Background Epidermal stem cells (EpSCs) that reside in cutaneous hair follicles and the basal layer of the epidermis are indispensable for wound healing and skin homeostasis. Little is known about the effects of photochemical activation on EpSC differentiation, proliferation and migration during wound healing. The present study aimed to determine the effects of photodynamic therapy (PDT) on wound healing in vivo and in vitro. Methods We created mouse full-thickness skin resection models and applied 5-aminolevulinic acid (ALA) for PDT to the wound beds. Wound healing was analysed by gross evaluation and haematoxylin–eosin staining in vivo. In cultured EpSCs, protein expression was measured using flow cytometry and immunohistochemistry. Cell migration was examined using a scratch model; apoptosis and differentiation were measured using flow cytometry. Results PDT accelerated wound closure by enhancing EpSC differentiation, proliferation and migration, thereby promoting re-epithelialization and angiogenesis. PDT inhibited inflammatory infiltration and expression of proinflammatory cytokines, whereas the secretion of growth factors was greater than in other groups. The proportion of transient amplifying cells was significantly greater in vivo and in vitro in the PDT groups. EpSC migration was markedly enhanced after ALA-induced PDT. Conclusions Topical ALA-induced PDT stimulates wound healing by enhancing re-epithelialization, promoting angiogenesis as well as modulating skin homeostasis. This work provides a preliminary theoretical foundation for the clinical administration of topical ALA-induced PDT in skin wound healing.

中文翻译：

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光动力疗法通过促进上皮再生加速皮肤伤口愈合

背景 存在于皮肤毛囊和表皮基底层的表皮干细胞 (EpSCs) 对于伤口愈合和皮肤稳态是必不可少的。关于光化学活化对伤口愈合过程中 EpSC 分化、增殖和迁移的影响知之甚少。本研究旨在确定光动力疗法（PDT）对体内和体外伤口愈合的影响。方法我们创建了小鼠全层皮肤切除模型，并将用于 PDT 的 5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 应用于伤口床。通过肉眼观察和体内苏木精-伊红染色分析伤口愈合情况。在培养的 EpSCs 中，使用流式细胞术和免疫组织化学测量蛋白质表达。使用划痕模型检查细胞迁移；使用流式细胞仪测量细胞凋亡和分化。结果 PDT 通过增强 EpSC 分化、增殖和迁移来加速伤口闭合，从而促进上皮再形成和血管生成。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。结果 PDT 通过增强 EpSC 分化、增殖和迁移来加速伤口闭合，从而促进上皮再形成和血管生成。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。结果 PDT 通过增强 EpSC 分化、增殖和迁移来加速伤口闭合，从而促进上皮再形成和血管生成。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。增殖和迁移，从而促进再上皮化和血管生成。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。增殖和迁移，从而促进再上皮化和血管生成。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。PDT抑制炎症浸润和促炎细胞因子的表达，而生长因子的分泌大于其他组。在 PDT 组中，体内和体外瞬时扩增细胞的比例显着增加。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。ALA 诱导的 PDT 后 EpSC 迁移显着增强。结论 局部 ALA 诱导的 PDT 通过增强上皮再形成、促进血管生成以及调节皮肤稳态来刺激伤口愈合。该工作为局部ALA诱导的PDT在皮肤伤口愈合中的临床应用提供了初步的理论基础。