拉坦前列素对毛囊生长、毛乳头细胞VEGF分泌以及黑素细胞黑素合成的影响

摘要

拉坦前列素(latanoprost)是前列腺素F2α的类似物，广泛应用于开角型青光眼的治疗，取得了满意效果。长期临床观察发现，开角型青光眼和眼压增高的患者局部应用拉坦前列素治疗时，绝大多数患者会出现睫毛增长、增粗、色泽加深、上下眼睑周围出现多毛表现、皮肤色素沉着。动物实验表明，拉坦前列素能明显促进毛发再生。总结拉坦前列素诱导毛发生长的主要表现为：①毛发增多，变得稠密，特别是终末期毛发比例增高；②毛发延长；③毛发增粗；④色素沉着，颜色加深；⑤与皮肤的角度变得陡峭；⑥毛发卷曲；⑦裂隙灯下观察发现眼睑的毳毛变得更丰富，变长、变黑、增粗。拉坦前列素诱导毛发生长的机制目前尚无确切结论，推测可能通过以下几方面发挥调节作用：诱导毛囊从休止期进入生长期；延长毛发生长期从而延长整个毛发周期；刺激毛乳头分泌多种细胞因子或生长因子从而间接促进毛发生长；调节黏附分子的表达；增加蛋白酶的合成等。 毛囊是一种结构复杂的皮肤附属器官，经历生长期、退行期和休止期的周期性循环。真皮乳头对诱导和维持毛囊的周期性循环是必不可少的，通过调控毛母质细胞数量进而影响其自身大小和功能，最终决定了毛干的直径和生长期的长短。已经知道毛乳头细胞能分泌多种生长因子，如胰岛素样生长因子(IGF)-1、成纤维细胞生长因子(FGF)-7、肝细胞生长因子(HGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)等。最新研究发现VEGF能作用于毛囊，在毛囊的周期性循环和毛发生长中起着重要作用。研究发现抗VEGF的中和性抗体可以阻断重组VEGF和毛乳头起源的VEGF的活性，从而首次证实VEGF是毛乳头细胞的一种自分泌生长因子。目前认为VEGF调控毛囊生长的机制主要在以下两方面： (一)促进毛乳头细胞的增殖和迁移研究发现，在体外培养的鼠触须毛乳头细胞中加入不同浓度的VEGF，发现VEGF可以明显促进毛乳头细胞的增殖和迁移，且其最大活性是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的2倍。VEGF可能是通过促进毛乳头细胞的增殖和迁移而调控毛囊的周期性循环和促进毛发生长。 (二)诱导毛囊周围的血管形成毛囊的周期性循环伴随着毛囊周围血管的相应变化，在毛发生长早期毛囊周围有大量血管形成，而至退行期和休止期血管则发生明显退化。研究发现，毛囊周围暂时性的血管生成与毛囊外根鞘的角质形成细胞中VEGFmRNA表达上调有关。用转基因方法使外根鞘角质形成细胞过度表达VEGF能强烈诱导毛囊周围血管形成，从而加速脱毛后毛发再生，并能使毛囊增大、毛干增粗。相反，系统应用中和性抗VEGF抗体则导致毛发生长迟缓、使毛囊减小。 黑素细胞是表皮中树突状细胞的一种，来源于神经嵴。黑素细胞的主要功能就是合成黑素，不同个体皮肤颜色的差异主要是由于黑素细胞合成黑素的种类和数量不同而造成的。黑素可分为两种：棕/黑色的优黑素和黄/红色的褐黑素。人类皮肤着色包括结构性和功能性两类：结构性着色由遗传决定，不受外界环境的影响。功能性着色是环境作用下的黑素合成基础水平的增加。 目前主要有关黑素合成的研究是围绕酪氨酸酶家族成员的调节展开的。酪氨酸酶是黑素合成的关键酶，该酶催化黑素合成早期限速步骤，即底物酪氨酸羟化和多巴氧化。黑素合成的速率与酪氨酸酶的量和活性直接相关。酪氨酸酶相关蛋白(TRP)-1和酪氨酸酶有着共同的催化活性，TRP-1的合成速率与黑素合成呈正相关。TRP-2催化多巴色素转化为5，6-二羟吲哚乙酸，催化黑素合成的后续步骤。翻译后的TYR、TRP-1、TRP-2糖基化过程都可以影响黑素合成。 拉坦前列素治疗青光眼的一个副作用是引起睫毛色泽加深、虹膜及眼周皮肤色素沉着，且长期临床观察发现，拉坦前列素引起虹膜色素沉着为不可逆性。对小鼠黑素瘤细胞、人葡萄膜色素细胞以及表皮黑素瘤细胞研究发现，拉坦前列素能显著提高小鼠黑素瘤细胞酪氨酸酶活性，对人葡萄膜色素细胞和表皮黑素瘤细胞酪氨酸酶活性影响较小，但对上述三种细胞的cAMP诱导作用无显著性差异，因此认为拉坦前列素通过非cAMP途径诱导酪氨酸酶活性。