朱莲花、李美玲、李周娜、金哲虎,延边大学附属医院皮肤科.
瘢痕疙瘩是由于组织损伤后胶原和 细胞外基质合成和降解失衡,胶原过渡 沉积而形成的良性肿瘤,其浸润生长于 真皮和皮下组织,通常不会自行消退,具 有一定的遗传易感性,由多基因共同作 用下形成的。学者们经过长期研究,得 出关于瘢痕疙瘩发病机制有关的细胞因 子及基因,并揭示了各类基因与细胞因 子在瘢痕疙瘩发生、发展中的作用,以及 各类基因与细胞因子之间的相互作用机 制。本文对瘢痕疙瘩发病机制的最新研 究进展进行综述。
1 细胞因子
1. 1 转化生长因子( transforming growth factor-β,TGF-β)
TGF-β 是分泌型
子的致丝裂作用,是成纤维细胞的有效 趋化因子。可通过旁分泌和自分泌作用 于炎症细胞及修复细胞,产生细胞的趋 化性迁移、增生分化,以及细胞外基质合 成与分泌起重要的生物学作用。TGF-β1 主要介导细胞外基质的合成和迁移, TGF-β2 主要介导细胞的生长和增殖,增 强纤维粘连蛋白和胶原等细胞外基质蛋 白分泌的作用[1]。在 TGF-β1/Smad3 信 号传导通路中,起信号转导作用的主要 是 TβR-1,该通路主要包括两个
1. 2 成纤维细胞生长因子( fibroblast growth factor,FGF)
FGF 是一个蛋白质 家族。FGF 一方面可以促进成纤维细胞 的生长,另一方面又可以刺激胶原酶的 表达。不仅能促进成纤维细胞的有丝分 裂、中胚层细胞的生长,而且还可以刺激 血管的形成,在创伤愈合过程中发挥重 要作用。成纤维细胞生长因子包括酸性 成纤维细胞生长因子( aFGF) 和碱性成 纤维细胞生长因子( bFGF) 。抑制 I 型胶 原的 aFGF 对其体外培养的瘢痕疙瘩及 正常皮肤成纤维细胞具有促进增殖作 用,随浓度的增加,促增殖作用增强。其 对血管内皮细胞有很强的促分裂作用, 并可趋化血管内皮细胞迁移到胶原基质 中。由于 bFGF 对血管内皮细胞有很强 的促有丝分裂作用,故其可刺激血管形 成。bFGF 还可以明显下调增生性瘢痕 和瘢痕疙瘩 I 型胶原蛋白 mRNA 的表 达,使胶原蛋白产生减少,并提高胶原酶mRNA 水平,刺激胶原酶表达,提高其 活性[3-4]。
1. 3 血管内皮生长因子( vascular endothelial growth factor,VEGF)
VEGF 是一 种由各种正常细胞或肿瘤细胞合成和分 泌的糖蛋白。主要表达于表皮基底层及 棘层细胞、血管内皮细胞胞浆,在血管形 成、促进创伤愈合与组织修复、促进组织 再生过程中起到重要作用。VEGF 与受 体结合后可促进炎性细胞的聚集,使血 管内皮细胞的增生并且提高微血管对大 分子物质通透性的作用,从而加重炎性 反应[5]。VEGF 在正常皮肤中低表达, 而在瘢痕疙瘩浸润部位的肌成纤维细胞 中过度表达。VEGF 能刺激
1. 4 血小板源性生长因子( platelet derived growth factor,PDGF)
PDGF 是间 质结缔组织来源细胞的一种很强的有丝 分裂剂,主要由血小板的 α 颗粒释放,也
2 基因
2. 1 RUNT 相关转录因子 3 ( human runt-related transcription factor,RUNX3)
RUNX3 基因是新发现的一种抑癌基因, 是 RUNT 相关转录因子家族的重要成员之一。RUNX3 基因位于人
2. 2 P53 基因
P53 基因是重要的细胞 周期调节基因和凋亡基因,是抑制细胞 生长的调节因子,瘢痕疙瘩 p53 基因突 变可产生截断的或不稳定的 p53 蛋白。 由 p53 基因编码的 p53 蛋白可以调控正 常细胞凋亡和增殖,能够维持基因组的 完整性及调控细胞周期且诱导细胞分化 及凋亡。突变除外显子4 外,均位于 P53 蛋白的特异性 DNA 结合区,影响其与靶 细胞 DNA 片段的结合。而位于 DNA 结 合区外的突变,可导致 p53 蛋白空间构 象发生改变,也可影响 p53 蛋白的
2. 3 Fas 基因
