中醫(yī)藥干預(yù)自噬促進(jìn)皮膚創(chuàng)面愈合的研究進(jìn)展

李琳琳,郭 晶,朱朝軍,盧旭亞,張朝暉

(1. 天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,天津 300150;2. 天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,天津 300193)

皮膚創(chuàng)面愈合是由多細(xì)胞、多細(xì)胞因子、多機(jī)制參與的連續(xù)動(dòng)態(tài)復(fù)雜過(guò)程,深入研究皮膚創(chuàng)面的愈合機(jī)制對(duì)于促進(jìn)創(chuàng)面愈合以及研發(fā)新的治療藥物具有重要的意義。細(xì)胞自噬作為維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)、實(shí)現(xiàn)細(xì)胞更新再生的重要生理過(guò)程,其具有清除細(xì)胞質(zhì)內(nèi)受損或衰老細(xì)胞器、有害分泌蛋白的作用,已有研究證實(shí)皮膚潰瘍創(chuàng)面的細(xì)胞自噬能夠參與創(chuàng)面炎癥反應(yīng)、細(xì)胞能量代謝、創(chuàng)面上皮再生、新生血管形成以及組織結(jié)構(gòu)重塑等病理過(guò)程［1］。中醫(yī)藥治療皮膚潰瘍具有明顯的臨床療效,并且越來(lái)越多研究發(fā)現(xiàn),中醫(yī)藥干預(yù)創(chuàng)面細(xì)胞自噬可能是其發(fā)揮治療作用的機(jī)制之一,因此,本文總結(jié)近年文獻(xiàn),對(duì)皮膚潰瘍創(chuàng)面自噬作用機(jī)制特點(diǎn)以及中醫(yī)藥干預(yù)創(chuàng)面自噬促進(jìn)慢性皮膚潰瘍愈合的研究概述如下。

1 自噬參與皮膚創(chuàng)面修復(fù)

皮膚創(chuàng)面修復(fù)是一個(gè)連續(xù)的、多步驟、相互重疊的復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程,主要過(guò)程包括初期炎癥反應(yīng)階段、中期創(chuàng)面增殖階段( 潰瘍瘡面血管新生、肉芽組織形成、上皮化等) 以及后期組織重塑階段。目前研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)自噬基本全程參與了皮膚創(chuàng)面的愈合過(guò)程,如早期炎癥階段具有抗炎、抗感染效應(yīng),防止創(chuàng)面組織炎癥過(guò)度反應(yīng)加重組織損傷。在增殖階段,創(chuàng)面缺氧環(huán)境誘導(dǎo)自噬激活,發(fā)揮其抗細(xì)胞凋亡作用,促進(jìn)細(xì)胞存活,促進(jìn)新生血管形成,加速創(chuàng)面上皮化進(jìn)程。在重塑階段,成纖維細(xì)胞自噬能影響增生性瘢痕的形成,現(xiàn)將自噬在皮膚創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中的具體作用機(jī)制分述如下。

