[瘢痕疙瘩与增生性瘢痕基因的异同] 增生疤痕能变平坦吗

　　[摘要]瘢痕疙瘩(Keloid，K)与增生性瘢痕(Hyperpladtic Scar，HS) 是病理性瘢痕(Abnormal Scar，AS)的两种表现形式，其产生机制尚不明确。本文从K和HS所涉及的基因出发，探讨其基因表达的异同。
　　[关键词]瘢痕疙瘩；增生性瘢痕；基因治疗
　　[中图分类号]Q813.1 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2009）01-0114-03
　　
　　The differences and identities in genes of keloid and hypertrophic scar
　　GAO Zheng-jun1,XU Jing-hong1,YAO Hang-ping2
　　(1. Department of Plastic surgery, the First Affiliated Hospital, College of Medcine, ZheJiang University, Hangzhou 310003, Zhejiang, China； 2. State Key Laboratory for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, Institute of Infectious Diseases,the First Affiliated Hospital,College of Medcine,Zhejiang University,Hangzhou 310003, Zhejiang, China)
　　
　　Abstract: Keloid（K） andhypertrophic scars(HS) are two forms of pathological scar (Abnormal Scar AS),and the formation mechanism is not clear. In this paper, we explored the similarities and differences in gene expression,which involved in K and HS.
　　Key words: keloid;hypertrophic scar;gene expression
　　
　　瘢痕疙瘩(KeloidK)与增生性瘢痕(Hypertrophic Scar HS) 是病理性瘢痕(Abnormal Scar AS)的两种表现形式，其产生机制、病理特征、临床表现、治疗方法及预后都有很大差异，它们的形成机制至今却并不明确。早在1976年，有学者称“K与HS是同一过程的不同阶段”[1]。而现今的观点认为它们完全不同[2]。K具有种族性和家族史倾向，易患瘢痕疙瘩者称其为瘢痕体质；而凡是累及真皮深层的损伤，均可能形成HS。对于K和HS的治疗除手术以外有多种方法，如物理加压，硅凝胶片敷贴，二氧化碳和脉冲激光，冷冻疗法，激素注射等，药物如5-氟尿嘧啶，博来霉素，以及联合疗法。此外有报道称他莫昔芬（tamoxifen）、米诺环素（minocycline）、曲尼司特(tranilast)具有抗AS作用[3-5]，但迄今为止没有办法达到治愈[6-7]。尤其是对K的治疗，更为棘手。鉴于疗效的不尽人意，且常伴有并发症，亟待出现行之有效、治标治本的新疗法。随着人们对AS形成机制的深入研究，基因疗法逐渐成为研究热点，基因治疗有望从根本上达到防治AS的目的。
　　
　　1与K和HS有关的基因
　　
　　已经确定的与K有关的基因有9个：①转化生长因子-β1（transforming growth factor,beta 1，TGFβ1）；②信号转导子和转录激活子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）；③转录因子Sp1（Sp1 transcription factor，SP1）；④肿瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）；⑤肿瘤蛋白p63 （tumor protein p63，TP63）；⑥白介素-6受体（ interleukin 6 receptor，IL6R）；⑦白介素-6（ interleukin 6，IL6）；⑧血管源生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGFA）；⑨丝氨酸蛋白酶抑制剂E族（serpin peptidase inhibitor, clade E，SERPINE1）。
