慢性难治性创面发病相关信号通路的研究进展▲

王茜茜 杜娟娇 张 力 郭夏晴 曹 妍 陈仲件

(1 广西中医药大学研究生院，广西南宁市 530001； 2 广西中医药大学第一附属医院教学部，广西南宁市 530023)

【提要】 慢性难治性创面是临床上最常见的一种难治性损伤疾病，手术及药物治疗可在一定程度上缓解病情，但其恢复所需时间长，疗效差异性较大。慢性难治性创面的发病机制复杂，涉及多种因素，且各因素相互影响。目前国内外学者主要从创面局部的炎症反应、血管再生、细胞增殖与修复、细胞外基质重构等方面进行研究及药物研发。本文以不同的信号转导通路为切入点，针对不同的病理机制在慢性难治性创面中的作用进行综述，以期为进一步开展深入的分子机制研究提供参考。

慢性难治性创面又称难愈性皮肤溃疡，主要包括由压力性、缺血性、糖尿病性、静脉回流不畅及外伤等引起的溃疡创面，因其病程长，经久不愈，严重影响患者的生活质量，给患者造成极大的心理压力和经济负担[1]。当前，慢性难治性创面的发病机制研究成为医学界的研究热点，其主要涉及炎症反应、血管再生、细胞增殖与修复、细胞外基质重构4个方面，与多条信号通路相关。本文就慢性难治性创面发病相关信号通路的研究进展进行综述，以期为进一步研究慢性难治性创面的发病机制及新药的研发提供参考。

1 炎症反应相关机制

炎症反应是创面修复不可或缺的关键环节[2]。皮肤受损后炎症因子开始发挥作用，其通过激活和趋化众多免疫细胞、抗体和补体等向局部创面破损处聚集来清除或抑制细菌，并激活机体对创伤组织的免疫应答，促进皮肤创面组织的愈合。

1.1 丝裂原活化蛋白激酶相关信号通路 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一组能被细胞外刺激激活的丝氨酸/苏氨酸激酶(serine/threonine kinase，AKT)，与细胞增殖、分化、应激、凋亡等密切相关。MAPK家族包括p38、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、细胞外信号调节蛋白激酶(extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)等成员。

1.1.1 p38及其信号通路：p38是MAPK家族中调控炎症反应最重要的成员，以其命名的MAPK相关通路—p38信号通路与炎症反应、细胞凋亡等密切相关。有研究表明[3]，p38/MAPK2信号通路在创面修复过程中具有关键作用，可调节炎症因子的表达，参与创面愈合。尹楠等[4]对口腔颌面部间隙感染患者的血液和引流液成分进行分析，发现创面愈合良好的患者引流液中磷酸化p38/p38、MAPK2蛋白表达水平低于愈合不良患者，且与白细胞计数和血清肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、白细胞介素6(interleukin 6，IL-6)、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、降钙素原水平呈正相关，提示p38、磷酸化p38及p38/MAPK2信号通路可调节炎症因子的释放，影响感染性创面修复。

1.1.2 JNK及其信号通路：JNK是位于细胞质内的应急活化蛋白激酶，作为多种应激原信号传导过程中的关键分子，在细胞的渗透压变化及炎症反应中具有重要意义[5]。JNK信号通路是MAPK炎症通路中的重要成员。有研究表明，JNK抑制剂可以降低感染组织内相关炎症因子的表达水平，从而减轻炎症反应[6]。韩强等[7]发现，紫朱软膏可以使糖尿病足溃疡大鼠血清中CRP、IL-1、IL-6、TNF-α等炎症因子表达水平降低，同时抑制JNK、核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)、P65、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)的磷酸化，从而减轻创面炎症反应。提示创面炎症反应的减轻可能与抑制JNK信号通路磷酸化有关。

1.1.3 ERK及其信号通路：ERK信号通路是经典的MAPK信号传导途径，不仅参与细胞增殖与分化的调控，还通过磷酸化胞浆内的细胞骨架成分，参与细胞形态的调节及骨架的重分布。李洋等[8]对糖尿病大鼠皮肤溃疡创面及血清进行分析后发现，使用Z-没药甾酮治疗的大鼠血清IL-8、TNF-α水平下降，创面组织中磷酸化ERK1/2、磷酸化MAPK蛋白表达水平升高，表皮明显增厚，创面覆盖有较厚痂皮，炎性细胞浸润减少，毛细血管含量丰富，胶原纤维细少，提示激活ERK/MAPK通路可以抑制创面炎症因子的表达，促进创面愈合。

