羅富強(qiáng) 余電柏 謝康麒 李載永 周海東 羅昌泰 韋積華
右江民族醫(yī)學(xué)院1臨床學(xué)院,2研究生學(xué)院(廣西百色 533000);3右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)中心(廣西百色 533000)
近年來有最新研究[1]報(bào)道全世界有將近10 億糖尿病患者正遭受糖尿病疾病的困擾,預(yù)計(jì)該數(shù)字將在2030年增加25%,在2045年增加51%,這患病人數(shù)大約占全球人數(shù)的8.5%,而且高達(dá)八成以上的糖尿病患者生活在中低收入國家,而且我國也是糖尿病患者最多的國家之一。如果長期嚴(yán)重的糖尿病不經(jīng)過規(guī)范治療和嚴(yán)格控制血糖往往導(dǎo)致糖尿病足潰瘍(diabetic foot ulcers,DFUs)等嚴(yán)重并發(fā)癥,包括截肢[2]。一旦出現(xiàn)糖尿病足潰瘍,這不僅是對(duì)糖尿病患者身體的摧殘,將嚴(yán)重降低糖尿病患者的生存質(zhì)量,還增加了社會(huì)和患者家庭負(fù)擔(dān),住院醫(yī)療費(fèi)用支出大幅度增加。糖尿病足潰瘍已經(jīng)成為全球關(guān)注的公共衛(wèi)生健康問題[3]。因此,目前醫(yī)療行業(yè)急需研究治療糖尿病足潰瘍的有效方法,提高保肢率,提高糖尿病足潰瘍患者的生活質(zhì)量,而最新研究證明橫向骨搬移技術(shù)(tibia transverse transport,TTT)可以有效治療糖尿病足潰瘍,但是其促進(jìn)糖尿病足潰瘍修復(fù)的機(jī)制并沒有完全明確,有待進(jìn)一步研究清楚。糖尿病足潰瘍創(chuàng)面修復(fù)的機(jī)制包括很多復(fù)雜的信號(hào)通路,信號(hào)通路參與糖尿病創(chuàng)面的發(fā)病和進(jìn)展,是糖尿病創(chuàng)面病理機(jī)制和治療藥物藥理研究的主要靶點(diǎn)之一[4]。根據(jù)最新國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道[5-10]糖尿病足潰瘍創(chuàng)面修復(fù)的有關(guān)機(jī)制包括外泌體(exosomes,Exos)、Notch、TGF-β、NF-κB、Wnt/βcatenin、MAPK、PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路等,對(duì)糖尿病足潰瘍創(chuàng)面修復(fù)有關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述,旨在為糖尿病足潰瘍創(chuàng)面的治療及其機(jī)制研究提供新的思路。
Exos 是由多種類型細(xì)胞分泌的獨(dú)特的納米顆粒,是源自內(nèi)體的細(xì)胞外囊泡的子集,其直徑范圍為40 ~160 nm(平均100 nm),Exos 標(biāo)記物主要有CD9、CD63、CD81、Tsg101 和Alix1 等。通過陰性染色法和電鏡顯示,不同體液中分離出的Exos 具有高度的形態(tài)多樣性,在透射電子顯微鏡下呈杯狀,而低溫電子顯微鏡下則呈圓形囊泡狀。Exos 的發(fā)生、形成是一個(gè)嚴(yán)格精細(xì)化的調(diào)控過程[11],并且廣泛分布于各種體液中,目前已從血液、唾液、羊水等體液中分離提取出來,其是富含多種生物活性的物質(zhì),包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA 和RNA 等[12],其中備受關(guān)注的miRNA-21-5p[13]是一種新的生物標(biāo)志物,是一種新的機(jī)制,Exos 可促進(jìn)糖尿病足的缺血性組織修復(fù)和血管新生。Exos 有獨(dú)特的N-糖基化和生物物理特性,以“配體-受體”模式參與細(xì)胞間通訊并將信息物質(zhì)傳遞到靶細(xì)胞內(nèi),調(diào)節(jié)靶細(xì)胞內(nèi)的微環(huán)境和相關(guān)的蛋白功能。隨著對(duì)Exos研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)Exos 參與炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管再生、控制細(xì)胞的增殖和凋亡等過程[14]。隨著對(duì)Exos 參與創(chuàng)面修復(fù)的機(jī)制和不同源性Exos 在糖尿病足潰瘍修復(fù)中的應(yīng)用深入研究,將來Exos 有可能成為糖尿病足潰瘍新的治療熱點(diǎn)。
