白细胞介素-6对糖尿病小鼠角膜缘干细胞活化的促进作用和角膜上皮愈合的加速作用

摘要

背景白细胞介素（IL）-6既介导炎症反应过程又在损伤修复中发挥重要作用，但其具体机制及其在糖尿病角膜组织损伤修复中的作用值得探讨。目的探讨IL-6在正常和糖尿病小鼠角膜缘干细胞活化和角膜上皮修复过程中的作用及其机制。方法正常6～8周龄C57BL/6小鼠52只，采用随机数字表法随机分为正常对照鼠32只和糖尿病模型鼠20只，采用50 mg/kg链脲佐菌素连续腹腔内注射5 d的方法诱导建立小鼠糖尿病模型。正常对照小鼠和糖尿病模型小鼠均行角膜上皮刮除术，然后分别于刮除后即刻和48 h结膜下注射IL-6或等容量PBS，采用荧光素染色法评价随时间延长的角膜上皮的愈合情况。体外培养小鼠角膜上皮干/祖细胞（TKE2细胞系），采用结晶紫染色法评估不同质量浓度IL-6处理后细胞克隆率（CFE），并与空白对照组进行比较；采用免疫荧光检测法和Western blot法检测细胞和小鼠再生上皮中干细胞标志物ΔNP63、Ki67的表达以及关键转录因子STAT3磷酸化水平；采用实时荧光定量PCR法和ELISA法检测小鼠角膜再生上皮中IL-6的mRNA及蛋白水平。结果角膜荧光素染色检查显示，正常对照小鼠和糖尿病模型小鼠PBS注射组与IL-6注射组注射后24、48和72 h残留角膜上皮缺损面积占原始缺损面积的百分比随角膜上皮损伤后时间延长均明显缩小，同时间点IL-6注射组角膜上皮缺损面积均明显小于PBS注射组，组间总体差异均有统计学意义（正常对照组：F分组＝19.982，P〈0.01；F时间＝589.350，P〈0.01；糖尿病组：F分组＝25.411，P〈0.01；F时间＝334.807，P〈0.01）。空白对照组及10、20、50、100 ng/ml IL-6处理组CFE分别为（13.23±1.12）%、（15.87±1.30）%、（21.69±1.62）%、（25.33±1.28）%和（18.67±1.54）%，随着IL-6质量浓度的增加CFE逐渐增加，总体比较差异有统计学意义（F＝35.547，P〈0.01）。50 ng/ml IL-6处理5、10、15、30和60 min细胞中ΔNP63、Ki67和p-STAT3蛋白的相对表达量随着处理时间的延长均逐渐增加，各时间点细胞中ΔNP63、Ki67和p-STAT3蛋白的相对表达量均明显高于空白对照组，差异均有统计学意义（均P〈0.05）。糖尿病组和正常对照组小鼠角膜上皮刮除后24 h的再生上皮中IL-6 mRNA相对表达量分别为0.45±0.21和1.00±0.16，糖尿病组小鼠角膜再生上皮中IL-6 mRNA相对表达量较正常对照组小鼠下降56%，差异有统计学意义（t＝3.42，P＝0.03），糖尿病小鼠角膜上皮刮除后48 h的再生上皮中IL-6蛋白质量浓度为（257±12）ng/μl，明显低于正常对照组小鼠的（323±17）ng/μl，差异有统计学意义（t＝5.60，P〈0.01）。结论IL-6能够通过激活STAT3信号通路促进正常和糖尿病小鼠角膜缘干细胞的活化和增生，进而促进角膜上皮修复，而封闭内源性IL-6则会延迟小鼠角膜上皮的修复。