IL-18在病理性瘢痕中的表達及其生物學意義

吳澤勇 張培華 李瑾 李小芳 楊春燕

[摘要]目的：比較IL-18在正常皮膚和病理性瘢痕組織中的表達及分布情況，探討IL-18在病理性瘢痕的形成過程中所起的生物學作用及意義。方法：收集2006年12月到2007年6月廣東醫學院附屬醫院整形外科手術切除的正常皮膚10例，增生性瘢痕組織12例，瘢痕疙瘩12例，應用免疫組織化學技術及熒光定量RT-PCR分別檢測IL-18蛋白及IL-18 mRNA在它們中的表達水平及分布情況。結果：IL-18在正常皮膚、增生性瘢痕及瘢痕疙瘩中均有表達，IL-18mRNA和 IL-18蛋白在瘢痕疙瘩組和增生性瘢痕組之間無明顯差異(P>0.05)，但兩者均低于正常皮膚組(P<0.05)。結論：IL-18可能是病理性瘢痕組織的形成促進因素之一。

[關鍵詞]IL-18；增生性瘢痕；瘢痕疙瘩；RT-PCR；免疫組織化學

[中圖分類號]R619+.6 [文獻標識碼]A[文章編號]1008-6455（2014）06-0454-03

The expression of IL-18 in pathological scars and its biological effect

WU Ze-yong,ZHANG Pei-hua,LI-Jin,LI Xiao-fang,YANG Chun-yan

（1.Department ofPlastic Surgery, Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001,Guangdong,China; 2.Department ofPathology, Affiliated Hospital of Guangdong Medical College; 3.Surgery Laboratory of Clinical Skills Training Center,Guangdong Medical College）

Abstract:ObjectiveComparing the expression and distribution of IL-18 in the normal skin and pathological scars, To explore the biological contribution of lL-18 in the formative course of hypertrophic scard.MethodsFrom December 2006 to June 2007，10 cases of normal skin, 12 cases of proliferative scar and 12 cases of keloid tissues were collected at Department of Plastic Surgery, Affiliated Hospital of Guangdong Medical College.Take normaI skin as control group,Applicating immunohistochemical technique and fluorescence quantitative RT-PCR, to detect the expression level and distribution of IL - 18 protein and IL - 18 mRNA in them. ResultsThe expression of IL-18 protein and IL-18 mRNA was both obviously lower in hypertrophic scar and keloid tissues compared with those of narmal skin respectively y(P<0 05).ConcIusionThe results indicated that IL-18 maybe one of the factors to promote pathological scar tissue forming.

Key words:IL-18;hypertrophic scars;keloid;RT-PCR;immunohistochemical

病理性瘢痕為皮膚創傷后形成的過度增生性疾病，破壞人體表面完整性和組織器官正常結構，導致創傷部位畸形，功能障礙，影響美觀，給患者帶來極大的心理和經濟負擔。目前，其發病機制尚未完全清楚，一般認為是由創傷的遷延愈合，修復細胞中成纖維細胞的大量增殖與凋亡抑制，細胞外基質中膠原合成與降解失衡所引起，主要包括增生性瘢痕及瘢痕疙瘩，其中瘢痕疙瘩又稱瘢痕瘤，具有某些良性腫瘤的特征，與腫瘤發生在分子生物學基礎上存在許多共同點。白細胞介素18(Interleukin-18，IL-18)能刺激 T 細胞及 NK 細胞分泌 IFN-γ，增強穿孔素及 FasL 介導的細胞毒作用, 在增強免疫、抗腫瘤、抗微生物感染等方面具有重要作用, 并在腫瘤的生物治療中表現出廣泛應用前景。IL-18是否在病理性瘢痕的形成中發揮作用，目前國內尚未見報道。本實驗通過觀察 IL-18 在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩組織中的表達水平和分布情況，探討IL-18與病理性瘢痕的關系。

1材料和方法

1.1 材料：收集2006年12月至2007年6月廣東醫學院附屬醫院整形外科手術切除的標本共34例，其中，瘢痕疙瘩組織12例，男性4例，女性8例，年齡15～36歲，平均23歲；增生性瘢痕組織12例，男性5例，女性7例，年齡10～37歲，平均18.5歲；正常皮膚10例，男性5例，女性5例，年齡18～45歲，平均26歲。正常皮膚取自除皺、包皮環切術及外傷多余皮膚，病理性瘢痕取材部位為顏面、前胸、腹部、四肢等，病程為3～24月，患者無慢性病史及長期服用藥物史，瘢痕未進行局部藥物注射治療，患者知情同意。標本切取后去除皮下組織，用生理鹽水清洗，用組織剪將組織塊修成0.5cm×0.5cm大小，部分迅速置于液氮保存；部分置入4%中性甲醛溶液中固定，經常規脫水、石蠟包埋備用。

1.2real time RT-PCR檢測IL-18 mRNA的表達：引物由上海意泓生物科技有限公司合成， Interleukin 18上游引物：5' -CAAGGAAATCGGCCT CTATTT-3'；下游引物：5' - CCTCTAGGCTGGCTATCTT TATACATACT-3'。內參照GAPDH上游引物：5'-GGTGGACAGCGAGGCCAGGAT-3'，下游引物：5'-TTG CCGACAGGATGCAGAAGGA-3'。第一步按照Trizol試劑盒（TOYOBO公司）操作說明書提取標本總RNA，逆轉錄成cDNA；第二步做熒光定量PCR，95℃ 5min；接著95℃ 15s，60℃ 15s， 72℃ 32s；40個循環（72℃ 32s收集熒光信號）；同時，以GAPDH為內參，結果采用比較法測定目的基因的相對表達（即目的基因量= 2△△Ct），分析病理性瘢痕組織與正常皮膚IL-18 mRNA的表達差異。