促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信號(hào)通路是真核生物信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要途徑之一,是細(xì)胞增殖、分化、細(xì)胞凋亡以及正常條件和病理?xiàng)l件下應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)鍵信號(hào)通路。MAPK 是一組進(jìn)化保守的絲氨酸-蘇氨酸激酶,可分為4 個(gè)亞族:ERK、p38、JNK 和BMK1(也稱:ERK5),分別代表四條經(jīng)典的MAPK 通路,MAPK 信號(hào)通路是一個(gè)級(jí)聯(lián)磷酸化的過程。糖尿病足潰瘍患者血糖通常不穩(wěn)定,研究發(fā)現(xiàn)長時(shí)間升高的葡萄糖不僅刺激胰島素基因啟動(dòng)子的急性作用,而且升高的葡萄糖抑制胰島素基因啟動(dòng)子的慢性作用,這取決于ERK1/2 絲裂原活化蛋白激酶活性[15],另外長期高血糖狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致胰島素基因啟動(dòng)子的葡萄糖反應(yīng)性喪失和抑制胰島素基因啟動(dòng)子的活性??傊?,這些發(fā)現(xiàn)表明,Ⅱ型糖尿病中發(fā)生的胰島素基因轉(zhuǎn)錄受損部分是由于ERK1/2 抑制胰島素基因啟動(dòng)子的因子的磷酸化。LI 等[16]發(fā)現(xiàn)結(jié)締組織生長因子(CTGF)在糖尿病足潰瘍(DFU)大鼠和患者的潰瘍組織中表達(dá)不佳,CTGF 過表達(dá)可激活MAPK 信號(hào)通路以促進(jìn)細(xì)胞增殖、ECM 重塑、血管生成和傷口愈合,同時(shí)抑制細(xì)胞凋亡,此外,MAPK 信號(hào)通路激活被證實(shí)是lncRNA H19/CTGF/SRF 誘導(dǎo)結(jié)果背后的潛在機(jī)制。而李洋等[17]對(duì)DFU 大鼠使用Z-沒藥甾酮(Z-GS)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)面炎性細(xì)胞浸潤減少,毛細(xì)血管含量豐富,采用Western blot 檢測(cè)大鼠ERK/MAPK 通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平,大鼠創(chuàng)面組織中磷酸化ERK1/2(p-ERK1/2)、磷酸化MAPK(p-MAPK)蛋白表達(dá)水平升高,他們推測(cè)Z-GS 可能通過激活ERK/MAPK 通路對(duì)糖尿病大鼠皮膚潰瘍發(fā)揮祛腐生肌的作用。MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路尤為重要,XU 等[18]發(fā)現(xiàn)在DFU 組織中,下調(diào)的lncRNAENST-000041154和上調(diào)的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)1 之間存在靶向調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián),并且在該RNA 和蛋白質(zhì)之間檢測(cè)到負(fù)相關(guān),而且其研究結(jié)果表明,T 淋巴細(xì)胞的免疫功能紊亂可能與DFU 的發(fā)生密切相關(guān),lncRNA-ENST000041154/MAPK1 軸介導(dǎo)的MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活可能會(huì)影響DFU 免疫調(diào)節(jié)失衡。WANG 等[8]對(duì)13 例糖尿病足潰瘍患者采用負(fù)壓創(chuàng)面治療,發(fā)現(xiàn)負(fù)壓傷口治療能有效緩解炎癥反應(yīng),降低治療7 d 后白細(xì)胞介素-6、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6 和P-c-JunN 末端激酶水平,他們認(rèn)為負(fù)壓傷口治療可能通過抑制糖尿病足患者的白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α 和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶來抑制傷口炎癥,這種效應(yīng)可能至少部分通過MAPK-JNK信號(hào)通路介導(dǎo)。