眼角膜基质层瘢痕【无瘢痕愈合的细胞外基质研究进展】

　　自从1971年Burrington首次发现胎儿皮肤创伤后修复无瘢痕形成，并确定无瘢痕愈合的概念以来，不仅发现胎儿可以无瘢痕愈合，而且女性月经期子宫内膜也可以无瘢痕愈合。不少学者对无瘢痕愈合机制进行了许多研究，发现无瘢痕愈合的机制可能与炎症的低反应，效应细胞成纤维细胞的数量和功能，细胞外基质的成分和数量，基因（prx-2和hoxb13）的表达差异及特殊环境等有关。本文就近年来无瘢痕愈合的细胞外基质研究状况综述如下。
　　
　　1蛋白
　　
　　1.1 胶原纤维：胶原纤维是正常真皮结缔组织和各种瘢痕组织的主要结构蛋白，由成纤维细胞合成和分泌，胶原纤维有不同的亚型，在早中期胚胎皮肤中，胶原蛋白以Ⅲ型为主，至成年时逐渐转化以I型为主，不同的亚型胶原蛋白组成的胶原纤维粗细不同，且排列方式不同。由Ⅲ型胶原蛋白组成的胶原纤维较细，排列较规则，形成松散疏松的网状结构，而I型胶原蛋白组成的胶原纤维较粗，排列紧密和不规则。提示局部胶原含量和胶原构成的比例不同可能是无瘢痕愈合的重要原因之一。
　　1.2 伴侣素和线粒体蛋白P1前体：分子伴侣在细胞内能够协助其他多肽进行折叠等发挥重要的生理作用。邱俊等[1]研究发现伴侣素/线粒体蛋白P1前体在胎兔皮肤伤口后表达增加，它们能够协助其他蛋白和多肽的折叠、组装和转运，维持正确构象的微管蛋白和微丝蛋白，保持正确的细胞骨架，从而发挥促进伤口愈合的作用。
　　1.3 波形蛋白和微管蛋白β多肽：波形蛋白是中等纤维的主要成分之一，在成纤维细胞中起着细胞支架与网络的作用。邱俊研究发现波形蛋白在伤后的胎兔皮肤中表达高于未受伤胎兔和成年兔。波形蛋白在成年个体伤后可能促进瘢痕的增殖。在胚胎时具有调整胶原纤维的排列，抑制瘢痕增生与愈合的作用。胎兔伤后皮肤中微管蛋白β多肽表达增加，微管蛋白可能在促进细胞增殖，分化和保护上皮组织等方面起一定作用[1]。
　　1.4 核不均一蛋白H（Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein H，hnRNP H）：是一组RNA结合蛋白，主要富集于细胞核内，它作为剪接增强子复合物的组成部分参与细胞的转录和翻译控制。邱俊等[1]研究发现创伤胎兔的皮肤中，hnRNP H的表达增加，它可能也通过对基因转录、翻译的调节实现对相关蛋白翻译的调控，从而发挥其在无瘢痕愈合中的作用。
　　1.5腺病毒纤维调节蛋白：Alexander等[2]研究表明腺病毒纤维调节蛋白过度表达导致MMP-1和MMP-3蛋白分泌减少，增加MMP-2、TIMP-1和TIMP-2分泌，对MMP-9和MMP-13没有影响，腺病毒纤维调节蛋白过度表达在体外促进伤口愈合表明腺病毒纤维调节蛋白可能在减少瘢痕方面还是一个关键调节因素。
　　1.6纤粘蛋白（Fibronectin,FN）：FN由成纤维细胞、巨噬细胞及内皮细胞等产生。它在胚胎伤口愈合过程中的作用与成人基本相同，可促进细胞的粘附、增殖、迁移和分化。Ester等[3]发现胚胎中FN含量较成人高且沉积速度快，在胚胎形成和形态发生过程中，FN沉积加强，能为细胞的迁移和增殖提供合适的环境。
　　
　　2酶
　　
　　2.1α-烯醇酶：α-烯醇酶同缺氧诱导因子和核呼吸因子1参与糖分解酶的调控，还是细胞中磷酸烯醇丙酮酸形成过程中重要的糖酵解酶。α-烯醇酶组成纤溶酶原的受体，该受体通过在细胞表面富集纤溶蛋白酶或增加其生成，从而在骨骼肌形成过程中发挥其重要作用。邱俊[1]研究发现在胎兔皮肤伤后表达增加，可能以酶的身份参与上述调节，发挥其在伤口无瘢痕愈合的作用。
　　2.2 丝氨酸蛋白酶类：丝氨酸蛋白酶类能降解蛋白聚糖和糖蛋白，其中纤溶酶原在瘢痕修复和纤维化中具有重要作用。PAI能够抑制纤溶酶原对纤溶酶的激活，使得纤维降解减少，从而导致胎儿出生后组织愈合纤维化。Huang等[4]研究表明，与瘢痕修复相比胎儿尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂/PAI1的比例增加或体外注射丝氨酸蛋白酶抑制剂均能引起胎儿无瘢痕愈合中胶原沉积，说明丝氨酸蛋白酶类是无瘢痕愈合的重要影响因素。
