無瘢痕愈合的細胞外基質(zhì)研究進展

自從1971年Burrington首次發(fā)現(xiàn)胎兒皮膚創(chuàng)傷后修復無瘢痕形成，并確定無瘢痕愈合的概念以來，不僅發(fā)現(xiàn)胎兒可以無瘢痕愈合，而且女性月經(jīng)期子宮內(nèi)膜也可以無瘢痕愈合。不少學者對無瘢痕愈合機制進行了許多研究，發(fā)現(xiàn)無瘢痕愈合的機制可能與炎癥的低反應，效應細胞成纖維細胞的數(shù)量和功能，細胞外基質(zhì)的成分和數(shù)量，基因（prx-2和hoxb13）的表達差異及特殊環(huán)境等有關。本文就近年來無瘢痕愈合的細胞外基質(zhì)研究狀況綜述如下。

1蛋白

1.1 膠原纖維：膠原纖維是正常真皮結(jié)締組織和各種瘢痕組織的主要結(jié)構(gòu)蛋白，由成纖維細胞合成和分泌，膠原纖維有不同的亞型，在早中期胚胎皮膚中，膠原蛋白以Ⅲ型為主，至成年時逐漸轉(zhuǎn)化以I型為主，不同的亞型膠原蛋白組成的膠原纖維粗細不同，且排列方式不同。由Ⅲ型膠原蛋白組成的膠原纖維較細，排列較規(guī)則，形成松散疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而I型膠原蛋白組成的膠原纖維較粗，排列緊密和不規(guī)則。提示局部膠原含量和膠原構(gòu)成的比例不同可能是無瘢痕愈合的重要原因之一。

1.2 伴侶素和線粒體蛋白P1前體：分子伴侶在細胞內(nèi)能夠協(xié)助其他多肽進行折疊等發(fā)揮重要的生理作用。邱俊等[1]研究發(fā)現(xiàn)伴侶素/線粒體蛋白P1前體在胎兔皮膚傷口后表達增加，它們能夠協(xié)助其他蛋白和多肽的折疊、組裝和轉(zhuǎn)運，維持正確構(gòu)象的微管蛋白和微絲蛋白，保持正確的細胞骨架，從而發(fā)揮促進傷口愈合的作用。

1.3 波形蛋白和微管蛋白β多肽：波形蛋白是中等纖維的主要成分之一，在成纖維細胞中起著細胞支架與網(wǎng)絡的作用。邱俊研究發(fā)現(xiàn)波形蛋白在傷后的胎兔皮膚中表達高于未受傷胎兔和成年兔。波形蛋白在成年個體傷后可能促進瘢痕的增殖。在胚胎時具有調(diào)整膠原纖維的排列，抑制瘢痕增生與愈合的作用。胎兔傷后皮膚中微管蛋白β多肽表達增加，微管蛋白可能在促進細胞增殖，分化和保護上皮組織等方面起一定作用[1]。

1.4 核不均一蛋白H（Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein H，hnRNP H）：是一組RNA結(jié)合蛋白，主要富集于細胞核內(nèi)，它作為剪接增強子復合物的組成部分參與細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯控制。邱俊等[1]研究發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷胎兔的皮膚中，hnRNP H的表達增加，它可能也通過對基因轉(zhuǎn)錄、翻譯的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對相關蛋白翻譯的調(diào)控，從而發(fā)揮其在無瘢痕愈合中的作用。

1.5腺病毒纖維調(diào)節(jié)蛋白：Alexander等[2]研究表明腺病毒纖維調(diào)節(jié)蛋白過度表達導致MMP-1和MMP-3蛋白分泌減少，增加MMP-2、TIMP-1和TIMP-2分泌，對MMP-9和MMP-13沒有影響，腺病毒纖維調(diào)節(jié)蛋白過度表達在體外促進傷口愈合表明腺病毒纖維調(diào)節(jié)蛋白可能在減少瘢痕方面還是一個關鍵調(diào)節(jié)因素。

