胰岛素样生长因子-1对人体外培养毛囊生长的影响

胰岛素样生长因子-1对人体外培养毛囊生长的影响 胰岛素样生长因子-1对人体外培养毛囊生 长的影响 山东医药2006年第46卷第7期 胰岛素样生长因子一1对人体外培养 毛囊生长的影响 李英春,韩勇,李琳 (1扬州大学医学院,江苏扬州225001;2山东省皮肤病医院整形激光美客中心) 【摘耍】目的探讨胰岛素样生长因子一1(IGF一1)对人体外培养毛囊生长的影响. 方法将体外培养的人毛 囊分为空白组,胰岛素组和IGF一1组,用目镜测微尺测量毛囊长度及病理学变化. 结果IGF-1组与胰岛素组均 具有保持毛囊生长期形态的作用IGF一1对毛囊生长的影响具有剂量依赖性.与 胰岛素同时作用于毛囊时无累加 作用.结论IGF-1对人体外培养的毛囊具有保持其生长形态的作用.IGF-1在毛囊 生长过程中可以替代胰岛素 的作用. 【关键词】胰岛素样生长因子1,毛囊,培养 【中圈分类号】R735.7【文献标识码】A【文章编号】1002266X(2006)07.0013.02 Abstraet:ObjectivelToobservetheeffectsofIGF一 1onhumanhairfolliclesinvitro.Methods:IGF.1was addedtothemodelofhumanhairfollicleinvitro.Culturedhumanhairfolliclesweredividedin tothreegroupsl theblankcontrolgroup,theinsulingroup,theIGF一 1groups.Thelengthofhairfolliclesandpathological changesweremeasuredwithaneyepiecemicrometer.ResultstIGF-1andinsulincanpreserv etheshapeofhair follicleinvitro.TheeffectsofIGF一 1onhairfollicleweredose-dependent.Therewasnocumulativeeffect betweenIGF.1andinsulin.Conclusions:IGF.1canpreservetheshapeofthehumanhairfolliel e.Itcanbea substituteofinsuliningrowthcycleofhairfollicle. Keywords:insulin—likegrowthfactorlIhairfollicle,culture 毛发作为皮肤的一个附属器官,在皮肤的自我 更新,烧伤创面的愈合,秃发和多毛症的治疗,色素 沉着或脱失等方面具有重要的作用,毛发的周期性 生长通过毛囊变化来控制口].胰岛素样生长因子1 (IGF一1)作为一种生物活性多肽,对多种细胞具有刺 激生长作用,国外文献证实,IGF一1参与毛囊生长周 期的调节[2].2005年1,1o月,我们通过建立毛囊体 外培养器官模型,祛除体内复杂的影响因素,研究 IGF一1对人体外培养毛囊生长的影响. 1材料与方法 1.1标本来源山东省皮肤病医院整形科行面部 除皱术后患者颞区废弃头皮(患者年龄34"-'37岁). 1.2试剂WilliamsE培养基(Gibco),Hepes (AMRESC0),L一谷氨酰胺(AMRESC0),胰岛素(南 京新百药业有限公司),氢化可的松(扬州制药有限公 司),转铁蛋白(Sigma),亚硒酸钠(第四军医大学鲁开 化教授惠赠),IGF-1(Invitrogen).毛囊培养基由 WilliamsE无血清培养基加入Hepes2mmol/L,谷氨 酰胺2mmol/L,氢化可的松400~g/I,转铁蛋白lOng/ ml,亚硒酸钠10ng/L,庆大霉素40U/ml构成. [基金项目]山东省医药卫生科技发展计划(20040501) 1.3毛囊的分离及培养先用无菌生理盐水清洗 头皮标本血污并剪除外露毛干,再用1t1000新洁 尔灭浸泡消毒标本8min,消毒后用生理盐水冲洗.并 转入超静工作台中进行毛囊分离.在手术显微镜下 用眼科剪剪开真皮与皮下交界,从皮下脂肪中逆行 拔出毛囊,分离后的毛囊置于WilliamsE培养基中 待培养.选取结构完整的生长期毛囊,将其转移至24 孔细胞培养板内,每孔1根并加入培养基lml,置于 37?,5CO.细胞培养箱中培养,培养5d后毛囊仍 有生长的继续每孔再次添加培养基0.5ml(成分同毛 囊分组时所添加成分). 1.4毛囊的分组共培养216根毛囊,分成9组,每 组24根,第1组为空白组(含有毛囊培养基);第2组 为胰岛素组(培养基+胰岛素10gg/m1);第3,8组 为实验组,分别为I组(培养基十IGF一10.1ng/m1), ?