TAN 等[19]發(fā)現(xiàn)在正常血糖條件下,Ach 通過Src 細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)ERK1/2 途徑上調(diào)TGFβRII,從而增強(qiáng)TGFβ1 介導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,但在高血糖環(huán)境下,KC 對(duì)升高的內(nèi)源性乙酰膽堿無反應(yīng)。他們通過進(jìn)一步研究表明,在高糖條件下,p38 MAPK 的激活干擾了Src 細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2 信號(hào),導(dǎo)致乙酰膽堿抵抗,因此高血糖抑制乙酰膽堿誘導(dǎo)的角質(zhì)形成細(xì)胞-上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化可通過抑制p38 MAPK 來緩解,從而改善創(chuàng)面修復(fù)。由此可見,可以通過干預(yù)MAPK 信號(hào)通路達(dá)到控制血糖、緩解炎癥反應(yīng)態(tài),達(dá)到促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的目的。
Wnt 信號(hào)通路是哺乳動(dòng)物上皮細(xì)胞和毛囊(HFs)中重要的成年哺乳動(dòng)物干細(xì)胞(ASC)調(diào)節(jié)因子。Wnt 家族至少由19 個(gè)基因組成,包括Wnt-1、Wnt-3a、Wnt-10b 和Wnt-7a。Wnt 蛋白通過Wnt 受體卷曲(FZD)和共受體LRP5 和LRP6 誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白依賴性信號(hào)傳導(dǎo)來調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化以及干細(xì)胞的自我更新,以調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和修復(fù)[20]。Wnt/β-catenin 信號(hào)通路是創(chuàng)傷愈合調(diào)節(jié)的主要過程之一,可促進(jìn)創(chuàng)傷血管生成和上皮重塑,對(duì)及時(shí)愈合傷口至關(guān)重要,YANG 等[21]發(fā)現(xiàn)在糖尿病大鼠實(shí)驗(yàn)中LRG1 主要通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑促進(jìn)血管生成和糖尿病傷口愈合,而Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑在糖尿病傷口中受到抑制。因此,LRG1 可能是治療糖尿病足的一種可能的治療策略。lncRNA ?;撬嵘险{(diào)基因1(TUG1)參與多種細(xì)胞的血管生成。然而,內(nèi)皮祖細(xì)胞中TUG1 活性的機(jī)制尚未闡明,LI 等[22]在糖尿病小鼠缺血肢體模型中注射TUG1 慢病毒可以刺激血管生成,其研究結(jié)果表明,TUG1 通過調(diào)節(jié)miR-29c-3p/PDGF-BB/Wnt 信號(hào)通路恢復(fù)高糖處理的內(nèi)皮祖細(xì)胞的功能。Wnt/β-catenin 通路是一種高度保守的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,參與細(xì)胞增殖、凋亡和分化等多種生物學(xué)過程。糖尿病患者患有血管病變和并發(fā)癥,如周圍神經(jīng)炎、周圍血管病變和膠原異常,導(dǎo)致皮膚傷口難以愈合,并經(jīng)常發(fā)展為慢性潰瘍,而皮膚潰瘍的愈合需要炎癥反應(yīng)、傷口增殖、重塑調(diào)節(jié)和干細(xì)胞控制??梢奧nt/β-catenin 是皮膚傷口愈合的重要途徑,Wnt/β-catenin 通路在糖尿病潰瘍炎癥反應(yīng)、傷口增生、傷口重塑和干細(xì)胞中發(fā)揮著重要作用。皮膚潰瘍是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥,糖尿病患者患有血管病變和膠原異常等情況往往導(dǎo)致創(chuàng)面難以修復(fù)而發(fā)展為慢性潰瘍。皮膚潰瘍的愈合需要炎癥反應(yīng)、傷口增殖、重塑調(diào)節(jié)和干細(xì)胞控制等綜合作用。
