Đường hexose làm thay đổi một cách đặc hiệu biểu hiện gen và tổng hợp collagen trong các nguyên bào sợi thu được từ mô granulation, sẹo phì đại và keloid

Springer Science and Business Media LLC - Tập 295 - Trang 521-526 - 2004
Jyrki Kössi1, Marko Vähä-Kreula2, Juha Peltonen2,3, Juha Risteli4, Matti Laato5
1Department of Surgery, Päijät-Häme Central Hospital, Lahti, Finland
2Department of Medical Biochemistry, University of Turku, Turku, Finland
3Department of Anatomy and Cell Biology, University of Oulu, Oulu, Finland
4Collagen Research Unit, Oulu Technology Center, Oulu, Finland
5Department of Surgery, University of Turku, Turku, Finland

Tóm tắt

Các quan sát lâm sàng đã chỉ ra rằng đường và mật ong làm tăng sự hình thành mô granulation và các nghiên cứu in vitro cho thấy rằng các loại đường monosaccharide kích thích các tế bào trung mô và endothel. Trong nghiên cứu này, tác động của glucose, fructose, galactose và mannose đối với biểu hiện và tổng hợp gen collagen type I và type III đã được nghiên cứu trong các mẫu văn hóa nguyên bào sợi của mô granulation, sẹo phì đại và sẹo keloid. Glucose đã làm tăng cả mARN collagen type I và type III ở các nguyên bào sợi từ sẹo phì đại. Fructose làm tăng mARN collagen type III lên gần bảy lần trong các nguyên bào sợi của mô granulation. Galactose đã gây ra sự gia tăng mARN collagen type I và type III trong các nguyên bào sợi của mô granulation và sẹo phì đại, nhưng trái lại, mannose đã làm giảm mức độ collagen type I và type III trong các nguyên bào sợi sẹo phì đại và keloid. Phân tích các propeptide aminoterminal của collagen type I và type III (PINP và PIIINP) cho thấy glucose đã làm giảm lượng PINP trong mô granulation và các nguyên bào sợi keloid, trong khi fructose đã làm giảm lượng này ở tất cả các dòng tế bào nguyên bào sợi được nghiên cứu. Galactose đã gây ra sự giảm tổng hợp collagen type I trong tất cả các dòng tế bào, nhưng chỉ thấy sự giảm collagen type III ở các nguyên bào sợi sẹo phì đại. Mannose đã làm giảm lượng PINP trong tất cả các dòng tế bào nhưng chỉ thấy sự giảm lượng PIIINP ở các nguyên bào sợi mô granulation. Tác động của các loại đường đối với tỷ lệ collagen type I/type III là rất nhỏ hoặc giảm, ngoại trừ galactose, loại đường này làm tăng tỷ lệ ở các nguyên bào sợi sẹo phì đại. Kết quả cho thấy glucose, fructose và galactose không có giá trị đáng kể trong việc kích thích tổng hợp collagen in vitro. Mannose có thể có giá trị trong việc ngăn ngừa hoặc điều trị các vết sẹo bất thường.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Abergel, RP, Pizzuro, D, Meeker, CA, Lask G, Matsuoka LY, Minor RR, Chu M-L, Uitto J (1985) Biochemical composition of the connective tissue in keloids and analysis of collagen metabolism in keloid fibroblast culture. J Invest Dermatol 84:384–390 Ala-Kokko L, Rintala A, Savolainen E-R (1987) Collagen gene expression in keloids: analysis of collagen metabolism and type I, III, IV and V procollagen mRNAs in keloid tissue and keloid fibroblast culture. J Invest Dermatol 89:238–244 Benazzoug Y, Borchiellini C, Labat-Robert J, Robert L, Kern P (1998) Effect of high-glucose concentrations on the expression of collagens and fibronectin by fibroblasts in culture. Exp Gerontol 33:445–455 Cagliero E, Roth T, Roy S, Lorenzi M (1991) Characteristics and mechanisms of high-glucose-induced overexpression of basement membrane components in cultured human endothelial cells. Diabetes 40:102–110 Chirgwin JM, Przybyla AE, MacDonald RJ, Rutler W (1979) Isolation of biologically active ribonucleic acid from sources enriched in ribonuclease. Biochemistry 18:5294–5299 Davis RH, DiDonato JJ, Hartman GM, Haas RC (1994) Anti-inflammatory and wound healing activity of a growth substance in Aloe vera. J Am Podiatr Med Assoc 84:77–81 Delhotal B, Lemonnier F, Couturier M, Wolfrom C, Gautier M, Lemonnier A (1984) Comparative use of fructose and glucose in human liver and fibroblastic cell cultures. In Vitro 20:699–706 Efem SEE (1988) Clinical observations on the wound healing properties of honey. Br J Surg 75:679–681 Efem SEE (1993) Recent advances in the management of Fournier’s gangrene: preliminary observations. Surgery 113:200–204 Friedman DW, Boyd CD, Mackenzie JW, Norton P, Olson RM, Deak SB (1993) Regulation of collagen gene expression in keloids and