皮肤光老化模型-动物造模

宏发饰业

皮肤衰老是一个由基因和外界环境因素等共同作用下的结果。皮肤老化根据影响因素的不同分为内源性老化和外源性老化。内源性老化是指基因层面的随着时间推移产生的自然老化。外源性老化是指环境因素如紫外线辐射、吸烟、毒害化学品等影响下产生的皮肤损害积累，其中紫外线辐射是导致外源性老化最主要的因素[1]。因此，外源性老化又称为皮肤光老化[2]。建立有效的皮肤光老化动物模型，是研究及防治人体皮肤光老化的基础。
皮肤光老化动物模型的设计思路主要是模拟真实的紫外照射情况。日光中的紫外线（ultraviolet，UV）分为3个波段：短波紫外线（UVC，190～290 nm）、中波紫外线（UVB，290～320 nm）和长波紫外线（UVA，320～400 nm）[3]。其中 UVC 几乎全被臭氧层吸收，到达地面的主要为 UVA 和 UVB；UVA 的活性很低，而 UVB 活性是 UVA 活性的 1 000 倍[4]。UVB 主要导致皮肤表皮层和真皮浅层的损伤，可引起皮肤松弛、干燥、粗糙、皱纹加深、色素沉着等，甚至可以导致皮肤癌[5]。因此皮肤光老化模型一般使用采用窄谱 UVB（311～312 nm）作为紫外照射光源。



皮肤光老化机制图[6]

皮肤光老化动物模型构建方法：
1. 实验动物
10-12周雌性裸鼠
2. 实验设备
311nm的UVB紫外灯管（安装在自制紫外照射箱中，紫外灯距离小鼠背部约30cm）。紫外照度计用于监测    辐照度。

自制紫外线照射箱
https://www.zhihu.com/video/1627333192221655040
3.实验流程
造模时间共计八周，间隔一天进行紫外照射，流程如下表：

第一周	周一、三、五、七，每次60mJ/cm2
第二周	周二、四、六， 每次60mJ/cm2
第三周	周一、三、五、七，每次120mJ/cm2
第四周	周二、四、六，每次180mJ/cm2
第五周	周一、三、五、七，每次240mJ/cm2
第六周	周二、四、六，每次240mJ/cm2
第七周	周一、三、五、七，每次240mJ/cm2
第八周	周二、四、六，每次240mJ/cm2

   4.光老化模型鉴定
   4.1  一般状态及皮肤宏观评价
隔日观察裸鼠的一般状态，如食量、精神状态等。同时，对裸鼠背部皮肤与光老化相关的宏观特征（如皱纹、增厚、粗糙、弹性、红斑等）进行观察评价，并对其背部皮肤进行拍照记录。根据下表所示皮肤光老化评分标准对其背部皮肤进行宏观评分[7]。

级别	特征
0	未见松弛或皱纹；可见正常皮肤纹理
1	可见细小皱纹
2	可见少量浅皱纹
3	可见较多浅皱纹
4	可见少量深皱纹和轻度皮肤松弛
5	深皱纹显著增多
6	皱纹严重；发生皮肤损伤情况

造模第 0、4、8 周空白组和模型组背部皮肤肉眼观察(上)空白组;(下)模型组[8]

4.2 皮肤弹性测试
根据 Tsukahara 等人建立的提皮测试方法对裸鼠皮肤弹性进行评价，每四周一次，共检查两次。用拇指和食指将裸鼠背部皮肤沿正中线靠后的位置轻轻提起（以裸鼠四肢不悬空为度）后立即放开，并记录皮肤恢复至初始状态的时间[8]。
4.3 皮肤组织学检测
4.3.1 HE 检测：表皮组织结构观察及厚度测量
皮肤组织经 HE 染色后，光学显微镜下观察皮肤组织角质层、表皮层和真皮层结构及细胞层数；观察毛囊、汗腺、皮脂腺等附属器官的形态；以及观察是否有出血现象及炎性细胞浸润等。



与空白组相比较，紫外线辐射导致模型组表皮层厚度增加约 2 倍[8]

4.3.2 Masson 检测：胶原纤维的分布及形态观察
皮肤组织经 Masson 染色后，光学显微镜下观察显示胶原纤维呈蓝色，胞质、肌纤维和红细胞红色，胞核蓝褐色。观察胶原纤维的含量、形态及分布的变化情况。



模型组真皮胶原纤维含量下降、排列紊乱不规则、分布不均，部分可见断裂稀疏，炎细胞增多[8]

4.3.3 Weigert 检测：弹力纤维的分布及形态观察
皮肤组织经 Weigert 染色后，观察弹力纤维的含量、形态及分布变化情况。切片结果显示弹力纤维呈蓝黑色，细胞核为蓝色；胶原纤维表现为红紫色。光老化模型下蓝黑色弹力纤维增多、变粗、扭曲。



模型组皮肤弹力纤维出现排列紊乱无规则、增粗扭曲、断裂甚至部分降解成无定形团块等典型皮肤光老化特征[8]

小结：
选用311nm的UVB紫外线灯照射8周可以成功建立小鼠皮肤光老化模型。模型组小鼠的皮肤肉眼可见变红、松弛、粗糙、色素沉着、皱纹增加等； 病理观察可发现表皮增厚，胶原纤维含量减少， 排列紊乱等现象。
所有的动物实验都应该遵循相应实验动物福利伦理专业委员会相关原则，感谢实验动物对于人类疾病研究作出的伟大贡献。
北京郎克生物科技有限公司

参考文献：
[1]GARRE A, NARDA M, VALDERAS-MARTINEZ P, et al. Antiaging effects of a novel facial serum containing L-Ascorbic acid, proteoglycans, and proteoglycanstimulating tripeptide:ex vivo skin explant studies andin vivo clinical studies in women[J]. Clin Cosmet Investig Dermatol, 2018, 11:253-263.
[2]孔悦, 郭砚. 皮肤光老化小鼠模型的构建及效果评估[J]. 实验动物与比较医学, 2021, 41(2):6.
[3]吴斯敏, 杨慧龄. 紫外线引起皮肤光老化机制及防治的研究进展[J]. 医学综述, 2018, 24(2):341-346.
[4] OLIVEIRA M M, RATTI B A, DAR R G, et al. Dihydrocaffeic acid prevents UVB-induced oxidative stress leading to the inhibition of apoptosis and MMP-1 expression via p38 signaling pathway[J]. Oxid Med Cell Longev, 2019, 2019:2419096.
[5]龚婕, 马良娟. 皮肤光老化和抗氧化剂研究进展[J]. 中国麻风皮肤病杂志, 2019, 35(11):692-695.
[6]王秀芬. 广藿香酮,亚硫酸氢钠穿心莲内酯抗小鼠皮肤光老化作用[D]. 广州中医药大学, 2016.
[7]BISSETT D L, HANNON D P, ORR T V. An animal model of solar-aged skin: histological,
physical, and visible changes in UV-irradiated hairless mouse skin [J]. Photochemistry and
photobiology, 1987, 46(3): 367-78.
[8]王家琪. 光老化裸鼠模型的构建及脂肪干细胞对皮肤抗衰的实验研究[D]. 吉林大学.