另外还发现，拉坦前列素能提高小鼠黑素瘤细胞分裂指数，对人两种黑素细胞则无影响。对短尾猴虹膜黑素细胞研究发现，拉坦前列素治疗后优黑素合成量增加3～7倍，而褐黑素增量不超过25﹪。与对照组相比，优黑素或褐黑素合成约增加3～5倍。平行实验结果表明拉坦前列素对黑素细胞增殖无明显作用，且对虹膜其他不含黑素细胞的色素层无影响，这表明拉坦前列素直接作用于虹膜黑素合成系统从而引起虹膜色素沉着。对体外培养的牛虹膜黑素细胞、虹膜色素上皮细胞、视网膜色素上皮细胞和脉络膜黑素细胞研究发现，短期应用(3天)拉坦前列素并不能促进上述任何一种细胞增殖及黑素合成增加。 本课题的研究主要包括以下三方面：(一)采用体外培养的猪毛囊模型，观察拉坦前列素对其生长的影响近来研究发现，猪的皮肤和毛囊与人的皮肤和毛囊在结构、生理、毛发生长周期以及交叉抗原之间存在很多相似之处，因此食用型猪已越来越多地被皮肤科、外科、毒理学等领域用作实验研究的新模型。本实验采用猪毛囊体外培养的模型，通过显微镜下测量毛囊生长长度、记录其形态变化、观察培养结束后毛囊组织学结构，观察了拉坦前列素对其生长的影响。结果显示，拉坦前列素浓度达0.8ng/mL时即可显著促进毛囊生长，但随着拉坦前列素浓度升高，则未观察到毛囊生长和拉坦前列素浓度之间存在依赖性。而浓度达0.1μg/mL时，这种促进作用消失，浓度再度升高则显著抑制毛囊的生长。与阳性对照物米诺地尔、胰岛素样生长因子相比，拉坦前列素促毛囊生长作用与米诺地尔相当，弱于胰岛素样生长因子。体外培养第8天毛囊冰冻切片HE染色显示，0.8ng/mL拉坦前列素组毛囊仍保持生长期样外观，不发生或发生轻微的退行性改变；阴性对照组毛囊已发生退行性改变，真皮鞘和外根鞘变薄，毛球部萎缩，毛母质远离毛乳头，毛乳头变小或者消失。因此认为拉坦前列素对体外培养的猪毛囊生长具有明显促进作用，能延长毛囊的生长期。 (二)拉坦前列素对人毛乳头细胞增殖及分泌VEGF的影响本实验旨在观察拉坦前列素对体外培养的人毛乳头细胞增殖及分泌VEGF的影响，探讨拉坦前列素促毛发生长可能的机制。采用两步酶消化法分离纯化毛乳头细胞，贴壁后1天细胞开始迁出呈现放射状生长，2周后细胞绝大部分融合。取第4代细胞用于实验，选择0.16、0.8、4、20、100ng/mL5个浓度的拉坦前列素作用于毛乳头细胞72h，四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定细胞增殖活性，ELISA法检测细胞分泌的VEGF水平。结果显示，拉坦前列素对毛乳头细胞增殖无明显影响，浓度达0.8ng/mL时即明显促进毛乳头细胞分泌VEGF，且随着浓度增高其促进作用增强。与阳性对照物米诺地尔相比，其促进VEGF分泌作用与之相当。因此，我们认为拉坦前列素可能通过促进毛乳头细胞分泌VEGF诱导毛发生长。 (三)拉坦前列素对人表皮黑素细胞增殖及黑素合成的影响取包皮环切术患者的包皮标本，两步酶消化法分离黑素细胞，取传2代后的纯化细胞用于实验。选择0.16、0.8、4、20、100ng/mL5个浓度的拉坦前列素作用于黑素细胞72h，四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定细胞增殖活性，经典方法测定其酪氨酸酶活性和黑素含量。结果显示，拉坦前列素对表皮黑素细胞增殖无明显影响；浓度为4ng/mL时显著促进酪氨酸酶活性、增加黑素含量，且随着浓度增高，其作用增强。与阳性对照物8-MOP相比，其作用较弱。

目录

英文缩略语

前言

第一部分拉坦前列素对体外培养的猪毛囊生长的影响

第二部分拉坦前列素对人毛乳头细胞增殖及分泌血管内皮细胞生长因子的影响

第三部分拉坦前列素对人表皮黑素细胞黑素合成的影响

参考文献

小结

致谢

附录一硕士在读期间发表文章：

附录二综述毛发移植

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