　　2.3 基质金属蛋白酶（Matrix Metallproteinases，MMPS）：MMPS是酶家族中的一个成员,MMP-2和MMP-9水解底物主要是变性胶原和细胞外基质的主要成分IV型和V型胶原等。赵京禹等[5]研究发现在妊娠早期胎儿皮肤中MMP-9和MMP-2基因表达水平较低，随着胎龄的增加，皮肤组织内这两种基因表达增强。在妊娠晚期，胎儿皮肤内MMP-9和MMP-2基因的MRNA含量显著增高，MMPS基因表达的变化规律与创面愈合形成瘢痕的时期相吻合，表明MMP在无瘢痕愈合中具有重要的作用。
　　2.4 环氧合酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）：COX-2是一种炎症调节因子，新近的研究发现在创伤急性期用拮抗剂阻断COX-2，抑制炎症反应，可以显著减少瘢痕形成，并且不降低愈合后组织的抗拉伸强度，提示在无感染的情况下，可以尝试通过抑制成年伤口的炎症反应来降低或限制瘢痕形成。另外，注射趋化因子可以吸引炎症细胞侵入后再造成皮肤创面，可诱发瘢痕形成；而未注射趋化因子的自身对照创面，仍能可以无瘢痕愈合,说明COX-2有抑制无瘢痕愈合的作用[6-7]。
　　
　　3肽
　　
　　神经肽与伤口愈合速度，表皮再生和瘢痕形成密切相关。谢江等[8]研究发现胎兔皮肤伤后，降钙素基因相关肽(Calcitonin Gene Relate Peptide，CGRP)和神经肽P物质（Substance P，SP）阳性表达降低，第二天最明显，对照成兔伤后SP,CGRP表达量显著升高，第7天达峰值。张恒术等[9]研究胎儿皮肤P物质的表达，发现孕22周以前，胎儿皮肤中无P物质，孕22周以后可见表皮细胞的下三层表达较多，随着胎龄的增加及孕33周后，胎儿P物质表达部位和阳性程度无明显变化。在正常成人皮肤中，P 物质强于胎儿皮肤；在瘢痕组织中P物质大量表达于表皮层。孕28周后胎儿皮肤，正常成人皮肤P物质表达明显少于瘢痕组织。这些研究表明神经肽在胎儿皮肤伤口由无瘢痕愈合向有瘢痕愈合方式转变中起到了重要的作用。
　　
　　4细胞因子
　　
　　4.1生长因子
　　4.1.1 转化生长因子（Transforming Growth Factor-β，TGF-β）：TGF-β具有不同的亚型，它们对成纤维细胞有不同的作用。Campbell等[10]研究不同TGF-β的亚型作用于大鼠模型及对照组时，发现注射TGF-β3到皮肤伤口边缘，比那些注射TGF-β1或没有注射的对照组引起瘢痕形成少，而且注射TGF-β1增加瘢痕组织形成比没有注射药物的对照组要高。说明TGF-β3有抑制瘢痕形成的作用，TGF-β1促进瘢痕形成的作用。Whtby等[11]研究发现胎儿伤口中TGF-β1较成人少，且在胎儿伤口中增加外原性TGF-β1可导致瘢痕形成，认为低水平的TGF-β1在无瘢痕愈合中起着重要的作用。Hsu等[12]研究发现在胎鼠早期TGF-β3高表达，TGF-β3/TGF-β1间的比例高，孕中晚期皮肤中TGF-β1表达无明显差异，表明TGF各亚型的相对比例可能在无瘢痕愈合中起重要作用。
　　4.1.2 肝细胞生长因子（Hepatocyte Growth Factor，HGF）：HGF有强烈的抗纤维化活性。Tsunehisa等[13]研究表明在动物模型中HGF有助于抑制或阻止肝、肾和肺的纤维化，HGF可以增加HA产量和在成纤维细胞中减少胶原量。
　　4.1.3血管内皮细胞生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）： VEGF具有促进血管再生的作用。Gaetano等[14]在患者腹疝修复时，发现在伤口愈合的早期增殖期，血液和伤口体液中VEGF的水平增加，用anti-VEGF中和VEGF引起伤口液体容量和血管再生减少。Constan等[15]研究证实，妊娠早期胎羊伤口体液较妊娠晚期和出生后或成年羊伤后体液中含有更多的VEGF。Colwell等[16]在胎鼠实验研究中也发现与成年鼠相比胎鼠无瘢痕愈合中VEGF表达增加，而成年鼠中含量未发生变化。这些表明VEGF含量及其表达的变化，是无瘢痕愈合的重要影响因素。
　　4.1.4 碱性成纤维细胞生长因子（Basic Fibroblast Growth Factor，b-FGF）：b-FGF是一种重要的促有丝分裂因子，能促进FB的分裂、增殖和分化。付小兵等[17]研究发现，b-FGFmRNA和b-FGF受体在各期大鼠皮肤中均有表达，并随着年龄的增加而增强。Whitby等[11]研究发现，在新生鼠和成年鼠唇部创面中b-FGF大量存在，而在胎鼠唇部则未发现b-FGF。这些证实b-FGF与无瘢痕愈合有关。
