薇旖美：像我这样的胶原蛋白，你懂我吗？
2022-12-21 肉毒毒素btxa 肉毒毒素btxa 发表于安徽省
再生医学修复组织缺损的策略之一是植入医疗器械，为宿主细胞构建合适的微环境，进而调节细胞行为，分泌ECM或形成新组织。
——文章内容仅用于学术探讨，供医疗专业人士阅读
Hey guys，上次答应大家要来解读@王杭教授那篇影响因子有16.874的重磅研究，没错，今天要说的就是由四川大学生物材料国家工程研究中心，四川大学生物医学工程学院，四川大学华西口腔医院联合出品，去年10月份发表在Bioactive Materials杂志上，这篇研究可以说是把薇旖美的再生机制说得清清楚楚明明白白，可以说，这篇研究用了6种经典实验来验证了薇旖美独特的再生功能。
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熟悉我们公众号的粉丝应该知道，笔者对薇旖美的起效方式形容是“润物细无声”，这个句子曾经好几次都出现过，不同于占位性填充，也不同于组织刺激生长类填充剂，薇旖美的作用机制是非常特别的，这里划重点，它是通过“重塑细胞外基质，实现皮肤稳态，更好地修复或再生受损皮肤”。 |
那么，今天我们就要从方方面面来证实这句话，温馨提示，今天的内容异常精彩，文末还有彩蛋，大家千万不要错过！
同志们，真的太厉害了，就在这篇文献了，把研究的目的也写得非常明确。原文说：“To further investigate the biological effect of rhCol III in vivo and provide evidence of validity to the commercialization……”，翻译过来就是，为了进一步研究重组人源化III型胶原蛋白在体内的生物学效应，本研究通过紫外线照射成功制作了皮肤光老化动物模型，并在8周的观察期内在真皮层定期注射rhCol III。用同样的方法注射非交联透明质酸（HA）和生理盐水作为对照。应用非侵入性测试方法来连续监测和量化注射后皮肤状况的变化。通过组织学和分子生物学分析，探讨rhCol III对紫外线光老化皮肤的影响，并从物质-细胞相互作用、ECM分泌和重塑、对生物活性因子和分子的影响等方面进行讨论。
研究方法概述
这里笔者简单叙述一下，想看详细研究的可以参考文末的文献出处哈。研究使用的材料是锦波生物出产的重组人源化III型胶原蛋白(薇旖美)，对照组使用的是生理盐水和HA（润百颜）。
将70只大鼠的背部裸露皮肤(5*5cm)通过每隔一天一次的紫外线照射(UVA+UVB)，建立皮肤光老化动物模型。试验动物分为7组，每组10只：①正常组：不接受紫外线照射，不做任何治疗；②空白对照组：只接受紫外线照射，不给任何治疗。③阴性对照组：接受紫外线照射，注射生理盐水。④HA对照组：接受紫外线照射，注射2mg/ml未交联透明质酸组；⑤治疗组一：接受紫外线照射，注射0.8mg/ml rhCol III；⑥治疗组二：接受紫外线照射，注射2mg/ml rhCol III；⑦治疗组三：接受紫外线照射，注射3.2mg/ml rhCol III。每周一次在紫外线照射前，采用30G锐针，将1ml不同浓度治疗液均匀点状注射在大鼠裸露皮肤真皮层。
研究结果
实验结果显示，空白对照组从第3周开始逐渐出现胶原蛋白含量降低、皮肤弹性下降等光老化症状。而薇旖美组在术后3、5、8周胶原含量逐渐增加，同时可观察到皮肤弹性的增加，但在不同浓度组间有所差异。我们发现，术后3周和5周紫外线辐射组出现真皮病理性增厚，而薇旖美可缓解该增厚趋势。薇旖美对表皮和真皮厚度病理性增加的抑制作用呈浓度依赖性，而高浓度的薇旖美与空白对照组和阴性对照组比较，显著降低了皮肤厚度的异常增加。
图1：CBS皮肤分析系统检测的皮肤状况(a，CBS皮肤分析系统拍摄的光学图像(上)和CBS皮肤分析系统处理的底片图像(下)。b：皮肤中胶原蛋白含量的变化。c：皮肤弹性的变化。d：皮肤内油脂含量的变化
图2：通过超声波检查检测出的皮肤状况
