Q开关Nd:YAG 1064nm激光照射对人表皮黑素细胞生物学及黑素合成的影响

摘要

近年来随着“选择性光热理论”的提出，医用激光技术在临床治疗和皮肤美容领域的发展十分迅速，其中Q开关Nd:YAG1064nm激光在治疗太田痣、黄褐斑、雀斑等色素增加性皮肤病取得了比较满意的效果。然而，目前Q开关激光治疗表皮色素增加性皮肤病还存在一定的副作用，究其原因一方面可能是表皮色素增加性皮肤病病因复杂，另一方面是由于Q开关激光对表皮黑素细胞黑素合成的影响及其分子机制目前尚不十分清楚，从而限制了Q开关激光的广泛应用。目前人们对Q开关Nd:YAG1064nm激光的治疗原理的认识尚仅局限于黑素颗粒对光的选择性吸收，而除此之外对激光照射引起的光生物学作用并不清楚。因此，我们通过实验研究初步探讨Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞的生物学及黑素合成的影响。
　　实验目的：研究Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞的生物学及黑素合成的影响。
　　实验方法：在本研究中，我们选择目前最先进的MedliteC6Q开关Nd:YAG激光照射体外培养的人表皮黑素细胞，参数选择为：波长1064nm,光斑直径6mm，频率2Hz。研究内容有：①光学显微镜下观察Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后细胞形态的变化；②MTT法检测Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞细胞活性的影响；③流式细胞仪检测Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞周期与凋亡的影响；④多巴染色法测定Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后人表皮黑素细胞树突数量及长度的变化；⑤多巴氧化法检测Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后酪氨酸酶（Tyr）活性的变化；⑥荧光定量反转录(RT)-PCR和Westenblot分别检测Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后Tyr和酪氨酸酶相关蛋白(TRP-1和TRP-2)基因转录和蛋白表达水平的变化。
　　实验结果：1.不同能量密度的Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞活性及形态的影响：①MTT结果表明：人表皮黑素细胞对Q开关Nd:YAG1064nm激光照射的能量密度有一定的耐受范围，在本实验中不影响细胞存活率的最高照射能量密度为3J/cm2，即人表皮黑素细胞可以耐受的照射能量密度阈值为3J/cm2。我们以此为依据将细胞分为对照组，1J/cm2照射组（代表本实验中不影响细胞生存率的最低照射能量密度）与5J/cm2照射组（代表本实验中超出黑素细胞可以耐受的阈值范围的最高照射能量密度），继续下面的实验。②不同能量密度的Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后人表皮黑素细胞活性的时效性分析结果表明：与对照组比较，1J/cm2组黑素细胞活性在各时间点均无明显差异（P＞0.05），而5J/cm2组人表皮黑素细胞活性分别在照射后0h时、24h时与48h时这三个时间点明显降低（P＜0.05）。5J/cm2照射后，人表皮黑素细胞增殖曲线在48h内逐渐下降至最低点后又显著上升。③我们在光学显微镜下观察到各组细胞的形态在Q开关Nd:YAG1064nm激光照射后即刻无明显改变，但接受照射后24h时与对照组比较1J/cm2照射组黑素细胞大小无明显变化，但是树突长度增加；而3J/cm2照射组黑素细胞体积明显变小，树突数量减少并且长度缩短。
　　2.Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞周期与凋亡的影响：①在不影响细胞存活率的能量密度范围内，将黑素细胞分为对照组、1J/cm2照射组（代表本实验中不影响细胞生存率的最低照射能量密度）与3J/cm2照射组（代表在本实验中不影响细胞存活率的最高照射能量密度，即黑素细胞可以耐受的照射能量密度阈值）。②细胞周期结果表明：1J/cm2照射组人表皮黑素细胞S期细胞数量轻度增加（P＜0.05），而3J/cm2照射组人表皮黑素细胞S期细胞数量则显著减少（P＜0.05）。③细胞凋亡结果表明：与对照组细胞凋亡率相比，1J/cm2照射组无明显差异（P＞0.05），而3J/cm2照射组细胞凋亡率明显增加（P＜0.05）。
　　3.Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞黑素合成的影响：①在不影响黑素细胞存活率的范围内，能量密度为1J/cm2的激光照射可以刺激Tyr活性，增加黑素细胞树突的数量和长度；上调Tyr与TRP-1的mRNA表达,而TRP-2mRNA表达并无明显变化，其蛋白水平的变化与转录水平相符。②在不影响黑素细胞活性的范围内，能量密度为3J/cm2的激光照射能明显抑制Tyr活性，减少黑素细胞树突的数量和长度；同时也不同程度的抑制了Try、TRP-1和TRP-2的mRNA表达与蛋白合成。
　　主要结论：
　　1.人表皮黑素细胞对Q开关Nd:YAG1064nm激光照射的能量密度存在一定的耐受范围。当能量密度大于一定值（人表皮黑素细胞能耐受的阈值）时，Q开关Nd:YAG1064nm激光的照射对细胞活性的抑制作用会随着能量密度的增加而逐渐增强，但这种抑制作用并不持续存在，黑素细胞的活性经过一段时间后可以逐渐恢复。
　　2.在不影响黑素细胞存活率的范围内，其中较低的能量密度的Q开关Nd:YAG1064nm激光照射能够刺激人表皮黑素细胞DNA合成，表现出生物刺激作用。当选择人表皮黑素细胞可以耐受的能量密度阈值照射时，Q开关Nd:YAG1064nm激光可以明显抑制人表皮黑素细胞DNA合成并促进其凋亡。
　　3.在不影响黑素细胞存活率的范围内，Q开关Nd:YAG1064nm激光照射可以影响黑素合成。其中较低的能量密度的激光照射能够通过刺激酪氨酸酶家族蛋白（TRPs）从而促进黑素的合成，而选择较高能量密度（人表皮黑素细胞可以耐受的能量密度阈值）的Q开关Nd:YAG1064nm激光照射则起着抑制黑素合成的作用。
　　4.在不影响黑素细胞存活率的范围内，Q开关Nd:YAG1064nm激光照射可以影响人表皮黑素细胞树突的形成。
　　5.Q开关Nd:YAG1064nm激光照射对人表皮黑素细胞存在光生物学作用。

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前 言

文献回顾

一、Q 开关 Nd:YAG 激光与皮肤组织的相互作用

二、黑素小体的发生及黑素合成的分子生物学基础

三、Q 开关 Nd:YAG 激光治疗的研究现状

正 文

Q 开关 Nd:YAG 1064nm 激光照射对人表皮黑素细胞生物学及黑素合成的影响

实验一 Q 开关 Nd:YAG 1064nm 激光照射对人表皮黑素细胞生物学的影响

1. 材料

2.方法

3. 结果

4．讨 论

实验二 Q开关 Nd:YAG 1064nm激光照射对人表皮黑素细胞黑素合成的影响

1. 材料

2. 方法

3. 结果

4. 讨论

小 结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