1.6纖粘蛋白（Fibronectin，F(xiàn)N）：FN由成纖維細胞、巨噬細胞及內(nèi)皮細胞等產(chǎn)生。它在胚胎傷口愈合過程中的作用與成人基本相同，可促進細胞的粘附、增殖、遷移和分化。Ester等[3]發(fā)現(xiàn)胚胎中FN含量較成人高且沉積速度快，在胚胎形成和形態(tài)發(fā)生過程中，F(xiàn)N沉積加強，能為細胞的遷移和增殖提供合適的環(huán)境。

2酶

2.1α-烯醇酶：α-烯醇酶同缺氧誘導因子和核呼吸因子1參與糖分解酶的調(diào)控，還是細胞中磷酸烯醇丙酮酸形成過程中重要的糖酵解酶。α-烯醇酶組成纖溶酶原的受體，該受體通過在細胞表面富集纖溶蛋白酶或增加其生成，從而在骨骼肌形成過程中發(fā)揮其重要作用。邱俊[1]研究發(fā)現(xiàn)在胎兔皮膚傷后表達增加，可能以酶的身份參與上述調(diào)節(jié)，發(fā)揮其在傷口無瘢痕愈合的作用。

2.2 絲氨酸蛋白酶類：絲氨酸蛋白酶類能降解蛋白聚糖和糖蛋白，其中纖溶酶原在瘢痕修復和纖維化中具有重要作用。PAI能夠抑制纖溶酶原對纖溶酶的激活，使得纖維降解減少，從而導致胎兒出生后組織愈合纖維化。Huang等[4]研究表明，與瘢痕修復相比胎兒尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑/PAI1的比例增加或體外注射絲氨酸蛋白酶抑制劑均能引起胎兒無瘢痕愈合中膠原沉積，說明絲氨酸蛋白酶類是無瘢痕愈合的重要影響因素。

2.3 基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix Metallproteinases，MMPS）：MMPS是酶家族中的一個成員，MMP-2和MMP-9水解底物主要是變性膠原和細胞外基質(zhì)的主要成分IV型和V型膠原等。趙京禹等[5]研究發(fā)現(xiàn)在妊娠早期胎兒皮膚中MMP-9和MMP-2基因表達水平較低，隨著胎齡的增加，皮膚組織內(nèi)這兩種基因表達增強。在妊娠晚期，胎兒皮膚內(nèi)MMP-9和MMP-2基因的MRNA含量顯著增高，MMPS基因表達的變化規(guī)律與創(chuàng)面愈合形成瘢痕的時期相吻合，表明MMP在無瘢痕愈合中具有重要的作用。

2.4 環(huán)氧合酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）：COX-2是一種炎癥調(diào)節(jié)因子，新近的研究發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)傷急性期用拮抗劑阻斷COX-2，抑制炎癥反應，可以顯著減少瘢痕形成，并且不降低愈合后組織的抗拉伸強度，提示在無感染的情況下，可以嘗試通過抑制成年傷口的炎癥反應來降低或限制瘢痕形成。另外，注射趨化因子可以吸引炎癥細胞侵入后再造成皮膚創(chuàng)面，可誘發(fā)瘢痕形成；而未注射趨化因子的自身對照創(chuàng)面，仍能可以無瘢痕愈合，說明COX-2有抑制無瘢痕愈合的作用[6-7]。

3肽

神經(jīng)肽與傷口愈合速度，表皮再生和瘢痕形成密切相關。謝江等[8]研究發(fā)現(xiàn)胎兔皮膚傷后，降鈣素基因相關肽(Calcitonin Gene Relate Peptide，CGRP)和神經(jīng)肽P物質(zhì)（Substance P，SP）陽性表達降低，第二天最明顯，對照成兔傷后SP，CGRP表達量顯著升高，第7天達峰值。張恒術等[9]研究胎兒皮膚P物質(zhì)的表達，發(fā)現(xiàn)孕22周以前，胎兒皮膚中無P物質(zhì)，孕22周以后可見表皮細胞的下三層表達較多，隨著胎齡的增加及孕33周后，胎兒P物質(zhì)表達部位和陽性程度無明顯變化。在正常成人皮膚中，P 物質(zhì)強于胎兒皮膚；在瘢痕組織中P物質(zhì)大量表達于表皮層。孕28周后胎兒皮膚，正常成人皮膚P物質(zhì)表達明顯少于瘢痕組織。這些研究表明神經(jīng)肽在胎兒皮膚傷口由無瘢痕愈合向有瘢痕愈合方式轉(zhuǎn)變中起到了重要的作用。

