不明。瞬時受體電位通道（TRPC）被認為是可能的機械細胞轉導途徑，此前發現 TRPC3 在人類增生性疤痕組織中上調，拉伸力可誘導其在培養的成纖維細胞中表達，且 TRPC 參與活化T 細胞鈣調磷酸酶 / 核因子（NFAT）通路激活，內皮素–1（ET-1）作為應激反應調節劑，在角質形成細胞受周期性拉伸時表達上調。

基于此，日本兵庫縣西宮市兵庫醫科大學整形外科的研究團隊運用成纖維細胞填充的膠原晶格（FPCL）方法研究拉伸角質形成細胞分泌的旁分泌因子，檢測人瘢痕組織和拉伸成纖維細胞中內皮素受體的表達水平，并將過表達 TRPC3 的成纖維細胞移植到小鼠背側皮膚，來評估皮膚傷口收縮的速度。研究結果發表在Plast Reconstr Surg Glob Open期刊題為“Stretching Promotes Wound Contraction Through Enhanced Expression of Endothelin Receptor B and TRPC3 in Fibroblasts”。



首 先，為了研究角質形成細胞和成纖維細胞的相互作用，用凝膠收縮試驗分析了人原代成纖維細胞的收縮活性 。為模擬真皮傷口微環境，將人真皮成纖維細胞包埋于三維 I 型膠原基質，與經 24 小時重復性拉伸應變處理的角質形成細胞的條件培養基孵育，結果顯示用經拉伸處理的 HaCaT 細胞條件培養基處理的 FPCL 比對照 FPCL 收縮更明顯（圖 1）。

圖1 用拉伸后角質形成細胞的對照培養基處理的FPCL，其收縮程度比對照組更大。

隨后，用凝膠收縮法分析 TRPC3 過表達成纖維細胞的收縮活性 。角質形成細胞受周期性拉伸產生 ET-1，推測 ET-1 通過 TRPC3 通道作用于成纖維細胞，向 FPCL 添加 ET-1 會增加 TRPC3 過表達的成纖維細胞收縮速率，且添加 TRPC3 特異性抑制劑和內皮素拮抗劑可減弱該收縮效應（圖 2）。

 

圖2 含有過表達TRPC3成纖維細胞的FPCL比對照組具有更強的收縮活性。

接下來，為了研究增生性瘢痕組織中內皮素受體表達水平是否增加，對人類增生性瘢痕樣本的進行研究。結果發現，EDNRB 在增生性瘢痕組織中表達升高，而 EDNRA 的表達與正常皮膚差異不大（圖 3A）。

增生性瘢痕常出現在傷口反復拉伸放松處，為探究成纖維細胞周期性拉伸對內皮素受體表達的影響，對人類原代成纖維細胞進行拉伸，發現細胞的周期性拉伸使 EDNRB 的 mRNA 表達增加，對 EDNRA 表達無顯著影響，且該結果經免疫組化證實（圖 3B、C）。
 

圖3 EDNRA、EDNRB 和 TRPC3 在人增生性瘢痕組織中的表達以及 EDNRA 和EDNRB 在拉伸的人原代成纖維細胞中的表達 。

TRPC3 通過鈣調神經磷酸酶 / NFATc 通路作為機械應力轉導器，為了研究拉伸刺激對 TRPC3 過表達成纖維細胞中 NFATc 的影響，對受拉伸成纖維細胞裂解物進行分析。蛋白免疫印跡顯示周期性拉伸激活了其中的 NFATc4（圖 4A）。因受拉伸成纖維細胞表達更多 TRPC3 且 ET-1 作用由 TRPC3 介導，推測 NFATc4 由 ET-1 激活，對人類原代成纖維細胞先拉伸 24 小時再用 ET-1 處理，發現添加 ET-1 后受拉伸成纖維細胞中 NFATc4 表達上調（圖 4B）。
 

圖4 拉伸力可激活過表達 TRPC3 的成纖維細胞中的 NFATc4，且拉伸后的人原代成纖維細胞中的 NFATc4 可被 ET - 1 激活。

最后，研究人員使用小鼠皮膚全層切除傷口模型，將過表達 TRPC3 的成纖維細胞移植到小鼠背部皮下層，10 天后制造 6 毫米傷口，對比移植過表達 TRPC3 成纖維細胞、對照成纖維細胞、生理鹽水的小鼠傷口愈合情況，發現移植過表達 TRPC3 成纖維細胞的小鼠在受傷后 24 小時內傷口閉合速度更快，第 7 天愈合速度超過對照組（圖5），表明過表達 TRPC3 的成纖維細胞移植能加速小鼠傷口愈合，且三組愈合速度存在差異 。

圖5 將過表達 TRPC3 的成纖維細胞移植到小鼠體內可促進傷口收縮。

總之，該研究表明皮膚傷口成纖維細胞受拉伸時 TRPC3 通道高表達且激活，拉伸力可放大其介導的信號，拉伸的角質形成細胞產生的 ET-1 也能增強成纖維細胞中 TRPC3 信號，導致傷口更多收縮，該結果或能部分解釋身體受反復拉伸部位嚴重瘢痕收縮的機制。

參考文獻：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.

原文鏈接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10129113/

Impact Factor: 1.5

ISSN: 2169-7574 

圖片來源： 所有圖片均來源于參考文獻

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