根据H&E染色结果，采用图像识别技术测量皮下脂肪细胞的总面积，空白对照组、生理盐水组和透明质酸组较正常组面积小，说明生理盐水和透明质酸均不能抑制光老化引起的脂肪细胞损伤。薇旖美组则可增加脂肪细胞面积，说明薇旖美可保护脂肪细胞免受紫外线辐射的损伤，这可能有助于更好地维持皮肤表面轮廓和体积。
图3：组织学图像和分析
根据天狼星红染色及定量分析，结果显示Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原在空白对照中的分布比正常样本中的分布稀疏得多，表明紫外线辐射导致真皮胶原流失。相反，薇旖美组尤其是高浓度薇旖美组可促进Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原在真皮中的增加和均匀分布，且胶原蛋白化例的增加主要是由新生成的胶原蛋白造成的。
图4：天狼星染色结果
根据RT-gPCR结果，注射薇旖美后，Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原基因表达显著上调。因此可以推断，注射的薇旖美不仅能促进细胞粘附，而且确实能调节细胞的表达和行为。在光老化的损伤机制中，紫外线的照射促进了弹性蛋白的异常沉积以及基质金属蛋白酶(MMP)的增加。而薇旖美组与阴性对照组相比，具有显著下调MMP的作用且能降低弹性蛋白mRNA的表达，间接证实了薇旖美在一定程度上对光老化引起的胶原蛋白分解和弹性纤维损伤具有保护作用。
图5：通过RT-qPCR测定相对基因表达(a–d:I型胶原、III型胶原、弹性蛋白和MMP3)
研究发现，皮肤在紫外线照射下会产生过量的活性氧自由基(ROS)，下调保持生理平衡的超氧化物歧化酶(SOD)，导致皮肤组织的损伤。薇旖美组可上调SOD的活性，减少光老化损伤，在2mg/ml浓度组表现得最明显。
图6：超氧化物歧化酶、丙二醛和羟脯氨酸结果分析
讨论
再生医学修复组织缺损的策略之一是植入医疗器械，为宿主细胞构建合适的微环境，进而调节细胞行为，分泌ECM或形成新组织。这在活生物体内组织工程策略在组织再生方面显示出巨大的潜力，将在未来造福于患者，同时也对植入物提出了很高的要求。
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紫外线辐射引起的皮肤光老化主要表现为皮肤干燥脱屑、变厚、弹性逐渐丧失并随之形成皱纹、日光性皮炎、毛细血管扩张等。紫外线辐射从几个方面引起皮肤损伤，包括对细胞的影响、细胞外基质的破坏、分泌因子和其他生物小分子的干扰。由于I型胶原、III型胶原构成了皮肤真皮中的大部分ECM，所以植入的胶原蛋白可以具有所有这些方面的作用：它不仅充当细胞支架，而且抑制由紫外线辐射引起的对细胞和生物分子的损伤。因此，研究者们采用紫外线光老化模型来建立一个合适的皮肤缺损模型。 |
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本研究的结果初步证实薇旖美可为宿主细胞提供合适的微环境，并启动细胞-材料相互作用，从而重塑ECM并实现皮肤稳态。与惰性填充剂相比，薇旖美可通过促进基质合成、减轻胶原和弹性纤维降解而更好地修复或再生受损皮肤。尽管需要进行更多的研究来阐明其机制，但研究者们的发现提供了薇旖美的严格的生物安全性信息，并证实了其在皮肤修复和再生方面的潜力。 |
参考文献
1. Wang J, Qiu H, Xu Y, Gao Y, Tan P, Zhao R, Liu Z, Tang Y, Zhu X, Bao C, Wang H, Lin H, Zhang X. The biological effect of recombinant humanized collagen on damaged skin induced by UV-photoaging：An in vivo study. Bioact Mater. 2021 Oct 22；11：154-165. doi：10.1016/j.bioactmat.2021.10.004. PMID：34938920；PMCID：PMC8665261.
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