4細胞因子

4.1生長因子

4.1.1 轉(zhuǎn)化生長因子（Transforming Growth Factor-β，TGF-β）：TGF-β具有不同的亞型，它們對成纖維細胞有不同的作用。Campbell等[10]研究不同TGF-β的亞型作用于大鼠模型及對照組時，發(fā)現(xiàn)注射TGF-β3到皮膚傷口邊緣，比那些注射TGF-β1或沒有注射的對照組引起瘢痕形成少，而且注射TGF-β1增加瘢痕組織形成比沒有注射藥物的對照組要高。說明TGF-β3有抑制瘢痕形成的作用，TGF-β1促進瘢痕形成的作用。Whtby等[11]研究發(fā)現(xiàn)胎兒傷口中TGF-β1較成人少，且在胎兒傷口中增加外原性TGF-β1可導致瘢痕形成，認為低水平的TGF-β1在無瘢痕愈合中起著重要的作用。Hsu等[12]研究發(fā)現(xiàn)在胎鼠早期TGF-β3高表達，TGF-β3/TGF-β1間的比例高，孕中晚期皮膚中TGF-β1表達無明顯差異，表明TGF各亞型的相對比例可能在無瘢痕愈合中起重要作用。

4.1.2 肝細胞生長因子（Hepatocyte Growth Factor，HGF）：HGF有強烈的抗纖維化活性。Tsunehisa等[13]研究表明在動物模型中HGF有助于抑制或阻止肝、腎和肺的纖維化，HGF可以增加HA產(chǎn)量和在成纖維細胞中減少膠原量。

4.1.3血管內(nèi)皮細胞生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）： VEGF具有促進血管再生的作用。Gaetano等[14]在患者腹疝修復時，發(fā)現(xiàn)在傷口愈合的早期增殖期，血液和傷口體液中VEGF的水平增加，用anti-VEGF中和VEGF引起傷口液體容量和血管再生減少。Constan等[15]研究證實，妊娠早期胎羊傷口體液較妊娠晚期和出生后或成年羊傷后體液中含有更多的VEGF。Colwell等[16]在胎鼠實驗研究中也發(fā)現(xiàn)與成年鼠相比胎鼠無瘢痕愈合中VEGF表達增加，而成年鼠中含量未發(fā)生變化。這些表明VEGF含量及其表達的變化，是無瘢痕愈合的重要影響因素。

4.1.4 堿性成纖維細胞生長因子（Basic Fibroblast Growth Factor，b-FGF）：b-FGF是一種重要的促有絲分裂因子，能促進FB的分裂、增殖和分化。付小兵等[17]研究發(fā)現(xiàn)，b-FGFmRNA和b-FGF受體在各期大鼠皮膚中均有表達，并隨著年齡的增加而增強。Whitby等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在新生鼠和成年鼠唇部創(chuàng)面中b-FGF大量存在，而在胎鼠唇部則未發(fā)現(xiàn)b-FGF。這些證實b-FGF與無瘢痕愈合有關。

4.2 其他細胞因子

4.2.1干擾素3（Interferon-3，INF-3）：INF-3是一種重要的免疫調(diào)節(jié)劑，且能引起組織重塑，減少膠原產(chǎn)量，而且INF減少重新上皮化和傷口強度，起著抑制增生性瘢痕的作用，它能潛在地妨礙VEGF和b-FGF對血管再生和肉芽組織的活性，INF-3在無瘢痕愈合中發(fā)揮一定作用[14]。

4.2.2 前列腺素E2（Prostaglandin E2，PGE2）：PGE2是重要的炎癥調(diào)控因子。研究表明PGE2減少人成纖維細胞膠原凝膠收縮，外源性氫化可的松增加成纖維細胞膠原凝膠收縮。氫化可的松的試驗結(jié)果支持PGE2減少成纖維細胞收縮，同時阻礙傷口愈合過程，減少PGE2可以增加傷口愈合[11]。