Fas 基因介导的凋亡在 成纤维细胞的凋亡中发挥着重要的作 用。Fas 基因组 DNA 位于染色体 10q24 上,是全长36kb。Fas 基因是神经生长因 子( NGF) /肿瘤坏死因子( TNF) 受体家 族成员之一,Fas 介导的死亡信号传递是 介导病理性瘢痕成纤维细胞凋亡的最主 要通道之一。外显子 6, 8, 9 突变可以造 成 Fas 蛋白不表达或表达的蛋白无功 能,使成纤维细胞凋亡缺陷并大量增殖, 导致瘢痕疙瘩的形成。Fas 蛋白在糖基化程度存在明显差异,增生性瘢痕成纤 维细胞 Fas 蛋白糖基化程度最高,其次 为瘢痕疙瘩,健康皮肤最低,Fas 基因调 控细胞凋亡异常从而使得成纤维细胞大 量增生形成了瘢痕疙瘩[10]。由于 Fas 蛋 白与 FasL 结合使凋亡基因产物的激活, 诱导 FasL 蛋白所在的细胞迅速发生 凋亡。
2. 4 Smads 基 因 ( drosophila mothers against decapentaplegic protein,Smads)
Smads 基因的表达失控可导致伤口的延 迟愈合,不愈合或瘢痕过度增生。Smad3 基因属于 Smad 基因家族成员之一,定位 于 15q21-22,全长约 5. 7 kb。受体性 Smad3 基因的激活使信号传导通路的中 间环节,Smad3 基因表达后,TGF-β 不能 诱导 I 型胶原合成[11]。观察发现伤口局 部 Smad3 的下调和 Smad7 的上调表达, 有效阻断 TGF-β1/Smad3 信号传导通路, 减少细胞外基质沉着。TGF-β1 是成纤 维细胞的强效趋化因子,可通过旁分泌 和自分泌直接或间接,单独或协同,同时 或不同时作用于炎症及修复细胞,产生 细胞的趋化性迁移,增生分化,以及细胞 外基质合成与分泌三类重要的生物学效 应。TGF-β1/Smad3 信号传导通路影响 瘢痕发生发展的每个时段。在婴儿时期 不表达,在人生长发育的不同时期表达 强度不同,有效阻断 TGF-β1/Smad3 信号 传导通路,减少细胞外基质沉着[12]。
2. 5 胶原三螺旋重复蛋白 1( collagen triple helix repeat containing1,Cthrc1)
Cthrc1 基因最早发现于正常主动脉和球状损 伤动脉基因序列差异性的检测研究。 Cthrc1 在受损或病态的动脉中表达,抑 制胶原蛋白的表达和细胞的迁移,可在 瘢痕的形成过程中起到调节作用。 Cthrc1 是一种新的具有生化活性的基因 产物,作为一种强效抑制胶原基质沉积 的调节剂,通过 Cthrc1 与 TGF-β 信号通 路之间的相互作用,在瘢痕疙瘩成纤维 细胞中 Cthrc1 的过度表达可明显抑制 TGF-β1 诱导的 I 型胶原的 表 达 与 合成[13-14]。
2. 6 PTEN 基因
PTEN 基因是一种抑 癌基因,具有磷酸化活性。PTEN 基因编 码的蛋白在胞质中具有双重特异性。 PTEN 因具有脂质磷酸酶活性和蛋白磷 酸酶活性而调节细胞的转移和黏连以及生长和迁移。PTEN 基因在某些病理状 况下,组织修复时 PTEN 基因表达下降, 导致瘢痕修复时成纤维细胞生长失控, 血管增生紊乱,细胞外胶原的沉积,从而 导致了病理性瘢痕的形成[15]。PTEN 基 因可与基质金属蛋白酶血管生成信号影 响肿瘤血管的生成,而基质金属蛋白酶 在瘢痕疙瘩中也有表达[16]。
2. 7 核转录因子 κβ( nuclear factor kappa B,NF-κβ)
NF-κβ 在细胞凋亡和增 殖的调控中起关键作用。核转录因子 κβ 信号通路贯穿于创伤修复与愈合的 整个生物学过程,包括机体炎症反应、免 疫反应、氧化反应、细胞凋亡等,对正常 表皮发育和内环境稳定起到重要作用。 在瘢痕疙瘩组织中表现为持久的炎症反 应、免疫功能异常和浸润性生长等,具有 类肿瘤的特性。以及成纤维细胞的凋亡 延迟或不足、异常增殖、血管生成等多种 病理现象,而 NF-κβ 信号传导通路的活 化又可以调控涉及原癌基因 c-myc,c-fos 的激活,刺激 bcl-2 表达增强以及 fas 功 能失活,导致成纤维细胞的分化、细胞凋 亡减少。促进 IL-1,IL-6,cyclinD1 产生, 刺激成纤维细胞增殖。所以其对于揭示 瘢痕疙瘩复杂的发病机制有着根本 意义[17]。
3 展望
瘢痕疙瘩虽属于良性肿瘤,但在一 定程度上具有恶性肿瘤的生物学特性, 如生长迅速,浸润正常组织,单纯切除后 极易复发等。研究瘢痕疙瘩形成过程中 细胞因子的作用机制以及基因失控表达 异常产生的结果可为以后的基因诊断疾 病及治疗奠定基础。
参考文献略。
来源:中国皮肤性病学杂志,2017,31(5):560-561.
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