3.1 Wnt/β-Catenin 通路與DFUs 創(chuàng)面炎癥DFU患者的難治性傷口可能與炎癥負(fù)性調(diào)節(jié)因子(如EOLA1)表達(dá)減少導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)炎癥通路的不可控激活密切相關(guān),這種表達(dá)減少也可能與持續(xù)性炎癥狀態(tài)密切相關(guān)[23]。炎癥是一種重要的保護(hù)性反應(yīng),在受損組織的再生和消除觸發(fā)因素(外源性生物體、死亡細(xì)胞或物理刺激)中起著關(guān)鍵作用。不良的炎癥反應(yīng)可能會(huì)增加有害的觸發(fā)因素,尤其是細(xì)菌對(duì)組織的破壞,而慢性未解決的炎癥可能會(huì)導(dǎo)致病理變化,包括DFUs 傷口和其他類型的傷口愈合。DFUs 愈合和損傷修復(fù)通過恢復(fù)屏障功能促進(jìn)問題解決。傳統(tǒng)的炎性細(xì)胞因子和Wnt因子控制哺乳動(dòng)物組織修復(fù)和再生的細(xì)胞和分子水平。干擾素-γ(IFN-γ)和脂多糖(LPS)可以有效刺激炎癥因子,從而導(dǎo)致Wnt5a 的顯著上調(diào)[24],進(jìn)而改善創(chuàng)面炎癥反應(yīng)。ZHANG 等[25]發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-25 介導(dǎo)(IL-25 蛋白)的白細(xì)胞介素17 受體B(IL-17RB)上調(diào)通過改善內(nèi)皮細(xì)胞功能,IL-25 介導(dǎo)的IL-17RB 信號(hào)傳導(dǎo)降低Wnt/β-catenin 通路的下調(diào),并誘導(dǎo)了高糖條件下AKT 和ERK 1/2 的磷酸化,局部施用重組IL-25 蛋白可改善傷口床的血管生成和膠原沉積,從而改善延遲的糖尿病傷口愈合。何豐來等[26]發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物可改善糖尿病足潰瘍大鼠創(chuàng)面炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng),升高生長因子水平,調(diào)控Wnt/β-catenin 通路蛋白表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)大鼠創(chuàng)面愈合。炎癥是創(chuàng)面修復(fù)的第一階段,隨后是組織形成和重塑,Wnt/β-Catenin 通路參與DFUs 傷口炎癥介質(zhì)等方面進(jìn)行促進(jìn)創(chuàng)面愈合。
3.2 Wnt/β-Catenin通路與DFUs創(chuàng)面增生DFUs傷口發(fā)炎后,組織通過分泌成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞形成增殖期。成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、表皮生長因子(EGF)、神經(jīng)生長因子(NGF)和PDGFs 調(diào)節(jié)修復(fù)細(xì)胞的激活和增殖,成纖維細(xì)胞分泌的大量毛細(xì)血管、膠原和細(xì)胞外基質(zhì)的形成構(gòu)成肉芽組織,角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖覆蓋傷口表面,以實(shí)現(xiàn)DFUs 創(chuàng)面的修復(fù)。Wnt5a在糖尿病血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙中的作用近年來備受關(guān)注,與非糖尿病患者相比,糖尿病患者的內(nèi)皮細(xì)胞具有更高的Wnt5a 表達(dá),在體外,抑制糖尿病患者內(nèi)皮細(xì)胞中的Wnt5a 可恢復(fù)胰島素誘導(dǎo)的eNOS 磷酸化和NO 生成,這是由JNK 介導(dǎo)的,這表明Wnt5a/JNK 信號(hào)通路參與了糖尿病的內(nèi)皮功能障礙[27]。研究表明[28]β-連環(huán)蛋白在調(diào)節(jié)皮膚傷口愈合中起著關(guān)鍵作用,β-連環(huán)蛋白在角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中發(fā)揮不同的作用,抑制角質(zhì)形成細(xì)胞遷移和激活成纖維細(xì)胞增殖來調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和遷移過程,進(jìn)而調(diào)節(jié)創(chuàng)面?zhèn)谟?。Wnt/β-catenin 信號(hào)傳導(dǎo)通路調(diào)節(jié)影響皮膚成纖維細(xì)胞和皮膚纖維化的特定lncRNA,β-連環(huán)蛋白信號(hào)響應(yīng)性lncRNA 可以調(diào)節(jié)真皮纖維化中的真皮成纖維細(xì)胞行為和膠原蛋白積累,為治療干預(yù)提供新的機(jī)制見解和節(jié)點(diǎn)[29]。Wnt 信號(hào)通路似乎在干細(xì)胞活性的再生中起著核心作用,但是這方面還需要進(jìn)一步研究。