组(培养基+IGF一1lng/m1),?组(培养基+IGF— I10ng/m1),IV组(培养基十IGF-1100ng/m1),V组 (培养基+胰岛素10ttg/ml+IGF一110ng/m1),VI组 (培养基+胰岛素10~g/ml+IGF一1100ng/m1). 1.5检测指标?毛囊前5d每天的生长长度:每 天定时在倒置显微镜下用目镜测微尺测量毛囊的生 】3 长长度并.?毛囊形态学变化及毛囊的最终生 长时间:观察毛囊的形态变化,并选取部分生长毛囊 做常规病理学切片HE染色,记录毛囊的最终生长时 山东医药2006年第46卷第7期 行方差处理. 2结果 2.1体外游离毛囊的生长长度每组随机取12 间.毛囊生长长度数据应用SPSS10.0统计学软件进根,应用倒置显微镜观察毛囊 的生长长度,见表1 衰I各组毛囊每天生长长度(土) 注:与空白组,实验组I组,I组比较,'P<O.05I与胰岛索组比较,P>O.05. 2.2毛囊的生长长度变化?培养基内无胰岛素 及IGF一1时,毛囊不能保持其正常形态及生长.? IGF一1浓度为0.1,lng/ml时,毛囊的形态有所改 善,并有少量毛囊生长;IGF一1浓度10,lOOng/ml 后,毛囊保持正常形态并生长.?无胰岛素而IGF一1 0.1,lOng/ml时,毛囊生长表现为随IGF-I浓度增 加呈剂量依赖性;IGF一1lOOng/ml时毛囊生长不再 显着增加.?与胰岛素组比较,实验组的毛囊形态保 持时间无明显延长.?培养基内同时存在胰岛素及 IGF一1时,两者未表现出协同作用,毛囊的生长比胰 岛素组无明显增加. 2.3毛囊的形态学变化培养前,毛囊,毛乳头清 晰,与毛母质界限分明,呈锥形嵌入,毛千及内,外根 鞘之间的界限清楚;培养初期,毛乳头清晰,毛囊的 生长表现为毛千及内外根鞘延长,结缔组织鞘无明 显变化,随后毛干与内皮根鞘之间的界限逐渐模糊; 培养后期,毛母质萎缩远离毛乳头,毛乳头变小,毛 囊的层次结构界限模糊,毛球部扭曲变形,最终毛囊 根部呈杵状,毛囊停止生长. 毛囊病理切片HE染色显示,培养前毛囊毛球形 态较圆,结构致密,各层组织界限清晰}培养后的毛 囊毛乳头细长,毛根上移,毛根基底与毛囊基底距离 增大,毛球体积相对变小,结构疏松,外毛根鞘细胞 增多;进入退行期的毛囊各层次结构模糊,毛乳头聚 缩成团,毛乳头模糊并远离毛母质,毛母质萎缩,细 胞明显减少,毛囊的结缔组织鞘明显增厚.实验组与 胰岛素组的毛囊最终生长时间未见明显延长 3讨论 由于体外培养的人毛囊的生长主要集中在前 4d,尤其是前48h,所以我们以体外培养人毛囊的前 5d的长度变化作为研究对象,并记录毛囊生长时间,- 14, 通过对其生长进行干预来观察IGF一1对其生长发育 的影响.IGF一1是由70个氨基酸残基组成的单链多 肽,主要由肝脏合成,其结构与胰岛素类似,具有类 胰岛素样效应[.IGF一1作为有丝分裂原,是细胞从 G1期向S期转变所必需的分子.IGF1在组织修复 中起重要作用,对许多组织细胞的增殖和分化起调 节作用,促进细胞的生长和分化成熟,还可调控细胞 凋亡和肿瘤的发生发展. 在毛囊的生长发育中,IGF1以旁分泌或自分泌 的方式由间充质细胞产生,对正常毛发的生长发育 是必需的,对毛囊的生长周期起着重要的调节作用, 可以调控毛囊生长期至退行期的转换.IGF一1刺激毛 囊生长的作用源于在不同生长周期调控上皮角化细 胞的增殖和分化,减少毛囊的细胞凋亡[3]. . 胰岛索生长因子系统在机体细胞的增殖,分化, 凋亡,机体的生长发育及肿瘤的发生发展等方面起 着重要的调控作用,而IGF一1作为其系统的重要组 成部分决定了它在疾病治疗中的重要地位,已用于 多种疾病的临床治疗实验.本文结果显示,IGF一1在 毛囊生长发育及形态维持中具有重要作用,为临床 处理皮肤创面愈合,组织再生及毛发疾病提供了理 论基础. 【参考文献】 [1]Jan8JH.Stimulationofhumanhairgrowthbytherecombinant humankeratinocytegrowthfactor一2[J].BiotechnolLett.2005. 27(11)t749—752. [2]FujieT,KatohS,OuraH,eta1.Thechemotacticeffectofa dermalpapillacell—derivedfactoronouterrootsheathcellsCJ].J DermatolSci,2001,25(3)I206—212. [3]SuHY,HichfordJG,BickerstaffeR.eta1.Insulin-likegrowth factor1andhairgrowth[J].DermatolOnlineJ,1999,5(2)l1. (收稿日期l2005—10—28)