4.2.3 白介素（Interleukin，IL）：IL-6、IL-8是兩種重要的致炎因子，可能刺激傷后創(chuàng)面發(fā)生炎性反應。IL-10 是一種抑制IL-6、IL-8產(chǎn)生的抗炎因子。Liechty等[18]發(fā)現(xiàn)把胎齡15天的野生小鼠IL-10+/+皮膚移植給同基因成年鼠后，局部無炎癥反應，并且能夠無瘢痕愈合；而把相同胎齡的IL-10-/-小鼠皮膚移植給成年鼠后，局部炎癥反應強烈，并且創(chuàng)面呈瘢痕愈合，表明內(nèi)源性IL-10缺乏可能引起炎癥因子級連反應而形成瘢痕。胎兒在傷后皮膚中IL-6、IL-8含量極低，IL-10較高，炎癥反應低下，從而為胎兒無瘢痕愈合提供了有利的的修復愈合環(huán)境。

4.2.4 MMPS組織抑制因子(Tissue Inhibitor of Metallproteinase，TIMPS）：TIMPS具有抑制MMPS活性，促進ECM的沉積，抑制血管形成，促進細胞分裂和改變細胞形態(tài)等生物活性的功能，能夠特異地與活化和無活性的MMP-2形成復合物，阻止局部組織活化的蛋白沉積，該基因表達受MMP-2的調(diào)控。TIMP-2基因表達的變化規(guī)律與MMP-9和MMP-2相似，隨著胎齡的增加，TIMP-2基因表達量逐漸升高。在晚期妊娠胎兒中，TIMP-2基因的MRNA含量顯著升高，可能是妊娠晚期胎兒皮膚愈合后形成瘢痕的主要因素[5]。

5MMPS與TIMPS之間的關系

李文娟等[19]研究發(fā)現(xiàn)早期妊娠胎兒與晚期胎兒相比，皮膚組織表達更高水平的MMP-2、MMP-3、 MMP-9及低水平的TIMP-1、 TIMP-2。胎兒發(fā)育早期（妊娠12～18周），MMPS/TIMPS的比值較高；中期，三種MMPS蛋白的陽性細胞率都開始降低，而TIMP-1和TIMP-2表達增強，MMPS/TIMPS比值降低；晚期，三種MMPS蛋白陽性明顯減弱，TIMP-1和TIMP-2表達增強，MMPS/TIMPS的比值最低。表明胎兒早期傷口無瘢痕愈合可能與MMPS-2、MMPS-3、 MMPS-9高表達，TIMP-1、TIMP-2低表達并由此引起組織無瘢痕愈合有關。而發(fā)育晚期TIMP-1、TIMP-2表達增強，三種MMPS蛋白表達降低，可能是傷口愈合形成瘢痕的原因之一。

6糖氨基聚糖 (Glycosaminoglycan，GAG)

GAG主要為透明質(zhì)酸（Hyaluronic Acid，HA），HA是一種高分子聚合物，具有多陰離子和親水性，提供細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和粘性，是一種主要的細胞外基質(zhì)，在傷口愈合過程中起著重要的作用。HA幫助吞噬細胞增殖和遷移，促進早期肉芽組織形成，也涉及到胎兒無瘢痕傷口愈合。Takanor等[20]研究表明HA抑制糖氨基聚糖從軟骨中釋放，促使兔損傷的前交叉韌帶愈合抑制單核吞噬細胞和淋巴細胞的活動，減少瘢痕的形成。Jana等[21]研究HA的酯化形式Hyaff-11被用作皮膚支架、軟骨及血管支架，發(fā)現(xiàn)HA的KI3復合物，減少KI3對細胞的毒性，通過增加炎癥細胞因子產(chǎn)量加速傷口愈合過程。以上研究表明HA在無瘢痕愈合中起重要作用。

無瘢痕愈合雖然至今其機制還未完全闡明，但通過學者們多年的努力已取得了顯著成就，為瘢痕的防治翻開了新的一頁，相信隨著研究的深入，其具體機制得以闡明，無瘢痕愈合將成為現(xiàn)實。

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[收稿日期]2008-04-23[修回日期]2008-06-18

編輯/李陽利