生长因子和细胞外基质在创伤修复过程中的作用

雾鸿

[摘要]　本文概括介绍了与创伤愈合有关的几种生长因子，包括血小板源性生长因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、转化生长因子、血管内皮生长因子、白细胞介素-1、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子；以及参与创伤愈合的4种细胞外基质：胶原蛋白、粘连糖蛋白、蛋白多糖和角质细胞胶原酶-1。初步阐明了这些创面愈合指标对鼻内镜手术术后的评估意义。

[关键词]生长因子（GrowthFactor）细胞外基质（ExtracellularMatrix）内窥镜检查（Endoscopy）

【生长因子】创伤愈合是一个复杂而又高度协调的过程，基本上可以分为局部炎症反应、细胞增殖分化和组织修复重建三个有区别又相互交错的阶段，这一过程涉及多种生长因子和细胞因子的相互作用、相互影响，共同调控细胞迁移、增生、分化、血管生成、基质沉积和组织塑形等。
1．血小板源性生长因子（plateletderivedgrowthfactor,PDGF）。PDGF因最初从血小板中分离出而得名，组织损伤后，平滑肌细胞、毛细血管内皮细胞、单核巨噬细胞、成纤维细胞和成肌细胞增生、激活都可释放PDGF，刺激多种细胞的分裂增殖，并能引起成纤维细胞、平滑肌细胞和单核细胞的增生和游走，促进纤维蛋白的生成。有人[1]认为，PDGF通过磷脂酸激酶3产生过氧化氢，从而激发炎性物质的产生。张忠明[2]对PDGF调控细胞增殖的作用机制进行了总结，PDGF与受体结合后，可通过四条途径促使细胞分裂、增殖：①酪氨酸激酶途径；②启动细胞核内C-myc、C-fos和C-jun基因的转录；③引起受体自动磷酸化和在酪氨酸残基上的胞浆底物的磷酸化；④增加胞内Ca2+和Na+/H+的交换。Piazuelo等[3]将含PDGF基因的真核表达载体转染小鼠成纤维细胞，发现转染阳性细胞中有PDGF蛋白表达，并可促进小鼠成纤维细胞增殖和胶原合成，这进一步证实PDGF参与了创伤愈合过程。
2．成纤维细胞生长因子（fibroblastgrowthfactor,FGF）。1974年，Grospodarowicz首先从牛垂体中分离出一种能引起Balb/c373成纤维细胞增殖的多肽物质，并命名为成纤维细胞生长因子。FGF按其等电点的不同分为酸性FGF（a-FGF）和碱性FGF（b-FGF）。FGF是肽类生长因子，能吸引、趋化炎性细胞浸润，刺激与创伤有关的细胞快速增殖、迁移，合成新的细胞间质，毛细血管增生，新的肉芽组织形成，加速胶原沉积。同时能诱导创伤周围组织中的成纤维细胞向创面迁移，吸引并刺激一些能分泌基质降解酶的细胞到创面，刺激成纤维细胞增殖，促进创面愈合。有报道[4]，角膜损伤后伤口处b-FGF表达增强。Kawaguchi等[5]研究证明，局部应用FGF-2可加速骨折的愈合。
3．表皮生长因子（epidermalgrowthfactor,EGF）。EGF是从颔下腺分离出的一种6KD多肽。EGF为细胞有丝分裂原，在组织损伤修复的早期，可促进细胞增殖、迁移，强力趋化各种炎性细胞及各种炎症修复细胞向损伤部位聚集，同时对肉芽组织中的纤维和基质沉积起主导作用。Kimura等[6]证明了EGF对鼻粘膜腺体细胞的增殖作用。
4．转化生长因子（transforminggrowthfactor,TGF）。最初从肉瘤病毒转化的细胞培养基中分离出来，故名。可分为五大类，目前研究的较为清楚的是TGF-α和TGF-β。TGF-α与EGF在氨基酸序列方面有33%~44%同源，可与EGF受体结合而发挥作用，其与EGF受体结合，激活酪氨酸激酶，最终引起细胞分裂。Cribbs等[7]通过原位杂交检测创面TGF-αmRNA的水平，来反映创面愈合的能力。TGF-β是与创伤愈合关系最密切的生长因子，几乎影响到愈合的各个时相[8]。TGF-β能够诱导细胞外基质的产生、沉积，增加细胞间的基质粘附，促进细胞的增殖、迁移、分化，加速肉芽组织的形成。Kishi等[9]在培养的鼠皮肤成纤维细胞中，加入外源性TGF-β1，证明其可促进胶原、粘多糖的合成和细胞增殖。
5．血管内皮生长因子（vascularendothelialgrowthfactor,VEGF）。VEGF作为上调血管生成的重要因子，能特异性地直接作用于血管内皮细胞，诱导血管内皮细胞增殖、迁徙及血管腔形成，进而导致新生血管的生成。VEGF还可明显增加血管的通透性，进而促进血浆蛋白在细胞外基质中沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞长入提供临时基质。有文献报告[10]认为，VEGF是通过上调内皮细胞中eNOS的合成，致NO含量增加而发挥其生物活性的。Street等[11]研究证明，VEGF可通过促进血管生成和骨的代谢而加速骨折愈合。