1.1自噬抗炎癥效應(yīng) 皮膚創(chuàng)面感染后即處于炎癥反應(yīng)期,此時(shí)創(chuàng)面內(nèi)大量炎性細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞)活化,導(dǎo)致釋放大量炎癥因子,引起創(chuàng)面持續(xù)炎癥反應(yīng),炎癥反應(yīng)的劇烈程度直接影響創(chuàng)面愈合的進(jìn)程,而自噬在此階段具有明顯的抗炎和抗感染效應(yīng)。在炎癥反應(yīng)階段,中性粒細(xì)胞被招募到損傷部位并通過(guò)吞噬作用、活性氧(ROS)的產(chǎn)生、中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps,NETs)［2］的釋放來(lái)發(fā)揮抗炎作用。有研究表明,自噬與中性粒細(xì)胞特異性生物學(xué)功能密切相關(guān)。例如,用肺炎鏈球菌體外感染人中性粒細(xì)胞可誘導(dǎo)自噬并增強(qiáng)其吞噬活性,而暴露于自噬抑制劑可大大降低吞噬率［3］。此外,某些自噬相關(guān)基因(Atg5/7)缺陷的小鼠,其中性粒細(xì)胞中脫顆粒和ROS水平顯著降低［4］。誘導(dǎo)自噬發(fā)生可以進(jìn)一步提高NETs的產(chǎn)生和膿毒癥小鼠的存活率［5］。另有研究發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)紅外治療能夠上調(diào)LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表達(dá)來(lái)促進(jìn)巨噬細(xì)胞中自噬小泡的形成并激活自噬,從而抑制NLRP3炎癥小體的形成并減少了IL-1β分泌［6］。此外,巨噬細(xì)胞自噬功能障礙促進(jìn)其向M1表型極化,而自噬誘導(dǎo)則促進(jìn)其向M2表型極化,從而緩解炎癥反應(yīng),促進(jìn)創(chuàng)面組織修復(fù)［7-8］。

1.2自噬與創(chuàng)面新生血管形成 創(chuàng)面新生血管的形成是創(chuàng)面愈合過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一,新生血管能夠保證創(chuàng)面肉芽組織有足夠的氧氣和血供,在創(chuàng)面血管形成的過(guò)程中,內(nèi)皮細(xì)胞呈現(xiàn)出增殖、遷移、出芽和延伸以及新生血管腔逐漸形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程。已有較多研究表明,自噬通過(guò)影響內(nèi)皮細(xì)胞的活動(dòng)從而影響新生血管形成。首先,自噬不僅能夠保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞抵抗凋亡,促進(jìn)細(xì)胞存活,還能保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷［9-10］。缺氧誘導(dǎo)的自噬不僅能作為內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)劑,同時(shí)又能誘導(dǎo)血管生成［11-12］。Guo等［13］研究發(fā)現(xiàn),間歇性缺氧通過(guò)干預(yù)AMPK/mTOR 信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬,降低人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)凋亡率,改善其細(xì)胞功能。Jeong等［14］通過(guò)自噬抑制劑(3-MA)或沉默自噬相關(guān)基因(Atg5-siRNA)等方法抑制自噬后,血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移活動(dòng)以及血管形成均受到抑制。另有研究以c57小鼠全層皮膚切除為動(dòng)物模型,創(chuàng)面局部注射自噬激動(dòng)劑雷帕霉素干預(yù)的間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)后,LC3-Ⅱ表達(dá)上調(diào),同時(shí)可以通過(guò)MAPK/ERK1/2信號(hào)通路刺激MSCs中VEGF旁分泌,促進(jìn)創(chuàng)面血管再生［15］。

1.3自噬與創(chuàng)面再上皮化 皮膚創(chuàng)面再上皮化是指角質(zhì)形成細(xì)胞從基底層向角質(zhì)層遷移并同時(shí)發(fā)生增殖與分化的過(guò)程,有研究表明,自噬參與角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖、分化從而促進(jìn)創(chuàng)面再上皮化。Qiang等［16］研究證實(shí)角質(zhì)形成細(xì)胞自噬可以調(diào)節(jié)小鼠傷口愈合,創(chuàng)傷能夠誘導(dǎo)小鼠皮膚中自噬基因表達(dá),而特異性Atq5/7基因敲除后的小鼠傷口新表皮中的角質(zhì)細(xì)胞增殖和分化率低于野生型小鼠,并且延緩創(chuàng)面再上皮化和傷口閉合。同時(shí)自噬缺陷可能導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞DNA受損,細(xì)胞增殖周期停滯,抗氧化應(yīng)激能力降低［17］。PDZ結(jié)合激酶(PDZ-binding kinase,PBK)是一種能夠通過(guò)介導(dǎo) p38激活促進(jìn)細(xì)胞增殖的蛋白酶。有研究表明PBK抑制了人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖,而B(niǎo)eclin1的丟失下調(diào)了PBK,提示Beclin1通過(guò)PBK信號(hào)通路調(diào)節(jié)人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖［18］。此外,Zhang等［19］研究表明,在損傷早期形成的缺氧微環(huán)境會(huì)誘導(dǎo)大量ROS的產(chǎn)生,激活p38和JNK -MAPK信號(hào),上調(diào)BNIP3介導(dǎo)的自噬,并導(dǎo)致 LC3、Atg5、Beclin-1等蛋白的表達(dá)明顯增加,促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的遷移。李雄［20］研究報(bào)道MEBT/MEBO療法可以上調(diào)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1、LC3、角蛋白-19的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)創(chuàng)面再上皮化。

