脂多糖與成纖維細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

田馨如 唐乾利

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及居民疾病譜的不斷改變， 因外傷以及截癱、 糖尿病等慢性疾病造成的壓瘡、 糖尿病足等皮膚損傷患者逐年增多［1］， 且由于皮膚損傷的病因和嚴(yán)重程度不同， 如若治療不當(dāng)可導(dǎo)致創(chuàng)面遷延不愈［2－3］， 甚至引發(fā)嚴(yán)重感染而危及患者生命安全［4］。 創(chuàng)面愈合涉及局部組織再生、 修復(fù)、 重建等一系列病理生理過程， 其本質(zhì)是機(jī)體對(duì)各種有害因素引起的組織細(xì)胞損傷的固有防御性和適應(yīng)性反應(yīng)［5－6］。 成纖維細(xì)胞是機(jī)體組織修復(fù)階段的主要細(xì)胞， 可通過活化、 遷移、 增殖參與創(chuàng)面的修復(fù)， 促進(jìn)肉芽組織的生成和創(chuàng)面的愈合［7－9］。 革蘭氏陰性菌是導(dǎo)致創(chuàng)面感染的常見微生物， 而脂多糖是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外壁的主要成分之一， 其可通過釋放內(nèi)毒素而影響創(chuàng)面的愈合。且諸多研究發(fā)現(xiàn)， 低濃度脂多糖可通過促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖而促進(jìn)創(chuàng)面愈合， 而高濃度脂多糖除可造成成纖維細(xì)胞異常分泌合成細(xì)胞外基質(zhì)蛋白導(dǎo)致增生性瘢痕形成外， 還可抑制成纖維細(xì)胞的正常增殖而影響創(chuàng)面愈合［10－13］。 本文主要對(duì)近年來脂多糖與成纖維細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的作用機(jī)制予以綜述，以期為創(chuàng)面治療提供新的思路。

1 成纖維細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的作用

皮膚是人體最大的器官， 具有防御外界刺激、分泌汗液及油脂、 調(diào)節(jié)體溫和感受外界刺激等作用［14－16］。 創(chuàng)面愈合作為機(jī)體的一種防御性反應(yīng)，由成纖維細(xì)胞、 上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子等多種生長(zhǎng)因子共同參與完成［17］。 有研究認(rèn)為， 創(chuàng)面愈合過程分為凝血期、 炎癥期、 修復(fù)期3 個(gè)時(shí)期［18］， 其中凝血期創(chuàng)面周圍小血管、 毛細(xì)血管等反應(yīng)性收縮使局部血流減少， 觸發(fā)內(nèi)外源性凝血過程， 導(dǎo)致血小板釋放的血小板衍化生長(zhǎng)因子增多并與成纖維細(xì)胞膜表面受體結(jié)合， 促使成纖維細(xì)胞增殖； 炎癥期白細(xì)胞釋放血管活性物質(zhì)使局部血管擴(kuò)張［19］、 病原微生物感染或殘存壞死組織刺激均可導(dǎo)致創(chuàng)面發(fā)生炎癥反應(yīng)［20－21］， 巨噬細(xì)胞在清除病原體、 吞噬壞死組織碎片的同時(shí)刺激成纖維細(xì)胞增殖、 分化， 并分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)及生長(zhǎng)因子， 促進(jìn)膠原蛋白合成［22］； 修復(fù)期成纖維細(xì)胞向終末表型肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化， 胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白骨架按張力方向排列， 共同參與創(chuàng)面收縮［23－24］。

成纖維細(xì)胞參與了創(chuàng)面愈合的全過程， 其數(shù)量及功能均可影響創(chuàng)面的愈合進(jìn)程。 研究顯示， 成纖維細(xì)胞的數(shù)量在正常組織中保持恒定， 通過遷移、增殖和分化保持組織器官穩(wěn)態(tài)， 而皮膚損傷后， 成纖維細(xì)胞在炎癥反應(yīng)刺激下異常增殖的同時(shí)， 還可分泌膠原蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)成分， 為創(chuàng)面修復(fù)創(chuàng)造有利條件［25］。 另有研究指出， 皮膚再生過程中成纖維細(xì)胞以自分泌或旁分泌方式參與多種因子的表達(dá)， 并與角質(zhì)形成細(xì)胞、 內(nèi)皮細(xì)胞、 巨噬細(xì)胞等共同促進(jìn)創(chuàng)面的愈合［26］。 此外， 成纖維細(xì)胞作為未完全分化的瘢痕形成的主要效應(yīng)細(xì)胞， 可隨不同環(huán)境產(chǎn)生異質(zhì)性， 形成不同表型， 而肌成纖維細(xì)胞這一具有特殊收縮功能的細(xì)胞表型， 可在創(chuàng)面愈合過程中干預(yù)結(jié)締組織的形成和重塑而影響瘢痕形成。如在炎癥持續(xù)刺激下， 成纖維細(xì)胞的生物學(xué)特性和增殖能力發(fā)生變化［27］， 可造成其自身過度增殖而使膠原纖維增厚， 進(jìn)而形成增生性瘢痕［28－30］。

