MEBT/MEBO 治療糖尿病性潰瘍作用機制及其相關(guān)信號通路研究進展

魏德華 陳世玖 王 成

國際糖尿病聯(lián)盟2019 版全球糖尿病地圖指出，我國糖尿病患者人數(shù)已達 1.164 億， 居世界首位［1］。 隨著糖尿病患病人數(shù)的不斷升高， 糖尿病性潰瘍的患病率也逐年上升， 已成為我國急慢性創(chuàng)面發(fā)病的重要原因之一， 且因糖尿病患者的長期高糖狀態(tài)， 一旦出現(xiàn)皮膚潰瘍極易形成慢性難愈合創(chuàng)面， 特別是下肢潰瘍治療不及時或治療不當還可發(fā)展至截肢， 為診療工作帶來了巨大挑戰(zhàn)， 也為患者及社會造成了巨大的經(jīng)濟負擔［2－3］。 目前， 臨床上治療糖尿病性潰瘍的方法主要有水膠體、 水凝膠、藻酸鹽、 納米銀等外用敷料， 外用細胞因子、 植皮、 干細胞移植、 高壓氧等西醫(yī)學高新技術(shù)以及燒傷創(chuàng)瘍再生醫(yī)療技術(shù) (moist exposed burn therapy/moist exposed burn ointment， MEBT/MEBO) 等中醫(yī)療法， 其中MEBT/MEBO 在降低截肢率方面取得了較為顯著的臨床療效［4］。 但相關(guān)研究資料顯示， 中醫(yī)藥作為我國傳統(tǒng)的治療方式雖具有其獨特的優(yōu)勢， 可臨床上僅13%的患者會在治療過程中聯(lián)合應(yīng)用［5］。 基于此， 為提高中醫(yī)藥的關(guān)注度以及指導(dǎo)糖尿病性潰瘍的臨床治療， 本研究對MEBT/MEBO治療糖尿病性潰瘍的部分作用機制及其相關(guān)信號通路的研究進展進行了綜述。

1 MEBT/MEBO 在糖尿病性潰瘍中的作用機制及其相關(guān)信號通路

1962 年， Winten GD［6］通過對豬的創(chuàng)面進行研究首次發(fā)現(xiàn)， 濕潤環(huán)境有利于上皮表層細胞遷移而促進創(chuàng)面的愈合。 上世紀80 年代， 徐榮祥教授發(fā)明創(chuàng)立的燒傷濕潤暴露療法及濕潤燒傷膏在燒傷創(chuàng)面的治療中取得了顯著的臨床療效， 且隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展， 其被逐漸應(yīng)用于壓瘡、 糖尿病足、 癌性潰瘍等多種創(chuàng)面的治療， 并形成了系統(tǒng)的MEBT/MEBO 體系［7］。 MEBT/MEBO 的核心藥物濕潤燒傷膏是基于細胞再生營養(yǎng)譜而設(shè)計的中藥配方， 其能夠通過激活創(chuàng)面內(nèi)的潛能再生細胞、 加速壞死組織的降解和排出、 促進肉芽組織中新生血管的形成等多途徑加快創(chuàng)面的愈合， 實現(xiàn)創(chuàng)面組織的再生修復(fù)［8］。 王洪生［9］通過給予 102 例 Wagner 3 ～ 5級糖尿病足患者應(yīng)用 MEBT/MEBO 治療發(fā)現(xiàn)，MEBT/MEBO 可有效促進糖尿病足創(chuàng)面的愈合， 降低截肢率， 提高患者生存質(zhì)量。 Horng HC 等［10］的研究發(fā)現(xiàn)， 糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合與血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor， VEGF)、堿性成纖維細胞生長因子 (basic fibroblast growth factor， bFGF)、 缺氧誘導(dǎo)因子-1 (hypoxia-inducible transcription factor-1， HIF-1)、 內(nèi)皮型一氧化氮合酶 (endothelial nitric oxide synthase， eNOS)、 表皮生長因子 (epidermal growth factor， EGF) 及表皮生長因子受體 (epidermal growth factor receptor，EGFR) 等介導(dǎo)的創(chuàng)面組織新生密切相關(guān)。 而多項研究顯示， MEBT/MEBO 可通過多條信號通路調(diào)控EGF、 VEGF、 EGFR 以及 eNOS 的表達而加速血管內(nèi)皮細胞、 成纖維細胞、 上皮細胞的增殖分化和遷移， 促進糖尿病性潰瘍的愈合。