3.3 Wnt/β-Catenin通路與DFUs創(chuàng)面重建DFUs創(chuàng)面重建是創(chuàng)面愈合的重要時(shí)期。在早期細(xì)胞外傷口基質(zhì)形成后,膠原骨架和填充在基質(zhì)中的蛋白多糖通過細(xì)胞凋亡和成熟產(chǎn)生疤痕張力。皮膚傷口中的成纖維細(xì)胞積累需要成纖維細(xì)胞的表型調(diào)節(jié),成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞表型,沿著質(zhì)膜的細(xì)胞質(zhì)面充滿肌動(dòng)蛋白束,當(dāng)這些肌成纖維細(xì)胞通過延伸偽足聚集在傷口細(xì)胞外基質(zhì)中時(shí)發(fā)生傷口收縮,附著于細(xì)胞外基質(zhì)分子,例如纖連蛋白和膠原蛋白,然后縮回偽足,一旦完成了這些過程,成纖維細(xì)胞就會(huì)出現(xiàn)凋亡,因此,在皮膚傷口修復(fù)過程中,成纖維細(xì)胞似乎經(jīng)歷了四種表型:第一次增殖,第二次遷移,第三次合成細(xì)胞外基質(zhì)分子,第四次將粗肌動(dòng)蛋白束表達(dá)為肌成纖維細(xì)胞[30]。在組織修復(fù)的后期,成纖維細(xì)胞進(jìn)入凋亡,最后導(dǎo)致傷口表面收縮。Wnt/β-catenin 是DFUs創(chuàng)面重建發(fā)展過程中關(guān)鍵的激活起始信號(hào)之一,大量角質(zhì)形成細(xì)胞開始增殖,并在細(xì)胞周期中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。因此可見,Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路可以通過影響人成纖維細(xì)胞的增殖來影響DFUs 創(chuàng)面重建。
3.4 Wnt/β-Catenin 通路與干細(xì)胞調(diào)控Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑在ASC 的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起作用,是炎癥組織再生的焦點(diǎn)。已有報(bào)道稱[31]自體干細(xì)胞移植可以治療下肢DFUs,例如間充質(zhì)干細(xì)胞。Wnt 信號(hào)通路是哺乳動(dòng)物上皮細(xì)胞和毛囊(HFs)中重要的成年哺乳動(dòng)物干細(xì)胞(ASC)調(diào)節(jié)因子,與持續(xù)再生的表皮不同,成熟HFs 在其整個(gè)生命周期中經(jīng)歷生長、退化和靜止周期。在毛發(fā)發(fā)育周期中,HFs 的上部是永久性的,而下部經(jīng)歷變性,然后由干細(xì)胞再生,毛囊干細(xì)胞起源于毛基生發(fā)細(xì)胞的上部,其Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)減弱。胚胎表皮細(xì)胞中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)的增強(qiáng)消除了毛囊干細(xì)胞的特異性[32]。毛囊干細(xì)胞(HFSc)具有多向分化潛能并參與皮膚傷口愈合過程,LncRNA PlncRNA-1 通過TGF-β1 介導(dǎo)的Wnt/βcatenin 信號(hào)通路調(diào)節(jié)毛囊干細(xì)胞的增殖和分化[33]。Wnt/β-Catenin 通路參與干細(xì)胞調(diào)控機(jī)制影響干細(xì)胞分化進(jìn)而干預(yù)DFUs 創(chuàng)面修復(fù)過程。