　　4.2 其他细胞因子
　　4.2.1干扰素3（Interferon-3，INF-3）：INF-3是一种重要的免疫调节剂，且能引起组织重塑，减少胶原产量，而且INF减少重新上皮化和伤口强度，起着抑制增生性瘢痕的作用，它能潜在地妨碍VEGF和b-FGF对血管再生和肉芽组织的活性，INF-3在无瘢痕愈合中发挥一定作用[14]。
　　4.2.2 前列腺素E2（Prostaglandin E2，PGE2）：PGE2是重要的炎症调控因子。研究表明PGE2减少人成纤维细胞胶原凝胶收缩，外源性氢化可的松增加成纤维细胞胶原凝胶收缩。氢化可的松的试验结果支持PGE2减少成纤维细胞收缩，同时阻碍伤口愈合过程，减少PGE2可以增加伤口愈合[11]。
　　4.2.3 白介素（Interleukin，IL）：IL-6、IL-8是两种重要的致炎因子，可能刺激伤后创面发生炎性反应。IL-10 是一种抑制IL-6、IL-8产生的抗炎因子。Liechty等[18]发现把胎龄15天的野生小鼠IL-10+/+皮肤移植给同基因成年鼠后，局部无炎症反应，并且能够无瘢痕愈合；而把相同胎龄的IL-10-/-小鼠皮肤移植给成年鼠后，局部炎症反应强烈，并且创面呈瘢痕愈合,表明内源性IL-10缺乏可能引起炎症因子级连反应而形成瘢痕。胎儿在伤后皮肤中IL-6、IL-8含量极低，IL-10较高，炎症反应低下，从而为胎儿无瘢痕愈合提供了有利的的修复愈合环境。
　　4.2.4 MMPS组织抑制因子(Tissue Inhibitor of Metallproteinase，TIMPS）：TIMPS具有抑制MMPS活性，促进ECM的沉积，抑制血管形成，促进细胞分裂和改变细胞形态等生物活性的功能，能够特异地与活化和无活性的MMP-2形成复合物，阻止局部组织活化的蛋白沉积，该基因表达受MMP-2的调控。TIMP-2基因表达的变化规律与MMP-9和MMP-2相似，随着胎龄的增加，TIMP-2基因表达量逐渐升高。在晚期妊娠胎儿中，TIMP-2基因的MRNA含量显著升高，可能是妊娠晚期胎儿皮肤愈合后形成瘢痕的主要因素[5]。
　　
　　5MMPS与TIMPS之间的关系
　　
　　李文娟等[19]研究发现早期妊娠胎儿与晚期胎儿相比，皮肤组织表达更高水平的MMP-2、MMP-3、 MMP-9及低水平的TIMP-1、 TIMP-2。胎儿发育早期（妊娠12～18周），MMPS/TIMPS的比值较高；中期，三种MMPS蛋白的阳性细胞率都开始降低，而TIMP-1和TIMP-2表达增强，MMPS/TIMPS比值降低；晚期,三种MMPS蛋白阳性明显减弱，TIMP-1和TIMP-2表达增强，MMPS/TIMPS的比值最低。表明胎儿早期伤口无瘢痕愈合可能与MMPS-2、MMPS-3、 MMPS-9高表达，TIMP-1、TIMP-2低表达并由此引起组织无瘢痕愈合有关。而发育晚期TIMP-1、TIMP-2表达增强，三种MMPS蛋白表达降低，可能是伤口愈合形成瘢痕的原因之一。
　　
　　6糖氨基聚糖 (Glycosaminoglycan，GAG)
　　
　　GAG主要为透明质酸（Hyaluronic Acid，HA），HA是一种高分子聚合物,具有多阴离子和亲水性，提供细胞外基质的结构和粘性,是一种主要的细胞外基质，在伤口愈合过程中起着重要的作用。HA帮助吞噬细胞增殖和迁移，促进早期肉芽组织形成，也涉及到胎儿无瘢痕伤口愈合。Takanor等[20]研究表明HA抑制糖氨基聚糖从软骨中释放，促使兔损伤的前交叉韧带愈合抑制单核吞噬细胞和淋巴细胞的活动，减少瘢痕的形成。Jana等[21]研究HA的酯化形式Hyaff-11被用作皮肤支架、软骨及血管支架，发现HA的KI3复合物，减少KI3对细胞的毒性，通过增加炎症细胞因子产量加速伤口愈合过程。以上研究表明HA在无瘢痕愈合中起重要作用。
　　无瘢痕愈合虽然至今其机制还未完全阐明，但通过学者们多年的努力已取得了显著成就，为瘢痕的防治翻开了新的一页，相信随着研究的深入，其具体机制得以阐明，无瘢痕愈合将成为现实。
　　
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　　[收稿日期]2008-04-23[修回日期]2008-06-18
　　编辑/李阳利