1.1 MEBT/MEBO 在PI3K/Akt 信號通路中的調(diào)節(jié)作用

磷脂肌醇 3-激酶 (phosphninositide3-kinase，PI3K) 是細胞內(nèi)蛋白激酶的一種， 與細胞的增殖分化、 葡萄糖分子的轉(zhuǎn)運等密切相關(guān)。 如， PI3K 下游的靶分子磷脂酰肌醇-3， 4， 5-三磷酸酯可通過募集并調(diào)節(jié)蛋白激酶B (protein kinase B， Akt) 等多種效應(yīng)因子， 控制血管新生相關(guān)蛋白質(zhì)的合成、 細胞的增殖和遷移等［11］。 相關(guān)研究資料顯示， Akt 被激活后能夠誘導(dǎo)HIF-1 的表達， 進而活化信號分子葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-1 和VEGF 而調(diào)節(jié)成纖維細胞的增殖及血管的生成［12］， 激活內(nèi)皮祖細胞的關(guān)鍵動員因子基質(zhì)金屬蛋白激酶 (matrix metalloproteinases，MMPs) 的表達而促進內(nèi)皮祖細胞向創(chuàng)面部位的遷移以及向內(nèi)皮細胞的轉(zhuǎn)化， 參與血管的形成。Duscher D 等［13］的研究也證實， HIF-1 缺失可導(dǎo)致血管生成減少， 糖尿病性潰瘍創(chuàng)面愈合延遲。 而陳端凱等［14］通過采用MEBT/MEBO 治療慢性難愈合創(chuàng)面發(fā)現(xiàn)， MEBT/MEBO 可顯著提高 p-Akt、MMP-2 及MMP-9 的表達水平而加快創(chuàng)面的愈合。Bhattacharya D 等［15－16］的研究顯示， VEGF 與其受體-2 結(jié)合后可通過正反饋調(diào)節(jié)PI3K/Akt 信號通路，進一步促進Akt 的活化而參與調(diào)控血管內(nèi)皮細胞的增殖以及創(chuàng)面血管的新生。 葛斌等［17－18］的研究證實， MEBT/MEBO 可通過上調(diào) VEGF 及 VEGFR-2的表達水平， 促進血管內(nèi)皮細胞的增殖、 遷移及創(chuàng)面血管的新生而加快糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

有研究資料顯示， 同源性磷酸酶張力蛋白(phosphate and tension homology deleted on chrom-some ten， PTEN) 可通過作用于PI3K 的下游靶分子磷脂酰肌醇-3， 4， 5-三磷酸酯而抑制 PI3K/Akt信號通路的傳導(dǎo)， 下調(diào)PTEN 的表達可逆向調(diào)節(jié)PI3K/Akt 信號通路， 誘導(dǎo) VEGF 等細胞因子的表達而調(diào)控血管的新生， 促進糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合［19］。 唐乾利等［20］的研究發(fā)現(xiàn)， MEBT/MEBO 可通過上調(diào) p-Akt、 HIF-1、 EGFR 及 VEGF 的表達以及下調(diào)PTEN 的表達而加快糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。 Manning BD 等［21－22］的研究發(fā)現(xiàn)， 胰島素樣生長因子-1 (insulin-like growth factor 1， IGF-1) 及其受體可通過激活PI3K/Akt、 ERK1/2 等信號通路，誘導(dǎo)VEGF 的表達、 上調(diào)內(nèi)皮祖細胞的功能而參與調(diào)節(jié)新生血管的形成。 李利青等［23］的研究發(fā)現(xiàn)，MEBT/MEBO 治療后的糖尿病性潰瘍創(chuàng)面組織中PI3K、 p-Akt 及 eNOS 的表達水平顯著升高， IGF-1的表達水平在創(chuàng)面形成初期升高， 而隨著創(chuàng)面愈合逐漸下降。 可見， MEBT/MEBO 可能能夠通過上調(diào)PI3K、 p-Akt、 eNOS 及 IGF-1 的表達， 下調(diào) PTEN的表達， 激活 PI3K/Akt 信號通路， 誘導(dǎo) VEGF 的表達， 促進上皮細胞和血管內(nèi)皮細胞的增殖、 遷移及創(chuàng)面血管的新生而加快糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