2 脂多糖在創(chuàng)面修復(fù)中的作用

革蘭氏陰性菌是感染性創(chuàng)面常見的病原菌， 而脂多糖是構(gòu)成革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外壁的主要成分之一， 除自身的生物活性、 毒性及免疫性可影響創(chuàng)面愈合及瘢痕形成外， 其誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)對(duì)創(chuàng)面修復(fù)也具有重要影響， 如其自身含有的毒性物質(zhì)脂質(zhì)A 可導(dǎo)致促炎因子釋放及炎癥細(xì)胞活性增加， 繼而合成和釋放多種炎癥因子， 激發(fā)全身炎癥反應(yīng)［31－34］， 且脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放的炎癥因子所造成的級(jí)聯(lián)反應(yīng)對(duì)組織細(xì)胞的損傷程度遠(yuǎn)超其自身毒性對(duì)機(jī)體的影響［35－36］。

3 脂多糖與成纖維細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的協(xié)同作用

3.1 低濃度脂多糖對(duì)成纖維細(xì)胞的影響

正常情況下， 皮膚組織內(nèi)成纖維細(xì)胞輪廓清晰， 內(nèi)含豐富粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、 適量溶酶體， 蛋白質(zhì)合成分泌功能活躍。 相關(guān)研究證實(shí)， 低濃度脂多糖可刺激成纖維細(xì)胞增殖、 分化， 使原有扁平內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹、 溶酶體萎縮； 同時(shí)， 成纖維細(xì)胞的有絲分裂使纖維化相關(guān)因子呈高表達(dá)狀態(tài)， 促使大量膠原纖維和基質(zhì)成分合成分泌， 并與新生毛細(xì)血管及炎癥細(xì)胞共同構(gòu)成肉芽組織填補(bǔ)缺損組織， 為表皮細(xì)胞的覆蓋創(chuàng)造條件， 從而達(dá)到修復(fù)創(chuàng)面的目的［37］； 此外， 脂多糖可介導(dǎo)核因子?κB 通路中白細(xì)胞介素?6、細(xì)胞間黏附分子?1 等多種因子的表達(dá)［38－39］， 激活成纖維細(xì)胞β?連環(huán)蛋白／環(huán)氧化酶?2 炎癥途徑， 促使體內(nèi)分泌高水平的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子?β， 進(jìn)而加速創(chuàng)面愈合［40］。 即， 低濃度脂多糖不僅能夠直接促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、 改變成纖維細(xì)胞生物學(xué)特性而促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)進(jìn)程， 而且還能夠促進(jìn)膠原蛋白合成，介導(dǎo)相關(guān)炎癥信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路， 釋放炎癥因子， 進(jìn)而促進(jìn)肉芽組織生成， 間接加速創(chuàng)面愈合。

3.2 高濃度脂多糖對(duì)成纖維細(xì)胞的影響

感染性創(chuàng)面中， 革蘭氏陰性菌的聚集造成脂多糖維持在高濃度狀態(tài)， 而高濃度的脂多糖可導(dǎo)致創(chuàng)面遷延不愈。 萬立等［28］的研究顯示， 高濃度脂多糖對(duì)成纖維細(xì)胞的增殖作用降低， 甚至出現(xiàn)抑制效應(yīng)， 且其抑制效果隨濃度升高而增強(qiáng)。 石珊等［12］的研究顯示， 高濃度脂多糖還可促使成纖維細(xì)胞中的Ⅰ、 Ⅲ型膠原蛋白及α?平滑肌肌動(dòng)蛋白表達(dá)水平升高， 細(xì)胞外基質(zhì)蛋白過度合成、 分泌及沉積，誘導(dǎo)正常成纖維細(xì)胞向增生性瘢痕成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化， 促使愈合創(chuàng)面瘢痕化。 另外， 覃雅慶等［41］的研究指出， 脂多糖濃度過高， 其毒性還可抑制成纖維細(xì)胞DNA 合成， 使成纖維細(xì)胞的正常功能受損，進(jìn)而導(dǎo)致創(chuàng)面愈合過程受阻。

4 小結(jié)與展望

革蘭氏陰性菌是感染性創(chuàng)面的主要致病菌， 脂多糖作為構(gòu)成革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外壁的主要成分之一， 具有極強(qiáng)的生物活性， 且低濃度脂多糖可刺激成纖維細(xì)胞增殖和膠原蛋白合成， 促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)； 而高濃度脂多糖可抑制創(chuàng)面愈合， 導(dǎo)致創(chuàng)面遷延不愈。 脂多糖對(duì)創(chuàng)面的雙向作用雖不斷被證實(shí)，但其促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和瘢痕形成的作用機(jī)制以及濃度把控仍需進(jìn)一步深入研究驗(yàn)證。 此外， 脂多糖具有如此活躍的生物活性， 是否可考慮將低濃度脂多糖應(yīng)用于創(chuàng)面的治療， 以達(dá)到促進(jìn)創(chuàng)面愈合的目的仍需深入研究探討。