　　与HS有关的基因有5个：① TP53；②TGFβ1；③磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide-3-kinase, PI3K）；④血管紧张素Ⅱ受体2型（angiotensin II receptor, type 2，AGTR2）；⑤血管紧张素Ⅱ受体1型（angiotensin II receptor, type 1，AGTR1）。还有哪些基因与它们的形成相关但还没被确定，现在还未知。可以看出，两组基因中有相同也有不同，再结合K和HS的临床特点，可以推论：它们的形成机制应该是有相同或相似环节，同时又各具不同。
　　
　　2K与SH在基因表达的相同与相似
　　
　　2.1生物活因子
　　2.1.1 TGF-β是促AS发生的重要因子。应用反义寡核苷酸技术封闭TGF-β基因或封闭TGF-β的野生型受体的疗法，在动物模型上已取得了可靠的结果[8-9]。最近有研究称TGF-β1的反义链可以调节肝细胞生长因子的表达，而在此之前我国学者曾报道过携带肝细胞生长因子的腺病毒重组体具有促进伤口愈合防止瘢痕形成的作用,它们之间的作用是协同或是传递还是其他并不得而知，由此对AS形成机制的复杂性也可见一斑。
　　TGF-β信号转导过程中Smad家族扮演着重要角色并负责最终启动靶基因转录。Vassiliki 等的分析表明，Smad3的突变体r287a由alk5受体磷酸化后不能与Smad4形成聚合物，而突变体y237a能与Smad4结合激活转录 [10]。还有学者证明Smad4反义核酸通过抑制Smad4蛋白的合成，阻断Smad4 介导的信号转导过程，从而抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞（keloid derived fibroblasts，KFB）的生长增殖[11]。这些结果表明，靶向作用于TGF-β的反义寡核苷酸有潜力作为一种新的治疗方法来防治AS。
　　2.2.2 在多种纤维化疾病中结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF)与TGF -β的表达同步增高，并已证实CTGF是TGF-β的下游效应因子。人类皮肤正常情况下不表达CTGF，但在用TGF-β1刺激后，CTGF表达明显上调，如用TGF-β1刺激增生性瘢痕成纤维细胞(hypertrophic scar derived fibroblasts，HFB)和KFB后CTGF表达增加150倍[12]，Osamu等在人结膜成纤维细胞中应用CTGF反义链，结果CTGF mRNA的表达和I型胶原的产生明显减少，细胞增殖也被有效抑制[13]。有实验证明，该效应由磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路介导，磷脂酰肌醇3激酶抑制剂LY294002可抑制此效应[14]。
　　2.2.3 白细胞介素(interleukin，IL)在细胞间的相互作用、免疫调节及炎症过程中起着重要的调节作用。其中IL-6、8有促炎症效应，而IL-10有抑制前两者的作用。国外有学者将正常胎鼠或IL-10基因敲除胎鼠的皮肤移植于同系鼠背部，5天后在移植的皮肤上做切口，再过一周取材分析，结论：同源胎鼠移植的皮肤，无炎症、无瘢痕愈合，而缺乏IL-10的胎鼠皮肤伤口呈瘢痕愈合[15]。Ghazizadeh等也发现应用IL-6抗体或阻断IL-6受体都能使胶原合成减少[16]。
　　2.2.4 血管紧张素转化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制剂在创面愈合及瘢痕形成中的作用已经有所研究。研究表明，ACE和其1型受体在人皮肤角质形成细胞，内皮细胞，肌成纤维细胞，都有存在。增生性瘢痕中ACE和其1型受体表达均比正常情况下增强[17]，而且证明ACE在K中的活性显著高于正常皮肤和正常瘢痕[18]。