1.3 免疫組織化學技術檢測IL-18蛋白的表達：標本切取后，常規制備石蠟切片，干燥保存。按IL-18試劑盒（Santa Cruz, Europe）說明書進行免疫組織化學（SP法）檢測。每批標本均用 PBS 代替一抗作為空白對照。IL-18 陽性表達定位于細胞膜和細胞漿，均呈棕黃色顆粒或團快樣分布。每張染色切片由兩人分別對實驗結果進行雙盲法評估。采用IPP7.0圖像分析軟件，每張染色切片自表皮層向真皮層按系統抽樣法隨機抽取5個高倍鏡視野（×400），測定每個視野下陽性反應的累積光密度和所有細胞總面積，以每例5個視野的平均光密度作為該例的測量值，平均光密度=陽性反應的累積光密度/細胞總面積。

1.4 統計學分析：采用SPSS15.0統計學軟件分析實驗數據，計量結果用均數±標準差(x±s)表示，三組間差異采用方差分析和q檢驗。

2結果

2.1 IL-18 mRNA在正常皮膚及病理性瘢痕中的表達：IL-18 mRNA擴增曲線呈典型的S型，熔解曲線為單峰，排除非特異性擴增及引物二聚體的出現。10例正常皮膚、12例增生性瘢痕和12例瘢痕疙瘩的實時熒光定量RT-PCR相對轉錄量檢測結果分別為1.6513±0.2632、1.2931±0.1805、1.3058±0.2107。正常皮膚表達量均高于增生性瘢痕和12例瘢痕疙瘩，差異有統計學意義(P均<0.05)；增生性瘢痕和瘢痕疙瘩表達量相近，差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2 IL-18蛋白的在正常皮膚及病理性瘢痕中的表達：IL-18蛋白的表達定位于細胞漿及細胞間質中，呈棕黃色，在正常皮膚、增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中均有表達，主要集中于增生性瘢痕和瘢痕疙瘩表皮的顆粒細胞層、棘細胞層和基底細胞層的細胞與正常皮膚真皮層的成纖維細胞及其結締組織、毛細血管、淋巴管中，從總體上看，增生性瘢痕組和瘢痕疙瘩組中IL-18蛋白相對表達量均較弱，見圖1～4，差異無統計學意義(P>0.05)，兩者均低與正常皮膚組，差異均有統計學意義(P<0.05)。

3討論

1995年日本學者Okamure等[1]首次從滅活痤瘡丙酸桿菌和脂多糖共處理過的中毒性休克小鼠肝臟的一種由應激誘生的蛋白，由于這種細胞因子能誘導Thl等細胞產生γ干擾素，因而起初被命名為IFN-γ誘生因子，1996年Ushio等[2]克隆出人類IGIF的cDNA并在E.Coli中表達，鑒于IGIF的氨基酸序列與IL-1α、IL-1β有同源性，但缺乏IGIF與IL-1受體結合的證據，繼而研究發現該因子還具有多種生物學活性，因此被重新命名為白介素18（IL-18）。IL-18為多功能細胞因子，能刺激T 細胞及NK 細胞分泌IFN-γ ，增強穿孔素及FasL 介導的細胞毒作用，在自身免疫性疾病、心衰、肺氣腫、急性腎炎、抗微生物感染等方面具有重要的作用[3]。在腫瘤研究方面，已有體外細胞實驗證明，IL-18能通過腺病毒介導的，過度產生IL-18，能有效的抑制腎癌細胞和前列腺癌細胞的生長[4-5]。動物體內試驗提示，IL-18通過FasL-Fas系統，提高細胞毒性CD+T淋巴細胞的活性，抑制骨肉瘤細胞生長。

瘢痕疙瘩是人類特有的一種良性的皮膚纖維增殖腫瘤，具有腫瘤生長的某些特點[6]。很多抑制腫瘤生長及轉移相關的細胞因子，都被引入到病理性瘢痕的研究中，并取得良好的效果。IL-18通過T細胞和NK細胞介導IFN-γ的分泌及FasL-Fas系統促進細胞凋亡，抑制腫瘤的發生發展[7]。IL-18是否通過類似的途徑，促進成纖維細胞凋亡而抑制瘢痕增生，在瘢痕的發生發展中發揮怎樣的重要作用呢？

目前研究已證明，IFN-γ通過TGF-β/Smad上調Smad 7、下調Smad 3，減少CTGF和α-SMA，抑制瘢痕增生[8]。而增生性瘢痕及瘢痕疙瘩均有Fas表達，后者表達量更高，但其敏感性均較低，提高Fas的敏感性將是瘢痕治療的一個重要靶點[9]。IL-18能分泌IFN-γ且可通過FasL-Fas系統促進細胞凋亡。因此我們將IL-18基因引入到病理性瘢痕當中進行研究，通過定量RT-PCR檢測，結果表明IL-18基因在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中表達與正常皮膚相比較，明顯減弱(P<0.05)，說明，IL-18基因在mRNA轉錄水平已經存在異常。

免疫組織化學的實驗結果提示，IL-18蛋白在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中表達與正常皮膚相比較，明顯減弱(P均<0.05)，說明IL-18蛋白在翻譯水平也存在異常。由定量RT-PCR結合免疫組織化學結果，我們可以初步推斷，與正常皮膚組織相比，病理性瘢痕組織中，IL-18mRNA表達異常，導致IL-18蛋白合成的減少，繼而細胞IFN-γ分泌減少及FasL-Fas系統活性降低，使瘢痕組織中成纖維細胞的增殖與凋亡失衡，最終導致瘢痕組織的增生。

[參考文獻]

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[收稿日期]2014-01-26[修回日期]2014-03-04

編輯/張惠娟