hypertrophic scars. J Surg Res 55:214–222 Ghahary A, Scott PG, Malhotra S, Friedland UA, Harrop R, Forsyth NL, Tredget EE (1992) Differential expression of type I and type III procollagen mRNA in human hypertrophic burn fibroblasts. Biomed Lett 47:169–184 Hejase MJ, Simonin JE, Bihrle R, Coogan CL (1996) Genital Fournier’s gangrene: experience with 38 patients. Urology 47:734–736 Im MJC, Freshwater MF, Hoopes JE (1976) Enzyme activities in granulation tissue: energy for collagen synthesis. J Surg Res 20:121–125 Iruela-Arispe ML, Hasselaar P, Sage H (1991) Differential expression of extracellular proteins is correlated with angiogenesis in vitro. Lab Invest 64:174–186 Knutson RA, Merbitz LA, Creekmore MA, Snipes HG (1981) Use of sugar and povidone-iodine to enhance wound healing: five years experience South Med J 74:1329–1335 Kössi J, Peltonen J, Efors T, Niinikoski J, Laato M (1999) Effects of hexose sugars: glucose, fructose, galactose and mannose on wound healing in the rat. Eur Surg Res 31:74–82 Mäkelä JK, Raassina M, Virta A, Vuorio E (1988) Human pro1(I) collagen: cDNA sequence for the C-propeptide domain. Nucleic Acids Res 16:349 Maquart FX, Szymanowicz AG, Cam Y, Randoux A, Borel JP (1980) Rates of DNA and protein syntheses by fibroblast cultures in the presence of various glucose concentrations. Biochimie 62:93–97 McClain DA, Paterson AJ, Roos MD, Wei X, Kudlow JE (1992) Glucose and glucosamine regulate growth factor gene expression in vascular smooth muscle cells. Proc Natl Acad Sci U S A 89:8150–8154 Melkko J, Kauppila S, Niemi S, Risteli L, Haukipuro K, Jukkola A, Risteli J (1996) Immunoassay for intact amino-terminal propeptide of human type I procollagen. Clin Chem 42:947–954 Mizutani M, Okuda Y, Yamaoka T, Tsukahara K, Isaka M, Bannai C, Yamashita K (1992) High glucose and hyperosmolarity increase platelet-derived growth factor mRNA levels in cultured human endothelial cells. Biochem Biophys Res Commun 187:664–669 Muona P, Peltonen J, Jaakkola S, Uitto J (1991) Increased matrix gene expression by glucose in rat neural connective tissue cells in culture. Diabetes 40:605–611 Oda D, Gown AM, Vande Berg JS, Stern R (1990) Instability of the myofibroblast phenotype In culture. Exp Mol Pathol 52:221–234 Risteli J, Niemi S, Trivedi P, Mäentausta O, Mowat AP, Risteli L (1988) Rapid equilibrium radioimmunoassay for the amino-terminal propeptide of human type III procollagen. Clin Chem 34:715–718 Sandberg M, Mäkelä JK, Multimäki P, Vuorio T, Vuorio E (1989) Construction of a human pro1(I) collagen cDNA clone and localization of type III collagen gene expression in human fetal tissues. Matrix 9:82–91 Schmidt RJ, Spyratou O, Turner T (1989) Biocompatibility of wound management products: the effect of various monosaccharides on L929 and 2002 fibroblast cells in culture. J Pharm Pharmacol 41:781–784 Subrahmanyam M (1991) Topical application of honey in treatment of burns. Br J Surg 78:497–498 Subrahmanyam M (1993) Honey impregnated gauze versus polyurethane film (OpSiteR) in the treatment of burns—a prospective randomised study. Br J Plast Surg 46:322–323 Trouillet JL, Chastre J, Fagon JY, Pierre, Domart Y, Gibert C (1985) Use of granulated sugar in treatment of open mediastinitis after cardiac surgery. Lancet ii:180–184 Uitto J, Perejda JA, Abergel RP, Chu M-L, Ramirez F (1985) Altered steady-state ratio of type I/III procollagen mRNAs correlates with selectively increased type I procollagen biosynthesis in cultured keloid fibroblasts. Proc Natl Acad Sci U S A 82:5935–5939 Viljanto J, Raekallio J (1976) Wound healing in children as assessed by CELLSTIC method. J Pediatr Surg 11:43–49 Villee DB, Powers ML (1977) Effect of glucose and insulin on collagen secretion by human skin fibroblasts in vitro. Nature 268:156–158 Wolfrom C, Loriette C, Polini G, Delhotal B, Lemonnier F, Gautier M (1983) Comparative effect of glucose and fructose on growth and morphological aspects of cultured skin fibroblasts. Exp Cell Res 149:535–546 Zhang L-Q, Laato M, Muona P, Penttinen R, Oikarinen A, Peltonen J (1995) A fibroblast cell line cultured from a hypertrophic scar displays selective downregulation of collagen gene expression: barely detectable messenger RNA levels of the proα1(III) chain of type III collagen. Arch Dermatol Res 287:534–538