瘢痕疙瘩與增生性瘢痕基因的異同

高正君　徐靖宏　姚航平

[摘要]瘢痕疙瘩(Keloid，K)與增生性瘢痕(Hyperpladtic Scar，HS) 是病理性瘢痕(Abnormal Scar，AS)的兩種表現形式，其產生機制尚不明確。本文從K和HS所涉及的基因出發，探討其基因表達的異同。

[關鍵詞]瘢痕疙瘩；增生性瘢痕；基因治療

[中圖分類號]Q813.1 [文獻標識碼]A [文章編號]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)與增生性瘢痕(Hypertrophic Scar HS) 是病理性瘢痕(Abnormal Scar AS)的兩種表現形式，其產生機制、病理特征、臨床表現、治療方法及預后都有很大差異，它們的形成機制至今卻并不明確。早在1976年，有學者稱“K與HS是同一過程的不同階段”[1]。而現今的觀點認為它們完全不同[2]。K具有種族性和家族史傾向，易患瘢痕疙瘩者稱其為瘢痕體質；而凡是累及真皮深層的損傷，均可能形成HS。對于K和HS的治療除手術以外有多種方法，如物理加壓，硅凝膠片敷貼，二氧化碳和脈沖激光，冷凍療法，激素注射等，藥物如5-氟尿嘧啶，博來霉素，以及聯合療法。此外有報道稱他莫昔芬（tamoxifen）、米諾環素（minocycline）、曲尼司特(tranilast)具有抗AS作用[3-5]，但迄今為止沒有辦法達到治愈[6-7]。尤其是對K的治療，更為棘手。鑒于療效的不盡人意，且常伴有并發癥，亟待出現行之有效、治標治本的新療法。隨著人們對AS形成機制的深入研究，基因療法逐漸成為研究熱點，基因治療有望從根本上達到防治AS的目的。

1與K和HS有關的基因

已經確定的與K有關的基因有9個：①轉化生長因子-β1（transforming growth factor,beta 1，TGFβ1）；②信號轉導子和轉錄激活子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）；③轉錄因子Sp1（Sp1 transcription factor，SP1）；④腫瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）；⑤腫瘤蛋白p63 （tumor protein p63，TP63）；⑥白介素-6受體（ interleukin 6 receptor，IL6R）；⑦白介素-6（ interleukin 6，IL6）；⑧血管源生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGFA）；⑨絲氨酸蛋白酶抑制劑E族（serpin peptidase inhibitor, clade E，SERPINE1）。

與HS有關的基因有5個：① TP53；②TGFβ1；③磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide-3-kinase, PI3K）；④血管緊張素Ⅱ受體2型（angiotensin II receptor, type 2，AGTR2）；⑤血管緊張素Ⅱ受體1型（angiotensin II receptor, type 1，AGTR1）。還有哪些基因與它們的形成相關但還沒被確定，現在還未知。可以看出，兩組基因中有相同也有不同，再結合K和HS的臨床特點，可以推論：它們的形成機制應該是有相同或相似環節，同時又各具不同。

2K與SH在基因表達的相同與相似

2.1生物活因子

2.1.1 TGF-β是促AS發生的重要因子。應用反義寡核苷酸技術封閉TGF-β基因或封閉TGF-β的野生型受體的療法，在動物模型上已取得了可靠的結果[8-9]。最近有研究稱TGF-β1的反義鏈可以調節肝細胞生長因子的表達，而在此之前我國學者曾報道過攜帶肝細胞生長因子的腺病毒重組體具有促進傷口愈合防止瘢痕形成的作用,它們之間的作用是協同或是傳遞還是其他并不得而知，由此對AS形成機制的復雜性也可見一斑。

TGF-β信號轉導過程中Smad家族扮演著重要角色并負責最終啟動靶基因轉錄。Vassiliki 等的分析表明，Smad3的突變體r287a由alk5受體磷酸化后不能與Smad4形成聚合物，而突變體y237a能與Smad4結合激活轉錄 [10]。還有學者證明Smad4反義核酸通過抑制Smad4蛋白的合成，阻斷Smad4 介導的信號轉導過程，從而抑制瘢痕疙瘩成纖維細胞（keloid derived fibroblasts，KFB）的生長增殖[11]。這些結果表明，靶向作用于TGF-β的反義寡核苷酸有潛力作為一種新的治療方法來防治AS。

2.2.2 在多種纖維化疾病中結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)與TGF -β的表達同步增高，并已證實CTGF是TGF-β的下游效應因子。人類皮膚正常情況下不表達CTGF，但在用TGF-β1刺激后，CTGF表達明顯上調，如用TGF-β1刺激增生性瘢痕成纖維細胞(hypertrophic scar derived fibroblasts，HFB)和KFB后CTGF表達增加150倍[12]，Osamu等在人結膜成纖維細胞中應用CTGF反義鏈，結果CTGF mRNA的表達和I型膠原的產生明顯減少，細胞增殖也被有效抑制[13]。有實驗證明，該效應由磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號通路介導，磷脂酰肌醇3激酶抑制劑LY294002可抑制此效應[14]。

2.2.3 白細胞介素(interleukin，IL)在細胞間的相互作用、免疫調節及炎癥過程中起著重要的調節作用。其中IL-6、8有促炎癥效應，而IL-10有抑制前兩者的作用。國外有學者將正常胎鼠或IL-10基因敲除胎鼠的皮膚移植于同系鼠背部，5天后在移植的皮膚上做切口，再過一周取材分析，結論：同源胎鼠移植的皮膚，無炎癥、無瘢痕愈合，而缺乏IL-10的胎鼠皮膚傷口呈瘢痕愈合[15]。Ghazizadeh等也發現應用IL-6抗體或阻斷IL-6受體都能使膠原合成減少[16]。