總之,自噬在皮膚創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用,但是自噬是一把雙刃劍,其過(guò)度激活或者過(guò)度抑制均可能產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng),如自噬激活有助于發(fā)揮細(xì)胞的抗炎效應(yīng),促進(jìn)巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化等,但是巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的遷移則受自噬的抑制,因此自噬與皮膚創(chuàng)面修復(fù)之間的深入機(jī)制仍需要進(jìn)一步探索。今后希望能夠通過(guò)對(duì)不同的創(chuàng)面類(lèi)型、創(chuàng)面修復(fù)的不同階段、創(chuàng)面組織不同細(xì)胞的自噬活性開(kāi)展更多基礎(chǔ)和臨床研究。

2 中醫(yī)藥干預(yù)自噬促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)

中醫(yī)藥治療皮膚創(chuàng)面歷史悠久,經(jīng)驗(yàn)豐富,并且在臨床上取得了較好的療效,特別是在一些慢性難愈性皮膚創(chuàng)面的治療方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)在臨床療效的基礎(chǔ)上,眾多學(xué)者對(duì)于中醫(yī)藥治療皮膚創(chuàng)面的作用機(jī)制展開(kāi)了一系列研究,其中自噬也逐漸成為研究者的切入點(diǎn),一些研究結(jié)果表明干預(yù)創(chuàng)面自噬可能是中醫(yī)藥促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的重要靶點(diǎn)之一。

濕潤(rùn)暴露療法/濕潤(rùn)燒傷膏(MEBT/MEBO)是目前中醫(yī)外治法治療燒燙傷的治法之一。MEBO的主要中藥成分有黃芩、地龍、黃連、黃柏、罌粟殼等,該藥具有活血化瘀、清熱解毒、祛腐生肌的功效。已有研究證實(shí)MEBT/MEBO能夠通過(guò)調(diào)控 MMP-2和MMP-9,改善細(xì)胞超微病理結(jié)構(gòu),提高M(jìn)APKK、c-myc mRNA的表達(dá)水平,激活 PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路,合成創(chuàng)面促愈合蛋白等途徑,促進(jìn)慢性創(chuàng)面愈合［21-23］。其中,Zheng等［24］觀察到在糖尿病創(chuàng)面愈合過(guò)程中,細(xì)胞自噬體呈現(xiàn)早期增加,后期減少的現(xiàn)象,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)調(diào)控細(xì)胞自噬的PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路呈現(xiàn)先低后高表現(xiàn),在創(chuàng)面愈合早期,MEBO可以刺激細(xì)胞自噬發(fā)生來(lái)清除壞死物質(zhì),維持細(xì)胞功能和穩(wěn)態(tài),促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù),而在創(chuàng)面中、晚期,MEBO卻能激活PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路,進(jìn)而抑制細(xì)胞自噬,減少創(chuàng)面細(xì)胞凋亡,進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)面愈合。麻華膽等［25］研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)MEBT/MEBO可能通過(guò)誘導(dǎo)自噬蛋白ULK1的高表達(dá),增強(qiáng)糖尿病大鼠創(chuàng)面細(xì)胞自噬功能從而促進(jìn)糖尿病大鼠創(chuàng)面的愈合。因此,對(duì)創(chuàng)面細(xì)胞自噬的調(diào)控作用可能是MEBO促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的作用機(jī)制之一。

