创伤愈合的细胞生物学研究进展 2

来源:医学杂志 2007-01-14 03:24:38 

EGFR-1)和Fl k-1(小鼠)/KDR(人)(VEGFR-2),广泛分布于内皮细胞〔20〕,常与VEGF同步分泌 〔21〕,VEGF在体外可使内皮细胞PA〔22〕和胶原酶合成增加〔23 〕,也可使毛细血管融合成血管的能力增加。

  血小板衍生生长因子(PDGF)有同源双聚体(PDGF-AA,PDGF-BB)和异源双聚体(PDGF-AB) 等三种亚型,其中PDGF -BB促新生血管化的作用最强。PDGF对不同细胞的作用不同,这可能与细胞上是否有其受体 有关〔24〕。内皮细胞分泌的PDGF不仅作用于自身,也可作用于管壁其它细胞 〔25〕,如间质细胞和平滑肌细胞的分化和分裂,从而形成完整的血管。成纤维细胞生 长因子(FGF),也是新生血管化的刺激物,其有2种形式:酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)和 碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)。bFGF即FGF-2,在创伤后新生血管化的作用最强,用抗体 封闭FGF-2后伤口新生血管化过程几乎完全停止〔26〕。

  TGF-β在新生血管化过程中可调节内皮细胞上整合素表达和细胞间质的堆积,抑制内皮 细胞和平滑肌细胞的增殖和迁移、诱导间质细胞分化成平滑肌细胞。其它如血小板衍生内皮 细胞生长因子(PD-ECGF),血管生成素(angiogenin)、血管营养素(angiotropin)、IL-8、 TNF-β也可促使新生血管化。

  细胞外间质也是新生血管化所必需,内皮细胞上有可与细胞外间质结合的整合素受体α vβ3,αvβ3定位于内皮细胞迁移的前端〔27〕,成熟的血管无αvβ3 〔28〕,αvβ3抗体可抑制新生血管化〔29〕,αvβ3也可与 细胞外间质降解酶如MMP-2〔30〕,PAI-1〔31〕结合。另外凝血有关的 组织因子(TF)〔32〕和因子V〔33〕对新生血管化也有影响。

  2.3 成纤维细胞与肉芽组织形成

  成纤维细胞在肉芽组织形成和成熟过程中表现出不同的特性。第一种特性是增殖、迁移。 成纤维细胞的迁移、肉芽组织的产生一般在创伤后需3天左右准备期,在这期间,细胞外间 质发生变化(如纤维蛋白凝块形成等),细胞激活,为肉芽组织形成创造了条件,这段时间的 长短取决于成纤维细胞由静息状态进入活化状态的时间〔34〕。成纤维细胞迁移到 伤口后,内质网和高尔基体开始扩散到整个细胞质并开始释放胶原、FN等细胞外间质和TGF -β等,表现为分泌特性。伤后约1周,成纤维细胞几乎占据整个伤口,其中有些开始并持 续表达α-平滑肌肌动蛋白索,称张力纤维,呈现收缩特性,为肌成纤维细胞。伤后约4周 ,伤口处成纤维细胞和内皮细胞等发生凋亡而数量减少〔35〕。目前尚不清楚成纤 维细胞几种特性之间的转化机制。

  关于成纤维细胞运动机制最近有报道称可能与肌动蛋白纤维的聚合和重排有关。生长因子 (如PDGF,FGF)及胰岛素等外界信号作用于成纤维细胞膜上相应受体,激活G蛋白Rac或Rho, Rac激活凝血溶素(gelsolin),凝血溶素对肌动蛋白起切割和加帽作用,此举可使肌动蛋白 聚合和重排。通过转基因作用KNOCK OUT(基因剔除)小鼠凝血溶素基因,可使成纤维细胞 迁移能力减弱〔36〕。Rho则可刺激张力纤维和粘附平板的形成,张力纤维末端与 胞膜连接形成粘附平板,粘附平板含辅肌动蛋白(α-Actinin),粘着斑蛋白(Vinculin)等 ,可通过膜上整合素,钙调素粘附于基质或其它细胞,张力纤维收缩细胞运动。