2.2.4 血管緊張素轉化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制劑在創面愈合及瘢痕形成中的作用已經有所研究。研究表明，ACE和其1型受體在人皮膚角質形成細胞，內皮細胞，肌成纖維細胞，都有存在。增生性瘢痕中ACE和其1型受體表達均比正常情況下增強[17]，而且證明ACE在K中的活性顯著高于正常皮膚和正常瘢痕[18]。

2.3 凋亡相關：綜合P53在AS方面的研究發現：①K中P53蛋白水平要明顯高于各個時期的HS；②活動期HS P53蛋白水平要高于成熟期HS；③P53蛋白的表達主要分布于K邊緣增生部位。近年研究發現P53基因第72位密碼子Pro/Arg（脯氨酸/精氨酸）多態性與某些腫瘤易感性相關，國內有學者通過實驗發現P53codon 72部位具有Arg/Arg配列者耳部K發生率增高，具有Pro/Pro配列者HS發生率增高[19]。

Teofoli等用免疫組化法，對HS、K和局限性硬皮病標本進行檢測，發現Bcl-2,c-jun和c-fos蛋白的表達以及野生型 p53的不表達與成纖維細胞的增殖有關[20]。魯峰等發現在KFB和HFB中，Bcl-2蛋白表達水平無差異，Fas蛋白的表達前者明顯高于后者，進一步用攜帶Fas基因的重組腺病毒對植入裸鼠皮下的瘢痕疙瘩組織進行治療獲得了可喜的效果[21]。

除上述外，涉及AS基因治療的還有bax、P27、血管內皮生長因子、表皮生長因子、腫瘤壞死因子、纖維調節素等，究竟在哪方面，那種因子，哪個環節進行干擾是最為有效的現在尚無定論，只能有待于對AS形成機制的進一步認識。

3K與HS在基因表達的不同

3.1 目前K與HS在組織病理學上的區別比較明確，而其他方面尤其產生機制上的差別還并不清楚。K中以Ⅰ型膠原為主，而HS中以ⅡⅢ型膠原為主。與正常皮膚相比，KFB和HFB的生物學特性具有明顯不同（表2）[2]，這提示它們的形成有不同的分子機制。

3.2 差異表達基因譜

基因芯片（DNA microarray）分析和抑制性消減雜交(suppression subtractive hybridization,SSH) 法針對K和SH的差異表達基因譜的建立在國內外都已有了一些報道。

3.2.1基因芯片法檢測增生性瘢痕、正常瘢痕和正常皮膚中4000個基因的差異表達，結果，正常瘢痕與正常皮膚相比，142個基因上調，50個基因下調；增生性瘢痕與正常皮膚相比，107個上調，71個下調；增生性瘢痕與正常瘢痕相比，44個上調，124個下調。此研究還分析了膠原、生長因子、金屬蛋白酶等基因的表達，得到的數據資料與已知的正常瘢痕和增生性瘢痕的生化、臨床表現一致[22]。Heather等檢測了燒傷后成熟期HS與正常皮膚中9096個基因的表達。相比之下，至少上調兩倍的基因有31個，至少下調兩倍的基因有4個[23]。

K中心的增生活性呈退行性變，而邊緣卻始終有較強的增生能力。Seifert等研究了K不同部位基因表達的差異，發現部分凋亡抑制基因在邊緣上調，促凋亡基因和促細胞外基質降解的基因在K中心下調。推論：促凋亡基因或抑細胞外基質產生的基因可能成為治療K的靶基因[24]。

3.2.2 抑制性消減雜交方法：抑制性消減雜交可以排除兩個對比樣本差別小的基因，捕捉兩者表達明顯不同的差異基因。 通過連接載體、 轉化細菌，建立消減雜交文庫；篩選獲得差異基因克隆；然后再測序、比對，分析基因核苷酸序列結構，明確基因身份。

國內學者利用以PCR 為基礎的抑制性消減雜交方法，獲得了數十個K和HS表達明顯不同的差異基因[25]。另有研究報道，通過提取K與正常皮膚組織細胞mRNA，逆轉錄成cDNA，經抑制消減雜交篩選、Sonthern雜交鑒定得到13個瘢痕疙瘩差異表達基因。其中已知功能的基因11個，未知功能基因2個[26]。無論是芯片雜交還是抑制性消減雜交，在驗證確定瘢痕相關基因后，對基因功能學的研究是必不可少的。

4問題與展望

基因治療在醫學界的發展十分迅速，在AS的防治上引入基因治療已有了良好開端，但仍存在一些普遍性問題，如外源基因整合率不高，遺傳不穩定，靶向性差，隨機插入突變等。同時，AS的發生發展是一個復雜的過程，同一病例在不同的時間點上其歸類是屬于K還是HS也可能不同，對于K而言，組織中心與周邊的生物學特性也不一樣。目前，對K和HS的發病機制和基因治療的研究已成為熱點，綜合眾多試驗結果，我們發現，某些基因療法對K和HS都有效，而某些療法只對其中一種有效。相信，對差異表達基因的功能分析，以及對AS形成機制的進一步研究，將會對K和HS的基因治療提供更為有效的方向。

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[收稿日期]2008-09-23[修回日期]2008-12-15

編輯/張惠娟