揭秘氢氟酸烧伤创面:铁死亡与坏死性凋亡的关键作用及潜在治疗新方向

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Burns 3.2

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  氢氟酸(HF)烧伤危害严重,其创面发展的分子机制不明。研究人员构建大鼠 HF 烧伤模型,经转录组测序等研究发现,铁死亡和坏死性凋亡参与 HF 烧伤创面形成与发展。这为 HF 烧伤治疗提供理论依据,有望开辟新疗法。

  在医学领域,氢氟酸(HF)烧伤一直是个棘手的难题。它作为一种极具腐蚀性的无机酸,能对生物组织造成严重破坏,是导致化学烧伤死亡的重要原因之一。HF 烧伤的伤口有着独特的特点,比如存在潜伏期,患者初期可能并未察觉其严重性,等到症状显现时,往往已经对身体造成了极大的伤害。而且伤口疼痛剧烈,还会不断恶化,从轻度的局部组织变白、肿胀,发展到严重的皮肤红斑、水泡,甚至出现坏死。尽管人们知道其危害,但对于 HF 烧伤伤口发展的分子生物学机制却知之甚少。在过去的研究中,虽然发现 HF 烧伤后血清和肝组织中的丙二醛(MDA)水平显著高于普通烧伤,但这背后具体的细胞死亡模式和分子机制依旧是谜团。为了深入探究这一问题,中南大学的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Burns》杂志上。
研究人员为了揭示 HF 烧伤伤口发展的潜在机制,构建了大鼠 HF 烧伤皮肤模型。在研究过程中,他们运用了多种关键技术方法。首先,通过转录组测序技术,对 HF 烧伤后的差异表达基因进行筛选。接着,利用苏木精 - 伊红(HE)染色、TUNEL 染色、免疫组织化学、生化检测以及 qRT - PCR 等技术,对可能涉及的细胞死亡模式进行初步验证。

研究结果具体如下:

  • 伤口渐进性加重:从外观上看,正常大鼠皮肤光滑饱满、呈粉红色,而 HF 烧伤后,大鼠皮肤伤口出现肿胀,有白色和灰紫色坏死区域,随着时间推移,皮肤颜色加深,伤口逐渐恶化。12 小时后皮肤易破裂、出现皮下积液和渗出,48 小时后伤口开始结痂变硬。HE 染色结果显示,正常大鼠皮肤组织结构完整,各层排列整齐,附属结构正常;而 HF 烧伤后,皮肤附属结构部分或完全凝固坏死,组织层次紊乱,血管出现充血、淤血或血栓,肌肉纤维质地改变,表皮基底层与真皮逐渐分离。
  • 转录组变化:转录组测序共鉴定出 138,576 个基因,与对照组相比,HF 烧伤组皮肤组织中有 3730 个差异表达基因,其中 1447 个上调,2283 个下调。GO 富集分析发现,差异表达基因主要富集在生物学过程(BP)方面。KEGG 通路富集分析表明,这些基因涉及 85 条信号通路,其中在细胞生长和死亡相关的通路中,铁死亡、坏死性凋亡和凋亡通路显著富集。
  • 铁死亡相关生化指标变化:与正常组相比,HF 烧伤后大鼠血清和皮肤组织中的 MDA 含量显著增加,在 12 小时达到峰值,之后虽有所下降,但仍高于正常水平;谷胱甘肽(GSH)含量则显著降低,12 小时时达到最低。血清 Fe2+水平在烧伤后 4 小时、8 小时和 12 小时高于正常组,皮肤组织中的 Fe2+含量在 12 小时达到峰值。
  • 关键蛋白和基因表达变化:免疫组化结果显示,HF 烧伤后皮肤组织中谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)、铁蛋白重链 1(FTH1)和 Bcl - 2 蛋白表达下调,血红素加氧酶 - 1(HO - 1)、Bax、受体相互作用蛋白激酶 1(RIPK1)和混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL)表达上调,RIPK3 表达无明显差异。qRT - PCR 检测发现,HF 烧伤后,铁死亡相关基因 HO - 1、FTH1、SLC39A14、SLC39A8、CYBB、ACSL4 表达升高,ACSL1、ACSL6、GPX4 表达降低;凋亡相关基因 Bax、RIPK1 表达升高,Bcl - 2 表达降低;坏死性凋亡相关基因 Bax、RIPK1、MLKL 表达升高,RIPK3 表达无明显变化,同时炎症细胞因子 IL - 1β 和 IL - 6 表达也显著升高。
  • 血清钙和细胞凋亡变化:HF 烧伤后大鼠血清钙水平下降,24 小时时达到最低,48 小时有所上升。TUNEL 染色显示,正常组皮肤组织中凋亡阳性细胞较少,而 HF 烧伤后凋亡阳性细胞增多,且逐渐向深层组织浸润。

综合研究结果和讨论部分,研究人员得出结论:铁死亡和坏死性凋亡参与了 HF 烧伤伤口的形成和发展过程。在 HF 烧伤早期,铁死亡相关指标在 12 小时达到峰值,早期阻断铁死亡可能成为阻止 HF 烧伤伤口进展的潜在治疗时机。此外,凋亡相关分子 Bcl - 2 和 Bax 也参与其中,坏死性凋亡可能通过非经典途径参与伤口发展,并且在伤口进展过程中伴随着炎症反应,不同细胞死亡模式之间可能存在相互作用。这项研究为深入理解 HF 烧伤伤口发展机制提供了重要依据,为开发新的治疗方法指明了方向,有望帮助患者减轻痛苦,改善预后。

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