  趋化因子、生长因子和细胞外间质对成纤维细胞作用已有很多研究,最近发现TGF-β家 族的激活素(activin)〔37〕也能促进成纤维细胞的迁移和增生。另外成纤维细胞 同时受生长因子和细胞外基质双重调节:体外将成纤维细胞培养于Fibrin-FN凝胶中,PDGF 可促进其α3、α5整合素亚单位的表达,而培养于胶原凝胶中时,PDGF却促进α2亚单位的 表达。

  3 成熟和重塑阶段

  创伤愈合的最后一个阶段是基质的成熟和重塑期,这一阶段需经历相当长的时间,伤口外 观可能出现疤痕。疤痕形成机理以及如何减轻甚至无疤痕愈合是人们一直关心、不断研究的 问题,至今的工作大多围绕在成人和胚胎(有疤痕愈合和无疤痕愈合),人和动物(收缩少和 收缩多)、皮肤和其他器官(不能再生和能再生)创伤愈合时一些病理及生化指标的比较上。

  人们曾经猜测胎儿与成人伤口愈合不同的原因在于有温暖、潮湿、无细菌感染、相对低氧 以及独特内分泌和细胞因子的子宫环境,但已有证明,成人皮肤移植到子宫内的胎儿中仍会 引起疤痕〔38〕,而有袋动物胎儿在无子宫环境下伤口愈合时也无疤痕产生〔 39〕,另外将人胎儿皮肤移植到成年裸鼠皮下也可无疤痕愈合〔40〕,更重要 的是大部分动物妊娠早期是无疤痕愈合而晚期则是有疤痕愈合,这些实验充分说明子宫环境 并不是无疤痕愈合的必要条件。

  疤痕产生的机制可能很复杂,与许多因素有关。对TGF-β家族的研究表明,应用TGF-β 1、TGF-β2抗体可减少疤痕〔41〕;过量使用TGF-β3〔42〕(具 有减轻TGB-β1、β2的作用)也可减少疤痕形成;在肾,肺,肝脏等器官类 似于皮肤疤痕增生的纤维化时,TGF-β也显著增加〔43〕。而胎儿伤口愈合中TGF -β却明显较成人少,这些说明TGF-β家族在疤痕形成中可能起某些作用。

  胶原与疤痕增生有关已很早为人们所知,在疤痕组织中可见胶原不规则排列。过去一直认 为疤痕是由于胶原,特别是Ⅰ型胶原过量产生的结果。但问题并非如此简单,有报道在疤 痕中Ⅰ/Ⅲ型胶原比例并不是增加而是减少〔44〕;疤痕中胶原合成所需的脯氨酸 羟化酶和交连所需的赖氨酰氧化酶活性虽有所增加,但分解胶原的胶原酶活性也增加〔 45〕,而且可溶性胶原增加而交联胶原却较少〔46〕;在胎儿创口中胶原合成 比成人还快〔47〕;因此胶原是否为疤痕增生的原因尚未肯定,但可以肯定的是疤 痕中胶原合成和代谢失调。

  氨基多糖和蛋白多糖也可能是疤痕形成的因素之一,它们可以与胶原结合而调节胶 原沉积和分解,也可影响细胞增殖、迁移和胶原的合成。Hardingham等〔48〕报道 ,在正常皮肤中硫酸软骨素比疤痕中少,尤其是4-硫酸软骨素。胎儿伤中透明质酸和透明 质酸刺激因子(HASA)明显多于成人〔49〕。

  人们还注意到在胚胎伤口愈合中不出现急性炎性反应。炎性反应时巨噬细胞可以释放大量 细胞因子引起成纤维细胞增殖和胶原合成,这可能是疤痕形成的另一因素。

  可见胎儿伤口愈合与

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