直流电场对BALB/c小鼠乳鼠真皮成纤维细胞定向迁移与排列的作用及其机制

摘要：目的 明确外源性直流电场对BALB/c小鼠乳鼠真皮Fb定向迁移与排列的作用,初步探讨其相关机制. 方法 取12只BALB/c小鼠乳鼠,分4批次,每批次取3只乳鼠背部皮肤培养真皮Fb,将第2代Fb以5×104个/mL接种于27块方形盖玻片.(1)实验1.取6块接种了第2代Fb的盖玻片(下同)分为加电组和假电组,各3块.于活细胞工作站内,加电组加电处理,电场强度为200 mV/mm,假电组模拟操作但不通电(下同),持续作用6h,计算细胞增殖率.(2)实验2.取6块盖玻片同实验1分组并处理,活细胞工作站下观察并分析电场作用6h内细胞的运动轨迹;电场作用0(即刻)、1、2、3、4、5、6h细胞迁移方向性变化,以cos(α)表示;电场作用6h内细胞的迁移速度;电场作用6h内细胞长轴方向变化;电场作用0、1、2、3、4、5、6h细胞排列的方向性变化,以极向值cos[2(θ-90)]表示.电场作用6h后,采用免疫荧光染色法观察细胞微丝、微管形态变化.(3)实验3.取6块盖玻片,分为细胞松弛素D组(加入1 μmol/L的细胞松弛素D处理10 min)和秋水仙素组(加入5 μmol/L的秋水仙素处理10 min),各3块.同实验2分别观察2组细胞微丝、微管形态变化.(4)实验4.取9块盖玻片分为对照组、细胞松弛素D组、秋水仙素组,各3块.对照组不进行任何处理,细胞松弛素D组、秋水仙素组处理同实验3.均加电处理6h,电场强度200 mV/mm.分析电场作用6h内细胞运动轨迹,并计算电场作用6h内细胞迁移速度;计算电场作用0、3、6h细胞极向值;记录电场作用0、6h细胞形态变化.对数据行独立样本t检验、单因素方差分析、LSD检验. 结果 (1)加电组、假电组细胞增殖率比较,差异无统计学意义(t=-0.24,P＞0.05).(2)加电组细胞电场作用6h内整体趋向于朝电场阳极方向迁移,假电组细胞6h内呈任意方向运动.电场作用0h,2组细胞的cos(α)均为0;电场作用1h,加电组细胞的cos(α)达-0.57 ±0.06,绝对值显著高于假电组的0.13±0.09(t =6.68,P＜0.01);此后2～6h一直明显高于假电组(t值为5.33 ～ 6.83,P值均小于0.01).电场作用6h内,加电组细胞的迁移速度为(0.308±0.019) μm/min,显著高于假电组的(0.228±0.021) μm/min(t=-2.76,P＜0.01).加电组细胞电场作用6h内细胞长轴趋向于与电场方向垂直,假电组细胞6h内呈任意取向排列.电场作用2～6h,加电组细胞极向值均显著高于假电组(t值为-7.52～-0.90,P值均小于0.01).电场作用6h,加电组细胞的微丝和微管形态与假电组相似.(3)细胞松弛素D组细胞的微丝荧光强度显著减弱,束状结构模糊;秋水仙素组细胞的微管呈弱荧光强度的弥散模糊结构.(4)电场作用6h内,对照组细胞整体趋向于朝电场阳极方向迁移,而细胞松弛素D组和秋水仙素组细胞均呈任意方向运动.电场作用6h内,3组细胞的迁移速度差异明显(F =6.36,P＜0.01).与对照组相比,细胞松弛素D组、秋水仙素组细胞迁移速度显著降低(P ＜0.05或P＜0.01).电场作用0、3、6h,3组细胞极向值相近(F值为0.99 ～ 1.51,P值均大于0.05).电场作用0h,对照组细胞为梭形,细胞松弛素D组细胞呈多角形或不规则形,秋水仙素组细胞呈锯齿状圆形或椭圆形;电场作用6h,对照组细胞形态无明显变化,细胞松弛素D组细胞呈梭形且两端呈多分叉形态,秋水仙素组细胞呈锯齿状椭圆形. 结论 生理强度外源性直流电场可诱导BALB/c小鼠乳鼠真皮Fb发生定向迁移和排列.微丝、微管是电场诱导Fb定向迁移所必需的骨架结构,而非电场诱导Fb定向排列所必需.