1.2 MEBT/MEBO 在MAPK 信號通路中的調(diào)節(jié)作用

絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase， MAPK) 作為絲氨酸/蘇氨酸激酶家族成員之一， 可通過激活胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2 (extracellular signal-regulated kinase 1/2， ERK1/2) 和p38 信號通路， 增強細胞信息傳遞而達到促進受損皮膚組織愈合的作用［24］。 Chiu WC 等［25］的研究顯示， 活化后的ERK1/2 可轉(zhuǎn)移至胞核中， 通過調(diào)節(jié)信號通路下游的c-myc 和Akt， 促進創(chuàng)面成纖維細胞、 血管內(nèi)皮細胞以及上皮細胞的增殖； p38 MAPK 信號傳導(dǎo)通路被激活后， 可通過改善血管通透性、 增強血管內(nèi)皮細胞的增殖遷移以及誘導(dǎo)VEGF 的表達參與血管的新生。 唐乾利等［26－27］的研究發(fā)現(xiàn)， MEBT/MEBO 治療后的糖尿病足創(chuàng)面組織內(nèi) MAPKK6、 ERK1/2、 p38、 Akt、 c-myc 的表達升高。 可見， MEBT/MEBO 可能能夠通過激活MAPK 的級聯(lián)反應(yīng)， 增強 ERK1/2、 p38 等多條信號通路的信號傳導(dǎo)， 增加c-myc、 Akt 等信號分子的表達， 誘導(dǎo)成纖維細胞、 血管內(nèi)皮細胞及上皮細胞的增殖、 遷移而促進糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

1.3 MEBT/MEBO 在 Wnt/β-catenin 信號通路和TGF-β1/Smad 信號通路中的調(diào)節(jié)作用

β-鏈蛋白 (β-catenin) 作為 Wnt/β-catenin 信號通路中關(guān)鍵的下游信號分子去磷酸化后， 可在體外通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子 β (transforming growth factor-β， TGF-β) 的表達而誘導(dǎo)成纖維細胞的增殖與分化［28］， 可通過上調(diào)MMP 的表達而促進血管內(nèi)皮細胞的生長、 黏附和遷移， 進而刺激血管的重構(gòu)［29］。 Qi W 等［30－31］的研究發(fā)現(xiàn)， Wnt 信號受到抑制時會影響糖尿病小鼠創(chuàng)面的愈合。 TGF-β1 可通過 TGF-β1/Smad 通路和 Wnt/β-catenin 通路之間的相互調(diào)節(jié)共同作用于成纖維細胞和血管內(nèi)皮細胞而影響創(chuàng)面的愈合［32］。 Zeniya M 等［33］的研究顯示，TGF-β1 作為一種化學趨化因子， 若在創(chuàng)面修復(fù)過程中表達下降， 會影響創(chuàng)面局部的血管新生， 使肉芽組織增生受限， 創(chuàng)面修復(fù)受阻。 而馮波等［5］的研究證實， MEBT/MEBO 治療后的糖尿病性潰瘍大鼠創(chuàng)面組織中 TGF-β1、 Smad3、 P-Smad3 及 β-catenin的表達水平均明顯升高。 可見， MEBT/MEBO 可能能夠通過激活 TGF-β1/Smad 和 Wnt/β-catenin 信號通路， 誘導(dǎo)成纖維細胞和血管內(nèi)皮細胞的增殖、 分化和遷移， 為創(chuàng)面肉芽組織新生提供基礎(chǔ)條件， 從而促進糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