NF-κB 由DNA 結(jié)合亞基p50 和反式激活亞基組成,NLRP3 屬于模式識(shí)別受體。NF-κB 在血管周圍的巨噬細(xì)胞和分布在血管周圍的結(jié)節(jié)組織細(xì)胞中表達(dá),內(nèi)皮素-1(ET-1)在基質(zhì)區(qū)毛細(xì)血管前血管周圍的炎性細(xì)胞中表達(dá)。糖尿病足潰瘍內(nèi)皮細(xì)胞中ET-1 的表達(dá)會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗,并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NF-κB,調(diào)節(jié)潰瘍創(chuàng)面的炎癥反應(yīng)[34]。有研究表明[35]短暫的高血糖會(huì)對(duì)血管內(nèi)皮造成持續(xù)性損傷和直接上調(diào)DNMT1 的表達(dá),導(dǎo)致Ang-1的高甲基化,降低Ang-1 的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)NF-κB的長期激活和隨后的血管內(nèi)皮功能障礙,抑制DNMT1 可通過調(diào)節(jié)Ang-1/NF-κB 信號(hào)通路促進(jìn)血管生成和加速糖尿病傷口愈合。HUANG 等[36]發(fā)現(xiàn)對(duì)DFU 小鼠給與高壓氧治療(HBOT)能夠促進(jìn)HIF-1α、NF-κB 和CXCR4 等的表達(dá),HBOT 促進(jìn)人皮膚成纖維細(xì)胞(HSF)的增殖、遷移和血管形成,進(jìn)而促進(jìn)DFU 小鼠創(chuàng)面愈合。而ANGUIANOHERNANDEZ 等[37]對(duì)DFU 患者給予HBOT 治療后發(fā)現(xiàn)HIF-1α 和NF-κB 主要在細(xì)胞核中表達(dá),治療后VEGF 表達(dá)有顯著改變,血漿促炎性IL-6 水平升高,IFN-γ 水平降低,并觀察到潰瘍創(chuàng)面纖維化和血管生成的增加。由此可見輔助性HBOT 改變了與細(xì)胞缺氧反應(yīng)相關(guān)的促炎平衡來促進(jìn)潰瘍創(chuàng)面的愈合。SUN 等[38]給DFU 大鼠服用芍藥苷后發(fā)現(xiàn)創(chuàng)面炎癥細(xì)胞減少,芍藥苷能夠降低趨化因子受體CXCR2 和NF-κB 表達(dá)水平,NLRP3 和切割的caspase-1 水平也降低。進(jìn)一步的體外證據(jù)證實(shí),芍藥苷通過抑制CXCR2 可以有效抑制DFU 中NLRP3和NF-κB 介導(dǎo)的炎癥,進(jìn)而促進(jìn)DFU 大鼠傷口炎癥顯著減輕,傷口愈合更好。而YANG 等[39]對(duì)DFU大鼠給與伊布替尼治療后發(fā)現(xiàn)伊布替尼能夠降低血糖,降低炎癥因子的水平,促進(jìn)潰瘍愈合,提高潰瘍愈合率,降低TLR2、TLR4、RAGE 和NF-κB的表達(dá),并增加VEGF 的表達(dá);他們認(rèn)為伊布替尼可能通過調(diào)節(jié)RAGE/NF-κB 途徑上調(diào)VEGF 表達(dá),抑制TLRs 表達(dá),抑制炎癥因子分泌,促進(jìn)糖尿病足潰瘍愈合。綜上所述,可以通過調(diào)控NF-κB/NLRP3 炎性小體信號(hào)傳導(dǎo)通路來改善細(xì)胞缺氧反應(yīng),抑制炎癥因子的分泌,恢復(fù)血管內(nèi)皮功能,促進(jìn)血管形成以促進(jìn)潰瘍愈合。
Notch 信號(hào)在膜結(jié)合Notch 受體(Notch 1-4)和配體(鋸齒狀1-2 和Delta 樣1、3、4)相互作用時(shí)被激活。Notch 信號(hào)通路被激活后釋放活化形式ICN,ICN 移動(dòng)至細(xì)胞核與CSL 蛋白結(jié)合形成復(fù)合物,發(fā)揮Notch 靶基因的轉(zhuǎn)錄。Notch 對(duì)于傷口愈合的早期炎癥階段至關(guān)重要,并指導(dǎo)巨噬細(xì)胞依賴性炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,典型的Notch 信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于指導(dǎo)巨噬細(xì)胞在傷口修復(fù)中的功能很重要,并確定了治療糖尿病傷口的轉(zhuǎn)化靶點(diǎn)[40]。ZHENG等[5]報(bào)告Notch1 信號(hào)被糖尿病皮膚中的高血糖激活,并特別損害糖尿病患者的傷口愈合,而且他們還發(fā)現(xiàn)抑制Notch1 信號(hào)能夠促進(jìn)糖尿病動(dòng)物創(chuàng)面愈合,并認(rèn)為從機(jī)制上講,高糖水平激活了一個(gè)特定的陽性Delta-like 4(Dll4)-Notch1 反饋回路。隨后他們利用功能喪失遺傳學(xué)方法,證明了角質(zhì)形成細(xì)胞中Notch1 失活足以抵消Dll4-Notch1 環(huán)對(duì)糖尿病傷口愈合的抑制作用,從而使Notch1 信號(hào)成為治療DFU 的一個(gè)有吸引力的局部治療靶點(diǎn)。