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目的:
光老化是指皮肤受到慢性紫外线损伤后出现的衰老变化,它表现为曝光部位皮肤粗糙、皱纹形成、弹性下降、脆性增加、出现色斑,呈皮革样外观。虽然光老化涉及皮肤各层组织,但上述大部分表现是由皮肤真皮层的组织学改变引起的,其特征性改变为异常弹性纤维在真皮细胞外基质(extracellular matrix,ECM)堆积和胶原蛋白减少。光老化的机制至今未完全阐明,基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)上调导致胶原蛋白下降是其中最重要的学说之一,但该学说未能解释弹性蛋白堆积的原因,可见仍有其他机制参与其中。我们的前期研究发现,在慢性紫外线照射后的人体皮肤及体外培养的成纤维细胞中,组织蛋白酶(cathepsin)B、D、K、G的mRNA和蛋白表达均出现异常,首次证明组织蛋白酶与皮肤光老化有关。近年有研究发现组织蛋白酶K在介导皮肤成纤维细胞胞内降解弹性蛋白中起重要作用。弹性纤维的堆积实际上是弹性蛋白合成与降解失衡,组织蛋白酶K参与弹性蛋白降解,可能在光老化过程中起重要作用。为更全面了解组织蛋白酶K与光老化的关系,本研究拟检测组织蛋白酶K在慢性日光模拟紫外线照射(solar-simulated ultraviolet radiation,SSR)后的人体皮肤中的活性变化。
方法:
1.研究对象:
纳入志愿者8例,其中男4例,女4例,年龄范围21-26岁,平均年龄24±0.4岁,皮肤光生物学类型为Ⅲ型或Ⅳ型(Fitzpatrick分类)。受试者既往无日光性皮肤病史或光过敏史,近1月无全身或近2周无局部使用光敏感性药物,局部皮肤无外伤及皮疹,实验期间保证实验部位避免日晒及使用光敏性药物。本课题已取得所有志愿者知情同意及伦理委员会批准(中大附三医伦[2009]2-2号)。
2.方法:
2.1在非曝光部位皮肤(上臀部)行慢性SSR诱导。
日光模拟紫外线(30%UVA+70%UVB,光谱为290~400 nm)每天以1MED量照射随机一侧上臀部皮肤,连续5天/周,共6周(SSR诱导组)。另一侧上臀部皮肤作为正常对照组,不作诱导处理。
2.2观察是否成功诱导慢性光损伤
处理前后拍照,作皮肤外观评估;最后一次诱导后72小时取SSR诱导组及正常对照组皮肤组织作HE染色,镜下观察组织学改变。
2.3组织蛋白酶K活性检测
取两组皮肤组织制备组织匀浆液,以人工合成的二肽化合物乙酰亮氨酰精氨酰氨甲基香豆素为底物,通过荧光酶标仪检测组织蛋白酶K分解产物7-氨基-4-甲基香豆素释放的荧光,以定量测定组织蛋白酶K的特异活性。
3.统计学分析
采用SPSS17.0统计软件进行配对样本t检验分析,显著性检验标准为P<0.05。
结果:
1.SSR诱导组皮肤经6周慢性SSR处理后,外观及镜下呈明显慢性光损伤改变。
2.和正常对照组皮肤相比,SSR诱导组皮肤的组织蛋白酶K活性明显下降;SSR诱导组皮肤组织蛋白酶K的活性为(8.09±5.22)×10-3(nmol/mg·min),正常对照组皮肤组织蛋白酶K的活性为(117.54±39.01)×10-3(nmol/mg·min),正常对照组皮肤组织蛋白酶K的活性为SSR诱导组皮肤的14.53倍,P<0.001,差异有统计学意义。
结论:
组织蛋白酶K在慢性紫外线损伤后的人体皮肤中活性明显降低,提示组织蛋白酶K与皮肤光老化密切相关。