紫朱軟膏是在我國(guó)著名中醫(yī)外科學(xué)家奚九一教授的經(jīng)驗(yàn)方“撈底膏”基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善后提出的治療創(chuàng)面有效的外用中藥,其主要包含朱砂、紫草、黃芪、血竭、阿膠、冰片6味藥物,上述藥物主要針對(duì)創(chuàng)面“因虛致瘀、瘀久化熱、熱盛肉腐”的主要病機(jī),具有“補(bǔ)氣化瘀、清熱解毒、化腐生肌”的功效。胡嘯明等［26-27］研究結(jié)果顯示,在治療急性創(chuàng)面的過(guò)程中,與生理鹽水對(duì)照組相比較,紫朱軟膏組創(chuàng)面愈合速度及愈合率較高,同時(shí)能夠減少創(chuàng)面IL-1β表達(dá),促進(jìn)MMP-9和TGF-β上調(diào),在對(duì)自噬相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),紫朱軟膏組電鏡下觀察到的自噬體數(shù)量少于對(duì)照組,LC3、Beclin-1蛋白表達(dá)減少,因此,作者推測(cè)紫朱軟膏可能通過(guò)抑制創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中細(xì)胞自噬來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)面愈合。

紫色疽瘡膏由龍血竭、琥珀粉、乳香粉、冰片、珍珠粉等藥物組成,全方具有活血化瘀通絡(luò)、斂瘡祛腐生肌的功效。王廣宇等［28］研究了紫色疽瘡膏干預(yù)血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬促進(jìn)慢性血瘀型糖尿病足創(chuàng)面愈合的作用機(jī)制,該學(xué)者以慢性血瘀型糖尿病足患者的破潰創(chuàng)面組織為研究對(duì)象,并以肢體近端正常皮膚淺層真皮為對(duì)照組,比較2組創(chuàng)面組織中LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、eNOS、p-mTOR蛋白表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),治療組治療前LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p-mTOR蛋白表達(dá)低于正常對(duì)照組,提示糖尿病足創(chuàng)面組織內(nèi)皮細(xì)胞自噬水平受到抑制,在治療3 d、6 d后創(chuàng)面組織LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p-mTOR較治療前有所上調(diào),提示紫色疽瘡膏治療慢性糖尿病足潰瘍作用機(jī)制可能與改善創(chuàng)面局部血運(yùn)狀態(tài)促進(jìn)血液微循環(huán),同時(shí)提高創(chuàng)面組織內(nèi)皮細(xì)胞自噬水平有關(guān)。

長(zhǎng)皮膏臨床主要用于對(duì)慢性難愈型皮膚潰瘍的治療,臨床療效確切,該膏藥主要由紫草、當(dāng)歸、大黃、甘草、象皮粉、輕粉、生地黃、地骨皮、白蠟、麻油等藥物組成,諸藥相伍,具有祛瘀活血通絡(luò)、化腐生肌長(zhǎng)皮之功效［29］。臨床及實(shí)驗(yàn)研究表明長(zhǎng)皮膏能夠通過(guò)提高創(chuàng)面血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)、成纖維細(xì)胞增生,增加創(chuàng)面組織內(nèi)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Nerve growth factor,NGF)分泌、降鈣基因素相關(guān)肽(Calcitonin gene related peptide,CGRP)表達(dá),從而促進(jìn)創(chuàng)面新生血管形成及神經(jīng)再生,改善創(chuàng)面血流供應(yīng),加速創(chuàng)面修復(fù)［30-33］。廖明娟等［34］研究觀察了長(zhǎng)皮膏對(duì)下肢靜脈性潰瘍創(chuàng)面組織的自噬通路相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ和Beclin-1的影響,該研究將下肢靜脈性潰瘍患者隨機(jī)分為長(zhǎng)皮膏治療組和重組牛堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)照組,每組各30例,治療8周后,觀察2組創(chuàng)面愈合率及創(chuàng)面肉芽組織中LC3-Ⅱ、Beclin-1的蛋白表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在治療6周及8周后,長(zhǎng)皮膏治療組的瘡面愈合率明顯高于重組牛堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì)照組,同時(shí),治療組創(chuàng)面組織中LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表達(dá)高于對(duì)照組,說(shuō)明長(zhǎng)皮膏促進(jìn)創(chuàng)面愈合作用機(jī)制可能與其誘導(dǎo)皮膚創(chuàng)面組織細(xì)胞自噬增強(qiáng)有關(guān)。