EBRAHIM 等[41]對(duì)DFUs 大鼠使用富含血小板血漿(platelet-rich plasma,PRP)+脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSCs)治療后發(fā)現(xiàn)在7 d 和14 d 后的傷口愈合好,治療導(dǎo)致了再上皮化和肉芽組織形成,膠原的面積百分比、表皮厚度和血管生成顯著增加,此外,Notch 信號(hào)顯著下調(diào),表皮干細(xì)胞(EPSCs)增殖和募集增強(qiáng),這些數(shù)據(jù)也表明,PRP 和ADSCs 聯(lián)合治療可以通過調(diào)節(jié)Notch 通路、促進(jìn)血管生成和EPSC 增殖,顯著加速實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠創(chuàng)面的愈合。WANG 等[42]研究發(fā)現(xiàn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞系(HUVECs)經(jīng)不同濃度的虹膜素(irisin)、正常葡萄糖、高糖(HG)、HG 加虹膜素高(H)或sh-Notch1 處理后,通過細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞生物學(xué)行為和LDH,Western blot 檢測(cè)凋亡和Notch 通路相關(guān)蛋白水平,發(fā)現(xiàn)鳶尾素(鳶尾素是一種在小鼠和人類中新發(fā)現(xiàn)的肌動(dòng)蛋白)沒有細(xì)胞毒性,鳶尾苷-H 可提高HUVEC 的細(xì)胞活力,抑制細(xì)胞凋亡和LDH 水平,同時(shí),irisin-H 恢復(fù)了HG 抑制的HUVECs 遷移和血管生成。在HG 處理的HUVECs 中,Irisin-H 抑制凋亡相關(guān)蛋白水平,并促進(jìn)Notch 通路相關(guān)蛋白水平。鳶尾苷通過Notch1 激活Notch 通路,恢復(fù)HUVEC 細(xì)胞損傷和血管生成,從而促進(jìn)DFUs 創(chuàng)面愈合。綜上所述,通過干預(yù)Notch 信號(hào)通路可以調(diào)控增強(qiáng)角質(zhì)形成細(xì)胞和EPSCs 增殖和募集,提高HUVEC 的細(xì)胞活力,抑制細(xì)胞凋亡等來誘導(dǎo)再上皮化、肉芽組織形成、增加表皮厚度和血管生成,減輕炎癥反應(yīng),從而促進(jìn)DFUs 創(chuàng)面的愈合。
綜上所述,DCU 是一種難治性慢性創(chuàng)傷,是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥。DCU 的修復(fù)和愈合需要多種細(xì)胞、細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)、基因等因素的參與,共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò),涉及眾多信號(hào)通路,包括包括外泌體(exosomes,Exos)、Notch、NF-κB、Wnt/β-catenin、MAPK 等。其具體作用機(jī)制尚不清楚,因此,需要進(jìn)一步的研究來闡明以更好地理解潰瘍愈合的分子機(jī)制,這將有助于為慢性潰瘍傷口提供更好的治療和先進(jìn)的解決方案。近年來,DFU 愈合研究包括減輕炎癥反應(yīng)、恢復(fù)血管內(nèi)皮功能、促進(jìn)組織和血管再生等,隨著精準(zhǔn)治療理念和分子靶向治療的推廣,信號(hào)傳導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)作用備受關(guān)注。本文提及的DFU 相關(guān)信號(hào)通路的作用機(jī)制還沒有徹底研究清楚,所以還需要廣大科研工作者共同深入研究來闡明以更好地理解和明確潰瘍愈合的分子機(jī)制,這將有助于為慢性潰瘍傷口提供更好的治療和先進(jìn)的解決方案。
【Author contribution】LUO fuqiang wrote the article. YU dianbo performed the supervision. LI zaiyong and XIE kangqi revised the article.ZHOU haidong and LUO changtai searched part of literature. WEI jihua performed funding acquisition and reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as sub-mitted.