1.4 MEBT/MEBO 在NF-κB 信號通路中的調(diào)節(jié)作用

糖尿病患者機體內(nèi)的還原糖、 蛋白質(zhì)及脂質(zhì)在持續(xù)高糖刺激下可相互作用產(chǎn)生大量晚期糖基化終末產(chǎn)物 (advancd glycasylation end products， AGEs)并蓄積于皮膚組織， 進而降低VEGF 的表達水平、誘導(dǎo)成纖維細胞的凋亡， 促進糖尿病性潰瘍的發(fā)生及發(fā)展［34］。 糖尿病性潰瘍患者在持續(xù)高糖刺激下可促使細胞間黏附分子-1 (intercellular adhesion molecule 1， ICAM-1)、 血管細胞黏附分子-1 (vascular cell adhesion molecule 1， VCAM-1) 的表達水平升高而增強炎癥反應(yīng)、 抑制血管的新生［35－36］。另外有研究顯示， 糖尿病性潰瘍患者內(nèi)皮細胞中AGEs 的積累以及AGEs 與其受體結(jié)合會激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB (nuclear factor κB， NF-κB) 信號通路而上調(diào) ICAM-1、 VCAM-1 的表達， 下調(diào) VEGF 的表達， 進而抑制創(chuàng)面血管的新生［37］； 增加炎癥因子的表達而導(dǎo)致糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的持續(xù)損傷； 促使活性氧簇的產(chǎn)生而降低HIF-1 的活性、 上調(diào)PTEN的表達、 下調(diào)EGFR 的表達， 進而影響 VEGF 的產(chǎn)生而使創(chuàng)面血管新生受阻， 影響創(chuàng)面的愈合［38］。李杰輝等［39］的研究顯示， MEBT/MEBO 治療后的糖尿病性潰瘍創(chuàng)面組織中 AGEs、 NF-κB、 ICAM-1、VCAM-1、 RAGE 的表達水平均明顯下降， 且創(chuàng)面肉芽組織生長旺盛、 新生血管豐富、 成纖維細胞數(shù)量明顯增多。 可見， MEBT/MEBO 可能能夠通過調(diào)節(jié) NF-κB 信 號 通 路 的 活 化 程 度， 下 調(diào) AGEs、RAGE、 NF-κB、 ICAM-1 和 VCAM-1 的表達而加快糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

1.5 MEBT/MEBO 在 PI3K/Akt/mTOR 信號通路中的調(diào)節(jié)作用

相關(guān)研究顯示， 哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(the mammalianta target of rapamycin， mTOR) 是Akt 重要的下游靶點， PI3K 介導(dǎo)的 Thr308 和Ser473 位點可快速磷酸化激活 Akt， 進而活化mTOR 而參與細胞的生存和代謝過程； PI3K/Akt/mTOR 信號通路可通過自噬影響血管的生成、 成纖維細胞的遷移和上皮間質(zhì)的轉(zhuǎn)化而參與創(chuàng)面的修復(fù)［40－41］。 Zheng A 等［42］的研究發(fā)現(xiàn)， MEBT/MEBO治療后的創(chuàng)面組織中自噬體變小或消失最為明顯，而mTOR 信號通路中PI3K、 Akt 和mTOR 的表達水平相對較低。 可見， MEBT/MEBO 可能能夠通過抑制 PI3K/Akt/mTOR 信號通路的自噬作用以及PI3K、 Akt 和 mTOR 的表達， 促進創(chuàng)面血管內(nèi)皮細胞及成纖維細胞的增殖， 參與糖尿病性潰瘍創(chuàng)面的修復(fù)。

2 小結(jié)

目前， MEBT/MEBO 促進糖尿病性潰瘍創(chuàng)面愈合的療效已得到肯定， 但具體作用機制尚不完全明確， 僅在分子生物學層面的研究已有初步進展， 發(fā)現(xiàn)MEBT/MEBO 可能是通過 PI3K/Akt 信號通路、MAPK 信號通路、 Wnt/β-catenin 信號通路、 TGF-β1/Smad 信號通路、 NF-κB 信號通路和 PI3K/Akt/mTOR 信號通路調(diào)節(jié) VEGF、 EGF、 HIF-1、 eNOS等多種細胞因子的表達而影響內(nèi)皮祖細胞、 成纖維細胞、 上皮細胞的增殖、 遷移， 促進血管及肉芽組織的新生， 參與創(chuàng)面愈合的調(diào)控。