扩张皮肤再生关键蛋白的筛选及功能鉴定

Tissue expansion has been used to harvest large “new-born” skin to perform repair and reconstruction in clinic. However, due to the limited regenerative ability, it needs 6-8 months to obtain enough skin. Such a long expansion time increases the incidence of complications greatly, such as infection, expander broken, skin thinning, redness and even necrosis, etc. To improve skin regenerative ability is the key to solve this problem. It is necessary to make clear the mechanism of skin regeneration caused by mechanical stretch, further to determine the key regulatory factor. Then, a purposeful intervention would be performed to improve the regenerative ability effectively, shortening the expansion period. Therefore, with the help of proteomics, this study will look for the changed protein between the expanded skin and normal skin, and perform bioinformatics analysis and experimental verification in vivo and in vitro, eventually determine the key protein adjusting regeneration of expanded skin and decipher the "regeneration password". This study not only helps to deepen the understanding of regenerative mechanism of expanded skin, but to find new intervention targets to provide the clinical treatment with experimental basis.

通过组织扩张术获取大面积新生皮肤进行修复重建是目前整形外科常用的方法。由于皮肤的再生能力有限，获取大面积新生皮肤往往需要6-8个月的时间。这么长的扩张时间使得并发症的发生率大大增加，如感染、扩张器破裂、皮肤发红变薄甚至坏死等。提高皮肤的再生能力是解决这个问题的关键。那么，明确机械张力诱导皮肤再生的机制，确定关键调节因子，进行有针对性的干预，就可以有效地提高皮肤的再生能力，缩短扩张时间。所以，本研究拟借助于近年来流行的差异蛋白组学法，寻找扩张皮肤组织和未扩张皮肤组织之间的差异蛋白，进一步行生物信息学分析及体内外实验验证，最终确定调节扩张皮肤再生的关键蛋白，破译扩张皮肤再生的“密码”。该研究结果不仅有助于加深对扩张皮肤再生机制的认识，还可以寻找到新的干预靶点，为临床治疗提供实验依据。

组织扩张术的本质是由机械张力刺激引起的皮肤再生。明确机械张力引起皮肤再生的机制，尤其是其中的关键调节因子，则有望通过有针对性的治疗提高皮肤的再生能力，从而提高扩张效率，减少扩张过程中的并发症。本研究拟采用近年来广泛应用的差异蛋白组学技术，寻找出扩张皮肤再生的关键蛋白，并对此蛋白的作用进行鉴定。收集未扩张的皮肤及扩张1周及2周的皮肤行差异蛋白组学检测，发现Dsg3在不同时间点均高表达，遂行基因及蛋白水平验证，均证实Dsg3的高表达。为验证Dsg3的作用，构建携带siDsg3的质粒。体外实验中，使用携带siDsg3的质粒转染成纤维细胞，结果发现成纤维细胞的增殖能力及分泌I型胶原的能力明显低于未加入质粒组。体外实验则使用大鼠皮肤组织扩张模型，将携带siDsg3的质粒注射至皮下组织中，对照组为等量生理盐水注射组。扩张过程中维持恒压扩张，共注水8次。扩张结束后统计二组的扩张量，并收集不同时间点的大鼠扩张皮肤行组织学染色及wnt/β-catenin通路的检测。结果发现，Dsg3的合成受到抑制后，皮肤再生的速度明显减慢，表现为扩张结束时扩张量明显低于对照组，胶原蛋白的含量、增殖细胞数量及毛细血管密度均低于对照组。组织免疫荧光染色及Western blot检测发现siDsg3组β-catenin的表达也明显降低，说明wnt/β-catenin通路在Dsg3促进扩张皮肤再生过程中发挥重要作用。通过以上的实验结果说明Dsg3是扩张皮肤再生的关键蛋白，可以作为一个关键的调节靶点进行深入研究，以更大地发挥Dsg3的促扩张皮肤再生作用。