6．细胞因子（cytokines）。细胞因子也是生长因子，主要包括白细胞介素-1（interleukin-1,IL-1）、白细胞介素-6（interleukin-6,IL-6）和肿瘤坏死因子（tumournecrosisfactor,TNF）。细胞因子以网络的形式分布并发挥着各自的作用。IL-1是由巨噬细胞分泌的多肽类生长因子，能促进炎症蛋白和炎症介质的释放，还可诱导内皮细胞表达内皮粘附分子；IL-6主要作为前炎症物质，在激活宿主局部防御机制的同时，也直接影响纤维细胞与内皮细胞的生长。Cole等[12]采用酶联免疫吸附试验（enzyme-linkedimmunosorbertassay,ELISA）测定了鼠角膜损伤后IL-6的含量，原位杂交检测了IL-6mRNA的表达；TNF能刺激纤维母细胞的增殖及胶原合成，并能刺激血管再生。Herzog等[13]经研究表明，硫酸锌造成鼠嗅球损伤后，外源性TGF-α、EGF和bFGF均能够促进嗅神经元的再生和神经支配的修复。
【细胞外基质（extracellularmatrix,ECM）】创面愈合过程中，迁移增生的平滑肌细胞和成纤维细胞，分泌的细胞外基质起到重要作用，它可以为细胞提供移动的网络和向导，把细胞粘附在一起，对组织的愈合起到骨架作用，并且影响各种生长因子生物活性及其调节作用。
1．胶原蛋白（collagen）。胶原蛋白有10余种，比较重要的是Ⅰ型和Ⅲ型胶原。胶原蛋白赋予ECM抗牵拉张力，能使血管保持稳定的结构和张力，为多种生长因子和细胞参与创伤反应提供重要场所，对细胞的生长、分化、粘附及迁移有明显影响。胶原中含有羟脯氨酸，可通过测定羟脯氨酸含量间接了解胶原蛋白含量。Meltem等[14]采用改进的氯胺T氧化法测定组织中羟脯氨酸含量，研究胶原蛋白在创伤愈合中的作用。
2．粘连糖蛋白（adhesiveglycoproteins）。包括纤维连接蛋白（firbronectin,FN）及层粘连蛋白（laminin,LN）等。FN是创伤愈合中的“多功能分子”。作为趋化因子，它对单核细胞、中性粒细胞和成纤维细胞都有化学趋化作用，刺激细胞向创面移动；作为粘附分子，它能粘附成纤维细胞、单核巨噬细胞于各种间质中；作为调理因子，它能与细菌和组织碎片等特异性结合而招引吞噬细胞的净化；作为细胞运动的基质，它参与基质的产生和组装，构成表皮细胞增生和爬行的骨架[15]。FN与细胞间的相互作用可能由整合素、其他受体或FN的疏水区嵌入细胞磷脂双分子层的疏水链中所致[16]。LN主要存在于基底膜的透明层，它可将细胞牢固地连接在基底膜上，又可使基底膜中的成份互相连接，维持组织结构的稳定性，并且可促进细胞粘附和分化，抑制迁移。
3．蛋白多糖（proteoglycans）。蛋白多糖是构成ECM的主要成份，它能调节细胞增生、粘附、移行等，控制ECM沉积，将多种细胞连接在一起，对维持组织弹性有重要作用。
4．角质细胞胶原酶-1。ECM的产生与降解对组织塑形是必需的，包括胶原酶-1在内的金属基质蛋白酶能有效降解细胞外基质成份，为愈合创造良好的条件。皮肤受到损伤后，创面角质细胞快速表达胶原酶-1，并在愈合期间持续存在，直至完全上皮化后才停止。因此，Pilcher等[17]通过ELISA测定创面胶原酶-1的含量，来评价创面愈合能力。
【创伤愈合与鼻内镜手术】自从奥地利格拉茨大学Messerklinger教授（70年代初）提出“鼻内镜鼻窦外科”以来，鼻内镜在临床上的应用迅速普及。鼻内镜手术作为治疗慢性鼻窦炎、鼻息肉的有效手段，以恢复鼻腔鼻窦粘膜形态和功能为最终目的，因此，了解术后鼻腔鼻窦粘膜的愈合情况，是判断手术疗效的关键。手术后上皮再生就是创伤愈合的过程。Hansson等[18]研究说明人鼻粘膜受到损伤后，再生的细胞胞质中生长因子的含量明显增加，几乎所有的鼻粘膜细胞都分泌多肽生长因子，参与这一修复过程。Watelet等[19]指出鼻粘膜的创伤修复过程涉及PDGF、FGF、EGF、TNF等多种生长因子和胶原蛋白、FN、金属基质蛋白酶等多种细胞外基质，共同调节粘膜上皮的创伤修复过程。因此，可以通过测定创面各种生长因子和细胞外基质含量的高低，来评估创面愈合的能力，对鼻粘膜恢复情况作出客观判断。Watelet等[8]应用ELISA对8例鼻内镜术后病人和13例对照者，鼻分泌液中TGF-β1、TGF-β2、EGF和PDGF的含量进行了测定，研究鼻粘膜创伤愈合的动态变化。此法准确、可靠，操作方便，病人无痛苦，可动态观察鼻粘膜愈合情况，对完善治疗，提高手术治愈率有重大意义。但如何将细胞外基质含量的测定与生长因子的测定联合起来，如何选择最佳组合指标，对鼻内镜术后粘膜的愈合好坏进行评估，还有待于进一步研究。

参考文献
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