纳米气泡氢水预处理对咪喹莫特诱导银屑病小鼠的影响

目的: 银屑病（Psoriasis）作为一种以免疫介导的炎症反应和表皮细胞过度增生为特征的慢性皮肤疾病,对患者的生活质量产生了极大影响。咪喹莫特,作为一种免疫调节剂,能有效模拟银屑病的临床症状,为银屑病的研究提供了重要的动物模型。纳米气泡氢水（Nano-Bubble Hydrogen Water,NBHW）,富含溶解氢的水,其纳米级气泡可增强氢分子在体内的分布和稳定性,作为一种有效的抗氧化剂,有望通过减少氧化应激来对抗银屑病的炎症反应和细胞损伤。本研究旨在探讨NBHW预处理在抑制咪喹莫特（Imiquimod,IMQ）诱导的银屑病小鼠模型中的作用及其机制。 为了深入理解NBHW在抑制银屑病发展中的作用及其潜在机制,本研究计划通过人角质细胞（HaCaT细胞）的细胞实验来模拟银屑病患者皮肤细胞的病理状态。本研究将使用氢气培养箱培养过氧化氢（H2O2）诱导的HaCaT细胞氧化应激模型,旨在模拟NBHW提供的氢气环境对于减轻氧化应激的效果。此细胞实验不仅有助于验证NBHW减缓银屑病症状的潜力,同时也为探索其具体的作用机制提供了科学依据。 通过结合咪喹莫特诱导的银屑病小鼠模型和HaCaT细胞的氧化应激实验,本研究期望揭示NBHW在调节免疫反应、抑制皮肤细胞异常增生以及降低氧化应激方面的作用,进一步探索其作为一种潜在的抗炎和抗氧化防治银屑病的新策略。这一研究不仅能为银屑病的防治提供新的视角,也有望为银屑病的临床处理探索出更加有效的防治方法。
方法: 1.NBHW预处理咪喹莫特诱导银屑病小鼠 实验使用8周龄的雄性BALB/C小鼠随机分为空白组（Control,CON）,生理盐水组（Normal Saline,NS）、纳米气泡氢水组（Nano-Bubble Hydrogen Water,NBHW）、卡泊三醇组（Clobetasol Propionate,CPT）以及联合组（CPT+NBHW）。CON组无需外喷药物,NS组外喷生理盐水,NBHW组外喷NBHW,CPT组外喷CPT,CPT+NBHW组外喷CPT以及NBHW。14天后在5组小鼠维持原处理同时开始造模,背部去毛皮肤处以及耳朵处涂5%咪喹莫特乳膏（Imiquimod,IMQ）共7天。每天记录老鼠皮损变化,用（Psoriasis Area and Severity Index,PASI）银屑病皮损评分评估小鼠的临床表现。同时采用苏木精-伊红（Hematoxylin-eosin,HE）染色法对皮肤组织切片进行染色,并对棘层肥厚程度进行评估。统计分析各组老鼠脾脏指数情况。此外,利用丙二醛（Malondialdehyde,MDA）试剂盒测定血清中的氧化指标。应用ELISA法检测瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α）、白细胞介素-17（Interleukin-17,IL-17）和干扰素-γ（Interferon-γ,IFN-γ）在血清及小鼠背部皮损中的表达水平。评估NBHW对这些炎性细胞因子基因表达的影响。 2.氢气培养箱模拟NBHW对HaCaT细胞氧化应激的作用 将培养的HaCaT细胞随机分为三组:空白组（Control,CON）、模型组（Hydrogen Peroxide,H2O2）、氢气组（Hydrogen Gas+Hydrogen Peroxide,H2+H2O2）。从37℃、5%CO2恒温培养箱中取出细胞培养板,弃去原有的培养基。对H2O2组和H2+H2O2组细胞,添加含有300μmol·L-1H2O2的新鲜培养基。将CON组放回恒温培养箱中继续培养。H2O2组保持在常规培养箱中,而H2+H2O2组置于25%浓度氢气的特定氢气培养箱中,所有组别均培养24小时。应用CCK-8测定细胞活力。用试剂盒测定细胞上清液中脂质过氧化物（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性,以评估氢对银屑病细胞氧化应激模型的影响。 结果: 1.实验显示,各组小鼠均出现银屑病样皮损,观察HE染色,NBHW预处理可以明显减轻咪喹莫特诱发模型小鼠症状和组织病理变化的严重程度。相较于NS组和CON组,NBHW组、CPT组以及NBHW+CPT组组织病理学变化轻微且PASI评分明显降低;同时NBHW组、CPT组以及NBHW+CPT组小鼠脾脏指数下降。NBHW组血清MDA水平低于CON组。相对于CON组和NS组,NBHW组小鼠血清和组织中的炎症因子IL-17、TNF-α和INF-γ均出现下调。NBHW组和CPT组小鼠症状无明显差异,NBHW+CPT组与CPT组及NBHW组小鼠症状改善无明显差异。 2.实验数据显示,在细胞活力的比较中,CON组展现出了最高的细胞活力值,H2O2组细胞活力显著降低。同时发现,H2+H2O2组细胞活力虽然低于CON组,但明显高于H2O2组。在氧化应激指标方面,CON组显示出了最低水平的MDA含量和相对较高的SOD活性。而H2O2组则呈现出MDA含量显著增加、SOD活性明显降低。H2+H2O2组与H2O2组相比MDA含量明显降低,SOD活性也有所回升。
结论: 综合动物实验和细胞实验的结果,得出以下结论:NBHW对于咪喹莫特诱导的银屑病小鼠模型表现出显著的防治效果,不仅在皮肤病变的改善上有明显作用,还对降低炎症因子的产生及氧化指标的表达同时氢气能显著提高HaCaT细胞的细胞活力,减少氧化损伤并提高抗氧化能力。为银屑病的防治提供了新的视角和策略。