1.2 核转录因子E2相关因子2及其信号通路 核转录因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)是一种含有亮氨酸拉链的转录因子，与靶基因中的抗氧化反应元件结合可调控抗氧化基因血红素氧合酶(heme oxygenase 1，HO-1)的表达，Nrf2/HO-1信号通路是生物体内重要的内源性抗氧化应激信号通路，激活该通路能显著减轻氧化应激反应，降低促炎因子(包括IL-1β、IL-6和单核细胞趋化蛋白-1)的表达，促进创面愈合[9]。此外，Nrf2还能抑制角质细胞凋亡，促进其增殖和迁移，并上调转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-β1的表达，这均有利于创面的愈合。

1.3 NF-κB信号通路 NF-κB信号通路是引起机体炎症反应的重要通路，广泛参与各种炎症过程，在多种疾病的发生及治疗过程中发挥重要作用[10]。活化的NF-κB转移至细胞核内，与靶基因的启动子或增强因子区域结合，诱导内皮细胞产生黏附分子，增强白细胞炎症反应及成纤维细胞的增殖，从而发挥促炎作用[11]。段紫钰等[12]发现放射性皮炎大鼠的创面组织中Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)-4、NF-κB mRNA表达水平及血清中的炎症因子水平显著降低，认为大鼠创面愈合可能与抑制NF-κB通路、降低炎症水平有关。薛兵等[13]研究发现，采用清消法治疗的痤疮模型大鼠血清炎性因子TNF-α水平下降、γ干扰素水平升高，创面组织TLR-2、NF-κB水平下降，提示抑制NF-κB信号通路可减轻创面炎症反应。

2 血管再生相关机制

血管再生是创面修复过程中的重要环节之一，涉及血管生成因子的高表达和血管生成抑制因子的低表达等。该过程受到多种细胞因子、多条信号通路的调控。

2.1 血管内皮生长因子 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子。作为血管生成的主要调控因子，VEGF能有效促进血管内皮细胞的分裂增生、增加血管通透性[14]，且对血管内皮细胞具有独特的亲和性，在创面血管新生过程中扮演着重要角色。

2.2 MAPK信号通路 MAPK-ERK级联通路属于高度保守的三级激酶级联的传递信号，是血管内皮细胞信号传导过程的重要途径；也是VEGF发挥促进血管再生作用的主要途径。Hou等[15]研究发现，采用牛痘素治疗的皮肤开放性创伤大鼠创面微血管密度明显增加，血管生成信号通路相关的淋巴结蛋白和受体被激活(磷酸化ERK表达增加)，证实该过程由 MAPK/ERK 信号通路介导。Geng等[16]分析人伤口细胞培养液后发现，激活MAPK/ERK信号通路可促进VEGF水平增加，提示MAPK/ERK信号通路的激活对伤口愈合有积极影响。

2.3 PI3K信号通路 PI3K是一种存在于细胞质中的脂质激酶，参与细胞膜的信号转导、转运和代谢过程。PI3K可通过催化二磷酸磷脂酰基醇发生磷酸化，诱导AKT发生磷酸化，调控下游效应内皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)的转录水平，刺激一氧化氮的合成与释放[17]。而一氧化氮是一种强大的血管生成介质，具有调节血管生成因子的作用，不仅能刺激新生血管形成，还参与调节内皮细胞的增殖、侵袭、凋亡和管腔形成，在一定程度上控制血管疾病的发生和发展。Sun等[18]在人微血管内皮细胞和正常皮肤成纤维细胞中发现，通过调控PI3K/AKT信号通路，抑制血管内皮细胞增殖、迁移和管腔形成，可明显延缓伤口愈合进程。张晓芬等[19]通过研究全层皮肤缺损小鼠发现，激活PI3K/AKT/eNOS信号通路可促进AKT的磷酸化，使VEGF-A、eNOS的蛋白表达增加，进而促进创面愈合。李利青等[20]分析了难治性创面大鼠的创面组织PI3K、AKT、血管内皮生长因子受体2、eNOS的mRNA水平，认为激活PI3K/AKT/eNOS信号通路可促进创面血管生成，从而发挥促进创面愈合的效果。

2.4 缺氧诱导因子1α信号通路 缺氧诱导因子1α(hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α)是在缺氧条件下应答缺氧应激的一种转录因子，也是目前发现的唯一一个在缺氧状态下发挥活性的特异性转录因子，参与多条细胞信号通路，是介导缺氧信号传导的中枢。缺氧环境中，HIF-1α/VEGF通路可上调VEGF等多种促血管生成因子的表达，从而诱导血管生成[21]。研究表明，在糖尿病创面中HIF-1α是调节VEGF表达的转录因子，能刺激血管内皮细胞增殖，HIF-1α的表达对血管再生过程至关重要[22]。侯婧瑛等[23]将体外培养的骨髓间充质干细胞缺氧处理24 h后发现，血管管腔样结构明显增多，而在抑制HIF-1α表达的基础上进行缺氧处理，发现VEGF-A表达明显下降。提示细胞缺氧后，能够通过激活HIF-1α/肺腺癌转移相关转录本1/VEGF-A通路维持细胞存活和促进血管再生。李夏等[24]在人视网膜色素上皮细胞体外培养的实验中也得到了相似的结论。