油桐花屬于薔薇亞綱大戟科植物油桐的花,具有消腫止痛止血,促進(jìn)傷口愈合的功效［35］。研究表明,油桐花提取物可以上調(diào)大鼠燒燙傷創(chuàng)面組織中抑凋亡蛋白Bcl-2表達(dá), 改善Bcl-2/Bax比值,減少創(chuàng)面細(xì)胞凋亡,促進(jìn)創(chuàng)面愈合［36-37］。彭健等［38］學(xué)者觀察油桐花提取物基于HIF-1α/Beclin1/LC3-Ⅱ信號(hào)通路促進(jìn)燙傷大鼠創(chuàng)面愈合的作用機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),油桐花提取物能夠抑制燙傷大鼠血清HIF-1α、Beclin1及 LC3-Ⅱ的表達(dá),同時(shí)降低燙傷大鼠創(chuàng)面組織中上述蛋白表達(dá),提示油桐花提取物可能通過(guò)抑制創(chuàng)面細(xì)胞過(guò)度自噬而促進(jìn)燙傷創(chuàng)面愈合。

姜黃素是從中藥姜黃中提取的重要化合物之一,目前關(guān)于姜黃素的研究廣泛,結(jié)果表明,姜黃素憑借其保肝、降脂、抗氧化、抗菌等作用被廣泛用于肝臟疾病、腫瘤、糖尿病及其并發(fā)癥、心腦血管疾病、慢性創(chuàng)面等的治療［39-40］。越來(lái)越多研究顯示姜黃素在慢性創(chuàng)面治療中具有良好的效果［41］。有研究顯示姜黃素對(duì)調(diào)節(jié)自噬的上游PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路有抑制作用,從而上調(diào)LC3-Ⅱ蛋白表達(dá)及自噬體數(shù)目發(fā)揮抗氧化作用,因此,姜黃素可能會(huì)作為通過(guò)干預(yù)自噬促進(jìn)創(chuàng)面愈合的潛在藥物之一［42］。

3 小 結(jié)

細(xì)胞自噬在皮膚潰瘍創(chuàng)面修復(fù)整個(gè)階段中扮演著重要的角色,但從目前研究結(jié)果來(lái)看,不同創(chuàng)面類(lèi)型、創(chuàng)面的不同階段、不同的細(xì)胞類(lèi)型的自噬狀態(tài)均可能影響創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程,過(guò)度的自噬激活或者自噬抑制可能產(chǎn)生不同作用,因此,進(jìn)一步理清自噬狀態(tài)與創(chuàng)面修復(fù)的具體關(guān)系,可能會(huì)為今后開(kāi)發(fā)基于自噬治療皮膚創(chuàng)面的新型藥物提供科學(xué)依據(jù)。中醫(yī)外治法和中醫(yī)外用藥能夠通過(guò)干預(yù)創(chuàng)面自噬促進(jìn)慢性皮膚潰瘍愈合,期待今后能夠有更多的研究來(lái)證實(shí)上述內(nèi)容,并從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)角度進(jìn)一步豐富和發(fā)展中醫(yī)外治法治療皮膚創(chuàng)面的科學(xué)理論和內(nèi)涵。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突