糖尿病足溃疡的治疗具有重要的临床意义。血供减少、神经病变和生长因子的表达减弱,严重影响糖尿病伤口愈合。secretoneurin,一种血管生成神经肽,已经在不同的动物模型上被证实可以通过增加伤口区域的血管数量来改善组织灌注。因此,局部secretoneurin基因治疗在db/db糖尿病小鼠全层损伤的伤口上得到验证。secretoneurin显著加速伤口的闭合,免疫组化显示:与对照组小鼠相比,这些小鼠伤口区域的毛细血管和小动脉密度更高。secretoneurin对人皮肤微血管内皮细胞的作用机制在正常及糖尿病血管内皮细胞中进行体外实验。secretoneurin通过碱性成纤维细胞生长因子依赖的方式,在血管内皮细胞的血管生成、细胞增殖和凋亡过程中显示了积极的作用。通过一个小分子量的抑制剂发现了secretoneurin的主要受体—成纤维细胞生长因子受体3的介导作用。此外研究发现:乙酰肝素硫酸盐辅助因子是secretoneurin重要的共刺激因子,诱导神经素碱性成纤维细胞生长因子与人皮肤血管内皮细胞的结合。建议secretoneurin局部质粒治疗作为一种新的治疗方法应用于糖尿病伤口的延期愈合。
关键词 伤口愈合,糖尿病,血管再生,secretoneurin,碱性成纤维细胞生长因子,内皮细胞
伤口愈合是最复杂的生物学过程之一,它发生在三个重叠的阶段:炎症,肉芽组织形成和重塑。糖尿病伤口愈合的过程中,常常发生延迟愈合、不愈合以及慢性伤口。尤其是糖尿病足溃疡( DFUs ),它是糖尿病的主要并发症之一,常导致患者生活质量降低、小腿截肢。治疗DFUs的主要目标是快速愈合伤口,以避免细菌感染。在众多主要不利于糖尿病伤口愈合的病理生理因素中,生长因子下降和血管生产反应减弱是至关重要的。新生血管形成发生在伤口修复的第二阶段,伤后2-10天。血管生成肉芽组织,瞬时填充伤口床,这对维持代谢需求非常重要,并让成纤维细胞和巨噬细胞募集,在之后的修复过程中为角膜基质细胞迁移形成一个新的基板。血管减少会严重促进糖尿病溃疡的形成。
在过去的几十年里提出了各种促进创面修复的治疗方法。其中,基因治疗与生长因子(细胞因子)显示了最大的潜力,改变基因表达促进伤口愈合仍然是一种创新的治疗方法。血管生成神经肽secretoneurin,在不同的动物模型,已被证明可增强毛细血管和小动脉的密度,可能是改善糖尿病局部伤口愈合的一种很有前途的方法。最近研究发现,secretoneurin基因治疗也提高了心肌梗死大鼠模型的左心室功能,对心脏功能的积极影响主要是由于在梗死组织边境区毛细血管数量的增加。由于受损的皮肤微血管是糖尿病患者的伤口愈合紊乱的主要风险之一,假设局部secretoneurin基因治疗可能会对2型糖尿病小鼠模型的伤口愈合产生积极的影响。动物模型选择胰岛素抵抗、高甘油三酯血症、肥胖和糖耐量减低的糖尿病小鼠。
在这项研究中,局部secretoneurin质粒治疗糖尿病伤口愈合表现出积极的效果;在正常和糖尿病内皮细胞的体外研究显示,secretoneurin通过依赖碱性成纤维细胞生长因子(bFGF )的机制发挥作用。
研究者通过对糖尿病突变小鼠的后背皮肤进行穿刺造成4个标准伤口,伤口处分别涂抹含10ug、50ug、100ug secretoneurin质粒的甲基纤维素凝胶,以及含对比质粒甲基纤维素凝胶。用数码相机在第0、3、6、9以及12天记录图像并用Image J 软件处理,并在第12天取下伤口处的皮肤进行组织分析。人类表皮微血管上皮细胞(HDMECs)和糖尿病2型患者的表皮微血管上皮细胞(DDMECs)在有/无分泌神经素抗体、血管内皮生长因子抗体、基础成纤维细胞生长因子的分泌神经素的基胶质上孵育。细胞维持如上所述,用蛋白质免疫印迹法检测分析。
结果发现:secretoneurin质粒治疗能够加速糖尿病小鼠的伤口愈合,增强受伤皮肤区域的毛细血管数量。免疫组化分析显示:在secretoneurin处理的小鼠毛细血管密度较高。在HDMECs secretoneurin诱导血管形成和ERK激活是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)依赖性的,并且是由碱性成纤维细胞生长因子受体3(bFGFR3)介导的。
摘自:Angiogenesis. 2013 Aug 6. [Epub ahead of print]