　　2.3 凋亡相关：综合P53在AS方面的研究发现：①K中P53蛋白水平要明显高于各个时期的HS；②活动期HS P53蛋白水平要高于成熟期HS；③P53蛋白的表达主要分布于K边缘增生部位。近年研究发现P53基因第72位密码子Pro/Arg（脯氨酸/精氨酸）多态性与某些肿瘤易感性相关，国内有学者通过实验发现P53codon 72部位具有Arg/Arg配列者耳部K发生率增高，具有Pro/Pro配列者HS发生率增高[19]。
　　Teofoli等用免疫组化法，对HS、K和局限性硬皮病标本进行检测，发现Bcl-2,c-jun和c-fos蛋白的表达以及野生型 p53的不表达与成纤维细胞的增殖有关[20]。鲁峰等发现在KFB和HFB中，Bcl-2蛋白表达水平无差异，Fas蛋白的表达前者明显高于后者，进一步用携带Fas基因的重组腺病毒对植入裸鼠皮下的瘢痕疙瘩组织进行治疗获得了可喜的效果[21]。
　　除上述外，涉及AS基因治疗的还有bax、P27、血管内皮生长因子、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、纤维调节素等，究竟在哪方面，那种因子，哪个环节进行干扰是最为有效的现在尚无定论，只能有待于对AS形成机制的进一步认识。
　　
　　3K与HS在基因表达的不同
　　
　　3.1 目前K与HS在组织病理学上的区别比较明确，而其他方面尤其产生机制上的差别还并不清楚。K中以Ⅰ型胶原为主，而HS中以ⅡⅢ型胶原为主。与正常皮肤相比，KFB和HFB的生物学特性具有明显不同（表2）[2]，这提示它们的形成有不同的分子机制。
　　
　　3.2 差异表达基因谱
　　基因芯片（DNA microarray）分析和抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH) 法针对K和SH的差异表达基因谱的建立在国内外都已有了一些报道。
　　3.2.1基因芯片法检测增生性瘢痕、正常瘢痕和正常皮肤中4000个基因的差异表达，结果，正常瘢痕与正常皮肤相比，142个基因上调，50个基因下调；增生性瘢痕与正常皮肤相比，107个上调，71个下调；增生性瘢痕与正常瘢痕相比，44个上调，124个下调。此研究还分析了胶原、生长因子、金属蛋白酶等基因的表达，得到的数据资料与已知的正常瘢痕和增生性瘢痕的生化、临床表现一致[22]。Heather等检测了烧伤后成熟期HS与正常皮肤中9096个基因的表达。相比之下，至少上调两倍的基因有31个，至少下调两倍的基因有4个[23]。
　　K中心的增生活性呈退行性变，而边缘却始终有较强的增生能力。Seifert等研究了K不同部位基因表达的差异，发现部分凋亡抑制基因在边缘上调，促凋亡基因和促细胞外基质降解的基因在K中心下调。推论：促凋亡基因或抑细胞外基质产生的基因可能成为治疗K的靶基因[24]。
　　3.2.2 抑制性消减杂交方法：抑制性消减杂交可以排除两个对比样本差别小的基因，捕捉两者表达明显不同的差异基因。 通过连接载体、 转化细菌，建立消减杂交文库；筛选获得差异基因克隆；然后再测序、比对，分析基因核苷酸序列结构，明确基因身份。
　　国内学者利用以PCR 为基础的抑制性消减杂交方法，获得了数十个K和HS表达明显不同的差异基因[25]。另有研究报道，通过提取K与正常皮肤组织细胞mRNA，逆转录成cDNA，经抑制消减杂交筛选、Sonthern杂交鉴定得到13个瘢痕疙瘩差异表达基因。其中已知功能的基因11个，未知功能基因2个[26]。无论是芯片杂交还是抑制性消减杂交，在验证确定瘢痕相关基因后，对基因功能学的研究是必不可少的。
　　
　　4问题与展望
　　
　　基因治疗在医学界的发展十分迅速，在AS的防治上引入基因治疗已有了良好开端，但仍存在一些普遍性问题，如外源基因整合率不高，遗传不稳定，靶向性差，随机插入突变等。同时，AS的发生发展是一个复杂的过程，同一病例在不同的时间点上其归类是属于K还是HS也可能不同，对于K而言，组织中心与周边的生物学特性也不一样。目前，对K和HS的发病机制和基因治疗的研究已成为热点，综合众多试验结果，我们发现，某些基因疗法对K和HS都有效，而某些疗法只对其中一种有效。相信，对差异表达基因的功能分析，以及对AS形成机制的进一步研究，将会对K和HS的基因治疗提供更为有效的方向。
　　
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　　[收稿日期]2008-09-23[修回日期]2008-12-15
　　编辑/张惠娟