光动力通过NF-κB/Nrf2通路调节巨噬细胞极化状态促进皮肤细菌感染性创面愈合的作用机制研究

The photodynamic therapy (PDT) is one of the recent research focuses in Dermatology. It has been found PDT is a promising new strategy to treat the bacteria infected skin wound in previous study. It is valuable to study its mechanism. Macrophage is a kind of important target cell for PDT, its polarization state is related to wound healing, and NF-κB and Nrf2 are two key nuclear factor which are activated by PDT. In order to explore if the PDT can regulate macrophage polarization via NF-κB/Nrf2 pathway to accelerate the healing of bacteria infected wound, several techniques are planned to be used in this project, including RT-PCR, Westernblot, flow cytometry, gene transfection, gene knockout and so on. The purpose of this project are to observe the effects of PDT to bacteria-macrophage co-culture system and animal skin wound models, to detect the cell growth, M1/M2 differentiation, the secretion of pro-inflammatory /anti-inflammatory factor, wound inflammation and wound healing and et al. Furthermore, the role and mechanism of NF-κB and Nrf2 pathway will be studied. It will be helpful to clarify the mechanism of PDT accelerating the healing of bacteria infected skin wound, and be meaningful to explore the different biological effect of PDT in different condition. It will also provide further experimental evidences for expanding the indications of PDT.

光动力疗法是目前皮肤科研究热点之一。既往研究发现，光动力是治疗皮肤细菌感染性创面很有前景的新策略，研究其细胞生物学机制有着重要的科学意义。巨噬细胞是光动力的重要靶细胞，其极化状态与创面愈合密切相关，而NF-κB和Nrf2是光动力激活的两个重要转录因子。为了探讨光动力是否能通过NF-κB和Nrf2通路调控巨噬细胞的极化状态并促进细菌感染性创面愈合，本研究采用RT-PCR，Westernblot，流式细胞仪，基因转染，基因敲除等技术方法，观察光动力在细菌-巨噬细胞共培养体系和细菌感染性创面动物模型中，对巨噬细胞的生长、M1/M2分化、分泌的促炎/抗炎因子、创面炎症和愈合等指标的影响，及NF-κB和Nrf2信号通路在其中的作用地位及机制。这不仅有利于阐明光动力治疗细菌感染性创面的机制，也对了解光动力这种新治疗方法在不同条件下的生物学效应有着重要的意义，更为拓展PDT的适应症奠定理论和实验基础。

光动力疗法是目前皮肤科研究热点之一。既往研究发现，光动力对细菌感染性皮肤创面有着很好的疗效，同时巨噬细胞是光动力治疗的重要靶细胞之一，其极化状态与创面愈合密切相关。为了进一步深入探讨光动力治疗细菌感染性皮肤创面的作用机制，及光动力激活的两个重要的信号途径NF-κB和Nrf2在其中的调控作用。本研究从细胞实验和动物实验两部分，采用RT-PCR，western blot，免疫荧光，液相芯片，基因转染等技术方法，观察光动力对巨噬细胞极化和吞噬的影响作用及其机制和在细菌感染性皮肤创面中光动力对巨噬细胞的作用及其机制。细胞实验研究结果发现，光动力治疗能调节巨噬细胞的极化，早期能促进巨噬细胞M1极化，增加局部促炎因子，加强局部炎症，促进巨噬细胞的吞噬功能，NF-kB通路在其中起着重要的作用，后期巨噬细胞向M2极化，与Nrf2通路相关；动物实验研究结果发现，光动力对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的皮肤感染创面均有很好的局部杀菌作用，并且光动力治疗后早期能够增加炎症因子表达，增加皮肤感染性创面局部的M1型巨噬细胞，起着促发炎症、吞噬细菌的作用。后期生长因子表达逐渐升高，局部M2型巨噬细胞增多，起着促进肉芽新生，胶原沉积，创面修复的积极作用。这些结果进一步证明了光动力对皮肤感染性创面有着积极治疗作用，其作用机制与巨噬细胞相关信号通路，极化状态，数量和功能有着明确的关系。本项目有助于揭示光动力治疗皮肤感染性创面的作用机制，为阐述光动力在不同作用条件下的不同生物学效应，拓展光动力的适应症提供实验依据。