En1基因沉默对烧伤瘢痕形成的影响及其作用机制

Due to active proliferation of scar, recurrence can not be effectively controlled whether conservative treatment or surgical treatment. Burn scar treatment has been the focus and one main difficulty of reconstructive and plastic surgery. Thus, the early burn tissue healing and remodeling stage is the best time for burn scar treatment. Recent studies revealed that papillary dermis fibroblasts and reticular dermis fibroblast are significant different in origin, morphology, surface markers, proliferation and matrix secretion capacity, which can be divided into two subgroups, proliferative (papillary dermis) and synthetic(reticular dermis) subgroups. The transcription factor Engrail1(En1) is the center of regulation and a phenotype switch. Accordingly, the proposed project the hypothesis which is "To target En1 for gene regulation, in order to closed the syntgetic phenotype of burn scar fibroblasts, reduced ability of fibroblasts into the matrix, thus preventing the formation of hypertrophic scars". The design of the project is to validate the efficacy and safety of burn scar treatment through the interference of fibroblasts En1 expression by siRNA technology in vitro and in vivo, and to evaluate differences in burn wound healing, scar appearance, texture and histological after gene silencing.

大面积烧伤瘢痕的治疗是整复外科的重点和难点，增生性瘢痕一旦形成，无论手术还是保守治疗，都很难彻底去除。因此，在烧伤创面愈合早期抑制瘢痕增生，是治疗的关键。2015年科学杂志上一项研究首次证实，真皮乳头层与网状层成纤维细胞在细胞来源、生物学特性方面存在显著差异，而转录因子Engrail1（En1）正是区分两种细胞亚型的标志物。本课题组前期研究结果也显示，成纤维细胞En1表达量与瘢痕增生程度成正比，En1-成纤维细胞的成基质能力显著低于En1+成纤维细胞。据此，本项目提出“以En1作为基因调控靶点，在烧伤瘢痕形成早期关闭成纤维细胞合成表型，下调成纤维细胞成基质能力，进而防止瘢痕增生”的假设。通过siRNA技术敲低成纤维细胞En1表达，并验证基因沉默对烧伤创面愈合、烧伤瘢痕形成的影响，评价En1沉默对治疗烧伤瘢痕增生的有效性和安全性，并探讨其调控瘢痕合成及重塑的分子机制。

如何调控烧伤早期组织愈合和重塑，是基础研究和烧伤瘢痕治疗的核心。近年来胎儿无瘢痕愈合研究发现En1可能为瘢痕调控的重要靶点。本实验通过收集18 例临床烧伤瘢痕样本，通过Western Blot检测组织En1 蛋白在增生性瘢痕、瘢痕疙瘩以及正常皮肤中的表达量，发现En1 相对表达量与瘢痕的温哥华（VSS）评分呈正相关关系。我们利用siRNA 技术将增生性瘢痕成纤维细胞的En1 基因沉默后，能够明显抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖、促进细胞的凋亡，抑制细胞的迁移和侵袭，同时细胞COL1A1、COL1A2、COL3A1以及α-SMA 表达含量表达显著下降，说明En1能够调节成纤维细胞收缩能力，改变成纤维细胞生物表型。同时进一步蛋白组学结果显示，En1对瘢痕成纤维细胞的调工作用可能通过Smad2/Smad3信号通路实现。在体内实验模型中，通过FAM-siRNA-lipo2000体内转染小鼠皮肤，并在小鼠深II°烧伤模型中证实，En1基因沉默小鼠创伤愈合更加迅速，愈合后瘢痕胶原排列更接近正常皮肤。本研究首次验证人来源的成纤维细胞中 En1 表达与真皮深度、瘢痕增生程度的关系，提出了烧伤瘢痕早期干预的理念，通过采用体内+体外 siRNA 干预，多重确认 siRNA 基因沉默的安全性和和有效性，为临床应用提供可靠依据。这些结果有助于了解En1作用于瘢痕增生的新机制，可能为解决瘢痕增生这一技术难题提供新靶标、新思路。项目资助发表论文4篇，待发表2篇。培养博士研究生3名，均已取得博士学位。项目投入经费20万元，支出19.7786万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费0.2214万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。