3 细胞增殖与修复相关机制

角质形成细胞的增殖和迁移对创面的愈合与修复至关重要。表皮干细胞位于皮肤的基底层，是皮肤组织的特异性干细胞，具有无限增殖和分化的潜能，是创面再上皮化过程中各层表皮细胞分化的来源，表皮细胞的更新正是其通过增殖分化完成的[25]。干细胞的分化受细胞与细胞外基质相互作用的影响，在该过程中多种细胞因子参与并发挥了传递信息的作用。

3.1 Wnt信号通路 Wnt信号通路是一条高度保守的生长因子家族信号通路，是细胞间信号传导的关键通路之一，具有传导生长刺激信号、参与不同发育机制、促进细胞增殖的作用。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路是Wnt的一个关键分支通路，当Wnt/β-catenin通路被Wnt配体激活后，β-catenin不断蓄积并达到一定水平，可使靶基因如细胞周期蛋白的表达上调，从而参与调控组织细胞的稳态和再生。β-catenin在细胞质中的含量直接影响表皮干细胞的增殖与分化，β-catenin含量越高，表皮细胞分化、增殖能力就越强，其可促进皮肤及其附属器发育、创面血管新生和上皮重塑，从而加速创面愈合[26]。有研究报告，在糖尿病创面愈合过程中，随着Wnt和β-catenin表达的增加，表皮细胞的分化和增殖能力增强，伤口愈合加快[27]。仇莲胤等[28]通过观察糖尿病大鼠的溃疡创面组织发现，给予黄芪提取液治疗的大鼠其创面组织中Wnt1、Wnt3a、β-catenin的mRNA表达水平明显增加，创面愈合加快。说明溃疡创面的愈合可能与Wnt/β-catenin信号通路的调节有关。

3.2 TGF-β信号通路 TGF-β家族是一类分泌型多肽信号分子，参与调节细胞增殖、分化、凋亡及创面愈合等多种过程。其中，TGF-β1与细胞外基质沉着及纤维化疾病密切相关，是创面愈合及瘢痕形成的主要影响因子之一。Smad蛋白是将细胞外TGF-β信号经细胞质传导到细胞核内的中介分子。TGF-β1/Smad3信号途径的活化，可刺激其他促纤维蛋白合成，促进成纤维细胞的增殖和表型转化，抑制成纤维细胞凋亡，促进多种细胞外基质的合成等，对于创面愈合具有重要意义。曾娟妮等[29]在全层皮肤缺损开放性创面大鼠中发现，上调TGF-β1的表达可促进创面愈合。此外，TGF-β1/Smad3信号通路还能趋化并作用于成纤维细胞，通过调节蛋白酶的表达抑制基质降解，以及刺激成纤维细胞转化为肌成纤维细胞，来促进创口收缩。唐乾利等[30]通过研究大鼠糖尿病足创面发现，给予皮肤原位再生医疗技术治疗的实验组大鼠其TGF-β1/Smad3表达、肉芽组织中成纤维细胞形态、毛细血管新生情况均优于无任何干预措施的模型组，提示在创面愈合早期激活TGF-β1/Smad3信号通路，可促进创面的损伤修复。

4 细胞外基质重构相关机制

细胞外基质是细胞周围由多种大分子组成的复杂网络，可为细胞提供适宜的微环境，其主要包含胶原蛋白、纤维蛋白、弹性蛋白、层粘连蛋白等物质。其中，胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，遍布于各器官和组织。细胞外基质重构在创面愈合后期尤为重要，胶原合成和降解是影响创面愈合的重要因素。有研究显示提高胶原蛋白的含量和稳定性可加速创面愈合[31]。 Wang等[32]发现，激活ERK/MAPK信号通路可以增加真皮成纤维细胞基质金属蛋白酶的表达，调节细胞外基质重构，促进创面修复。Zhang等[33]通过研究皮肤全层切口小鼠伤口发现，激活PI3K/AKT信号通路可促进成纤维细胞的增殖和迁移、胶原沉积，加速创面修复。

5 小 结

慢性难治性创面的炎症反应、血管再生、细胞增殖与修复、细胞外基质重构等过程相互交错、相互影响，其所涉及的信号通路构成了创面修复复杂的分子调控网络。现有的研究多是某一条信号通路机制，鲜有涉及多条信号通路的研究，未来可围绕该方向展开研究，以期研发出具有多靶点的高效药物，为慢性难治性创面的治疗奠定基础。