简介:摘要目的探讨白细胞介素4修饰的金纳米酶颗粒(IL-4-AuNP)对糖尿病小鼠全层皮肤缺损创面愈合的作用及其机制。方法采用实验研究方法。改进文献中的方法合成金纳米酶颗粒(AuNP)及IL-4-AuNP,采用透射电子显微镜拍摄2种颗粒形貌并计算其粒径,采用纳米粒度电位仪和粒度分析仪分别检测2种颗粒的表面电位和水合粒径。采用过氧化氢检测试剂盒和超氧阴离子检测试剂盒检测IL-4-AuNP的过氧化氢清除率和超氧阴离子清除率。取小鼠成纤维细胞系3T3细胞,采用随机数字表法(下同)将其分为空白对照组、仅使用过氧化氢处理的单纯过氧化氢组、先使用IL-4-AuNP处理0.5 h再使用过氧化氢处理的过氧化氢+IL-4-AuNP组,培养24 h后,采用免疫荧光法检测细胞活性氧水平,采用细胞计数试剂盒8检测细胞相对存活率。取Raw264.7小鼠巨噬细胞,将其分为空白对照组和用IL-4-AuNP处理的IL-4-AuNP组,培养24 h后,采用免疫荧光法观测细胞中精氨酸酶1(Arg-1)的表达。取12只8~10周龄雄性BALB/c小鼠(小鼠周龄、性别、品系下同),分为IL-4-AuNP组和空白对照组,分别作相应处理。在分组处理第16天,采集小鼠全血分析全血中白细胞计数(WBC)、红细胞计数(RBC)、血红蛋白水平与血小板计数和天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、尿素与肌酐水平;采用苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠心、肝、脾、肺和肾组织的炎症、出血或坏死情况。另取36只鼠,制作糖尿病模型后,在其背部制作全层皮肤缺损创面,将创面分为空白对照组、单纯AuNP组和IL-4-AuNP组,每组12只鼠,分别进行相应处理。于分组处理第0(即刻)、4、9、15天,观察创面情况并计算创面面积。分组处理第9天,采用HE染色检测创面中新生上皮长度和肉芽组织厚度。分组处理第15天,采用免疫荧光法检测创面组织中活性氧水平及Arg-1阳性细胞数。样本数均为6。对数据行独立样本t检验、校正t检验、Tukey检验或Dunnett T3检验。结果AuNP及IL-4-AuNP大小均匀,其粒径、表面电位、水合粒径分别为(13.0±2.1)、(13.9±2.5)nm及(-45.8±3.2)、(-20.3±2.2)mV与(14±3)、(16±4)nm。IL-4-AuNP的过氧化氢清除率和超氧阴离子清除率分别为(69±4)%和(52±5)%。分组培养24 h后,单纯过氧化氢组3T3细胞活性氧水平明显高于空白对照组(q=26.12,P<0.05);过氧化氢+IL-4-AuNP组细胞活性氧水平明显低于单纯过氧化氢组(q=25.12,P<0.05),而与空白对照组接近(P>0.05)。分组培养24 h后,过氧化氢+IL-4-AuNP组3T3细胞相对存活率明显高于单纯过氧化氢组(t=51.44,P<0.05)。分组培养24 h后,IL-4-AuNP组Raw264.7细胞Arg-1的表达明显高于空白对照组(t'=8.83,P<0.05)。分组处理第16天,空白对照组和IL-4-AuNP组小鼠的WBC、RBC、血红蛋白水平与血小板计数和AST、ALT、尿素与肌酐水平比较差异均无统计学意义(P>0.05);IL-4-AuNP组小鼠的心、肝、脾、肺、肾等重要脏器中均未观察到明显的炎症、出血或坏死,与空白对照组相比,无明显变化。分组处理第0、4天,空白对照组、单纯AuNP组和IL-4-AuNP组糖尿病小鼠创面面积比较差异均无统计学意义(P>0.05)。分组处理第9天,单纯AuNP组和IL-4-AuNP组创面面积均明显小于空白对照组(q值分别为9.45、14.87,P<0.05),IL-4-AuNP组创面面积显著小于单纯AuNP组(q=5.42,P<0.05)。分组处理第15天,单纯AuNP组和IL-4-AuNP组创面面积均明显小于空白对照组(q值分别为4.84、20.64,P<0.05),IL-4-AuNP组创面面积显著小于单纯AuNP组(q=15.80,P<0.05);且IL-4-AuNP组创面部位红、肿等炎症反应较其他2组明显减轻。分组处理第9天,相比于空白对照组和单纯AuNP组,IL-4-AuNP组糖尿病小鼠创面中新生上皮长度明显更长(P值均<0.05),创面中的肉芽组织厚度显著增厚(q值分别为11.33、9.65,P值均<0.05)。分组处理第15天,相比于空白对照组,单纯AuNP组和IL-4-AuNP组糖尿病小鼠创面组织的活性氧水平均明显降低(P<0.05)。分组处理第15天,IL-4-AuNP组糖尿病小鼠创面中Arg-1阳性的细胞数显著多于空白对照组和单纯AuNP组(P值均<0.05)。结论IL-4-AuNP在体使用安全,可以通过清除活性氧改善氧化微环境和诱导巨噬细胞向M2表型极化,促进糖尿病小鼠全层皮肤缺损创面高效愈合与修复再生。