生長因子在創面愈合中的作用研究進展

譚倩，趙鑫，陳貝，樂文軍，李熙瑩，石新

(1南華大學附屬南華醫院,湖南衡陽421000；2郴州市第一人民醫院)

創面愈合是由止血、炎癥反應期、增殖修復期、創面重塑四個相互重疊的過程組成[1]，受多種因素的影響，損傷的程度、組織再生能力、傷口有無壞死組織和異物及有無感染等因素決定修復的方式及時間，其中細胞增殖、創面細胞外基質的產生、細胞因子濃度的變化是創面修復的重要元素。近年來，隨著對創面愈合過程的深入研究，發現生長因子與修復細胞有密切關系，在創面修復中起關鍵作用；當細胞受到損傷因素刺激后，可釋放多種生長因子，刺激同類細胞或同一胚層發育的細胞增生，參與損傷組織重建，促進修復過程。而創面愈合過程中主要涉及的生長因子包括血小板源性生長因子(PDGF)、轉化生長因子(TGF-α, TGF-β)、血管內皮細胞生長因子(VEGF)、表皮生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、胰島素樣生長因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)等[2]，這些生長因子通過協同作用，在促進機體內多種類型組織細胞的分裂和增殖、基質合成和沉積、纖維組織和肉芽組織的形成，以及增加膠原合成能力與促進創傷后上皮再生、間質增生和新生血管形成等過程中發揮主要作用?，F將生長因子在創面愈合中的作用研究進展綜述如下。

1 PDGF在創面愈合中的作用

PDGF是血小板a顆粒合成的一種大型糖蛋白多肽生長因子，通過與靶細胞膜上PDGF受體接觸后促進細胞增殖、分裂和細胞外基質的生成[3]。PDGF家族由5個成員組成，PDGF-aa、PDGF-bb、PDGF-ab、PDGF-cc和PDGF-dd，PDGF主要來源于血小板，巨噬細胞、成纖維細胞、血管內皮細胞和角質形成細胞均能產生PDGF各亞型，在創面愈合中，PDGF-BB被認為是最有效的亞型[4]。

PDGF貫穿傷口愈合的炎癥期、增生期和重塑期；炎癥期，對中性粒細胞、巨噬細胞具有趨化作用，減輕氧化應激及炎癥反應。炎癥反應后，增生期成纖維細胞、血管內皮細胞等開始增殖分化，恢復受損組織的完整性；PDGF不僅可趨化巨噬細胞，還能趨化成纖維細胞及平滑肌細胞遷移至受傷部位，作為有絲分裂原促進成纖維細胞增殖，合成糖胺聚糖(GAGs)、蛋白聚糖和膠原蛋白等細胞外基質[5]，為創面其余細胞的增殖、遷移提供良好的支架，有助于創面肉芽組織的生成，同時活化膠原酶調節細胞外基質的更新；同樣諸多研究表明，在血管新生過程中PDGF起重要作用，PDGF可促進血管內皮細胞、外膜細胞及血管平滑肌細胞的遷移和增殖，為血管新生提供較好條件，王明才等[6]在探討hPDGF凝膠治療糖尿病潰瘍大鼠創面的影響中發現，高劑量 rhPDGF 凝膠的促血管新生作用優于低劑量rhPDGF凝膠。在創傷愈合的重塑階段，肉芽組織被結締組織即疤痕組織取代，PDGF促進成纖維細胞產生蛋白水解酶和膠原酶去除多余的膠原和細胞外基質成分；并通過上調基質金屬蛋白酶調節細胞外基質的降解促進組織重構[7]。

2 TGF- β在創面愈合中的作用

TGF- β是一個多功能的細胞因子，可調節細胞增殖、分化、遷移、入侵，廣泛存在于各種組織細胞中，不僅可促進脊椎動物多種組織再生，在傷口愈合中亦起到關鍵作用；目前在哺乳動物體內被證實存在TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三種異構體，在創面愈合的不同階段，各亞型表達水平逐漸變化[8]。

在炎癥期，最先達到創面的血小板立即釋放多種生長因子包括TGF-β、PDGF等，這些生長因子同時趨化白細胞向創面遷移，并向巨噬細胞轉化，巨噬細胞可清除碎片和微生物并釋放諸多重要的細胞因子，如FGF、TGF-β、PDGF和EGF，形成正反饋途徑，有利于肉芽組織的形成[9]。TGF-β在炎癥期可招募中性粒細胞,并限制炎癥反應的程度，其各亞型的表達存在明顯差異，TGF- β1、TGF- β2表現促進細胞遷移和激活的作用，而TGF-β3表現出潛在抑制炎癥反應作用。增殖期，包括再上皮化、血管生成和纖維組織增生；再上皮化依賴于角質形成細胞遷移和增殖，在體外TGF- β1促進角質形成細胞遷移[10]。在血管生成方面其復雜的機制未完全明確，但其促進血管生成已被認可，可能與其促進血管內皮生長因子表達及促進內皮細胞向間葉細胞轉化有關[11]。在增生期，TGF- β1還可促進成纖維細胞向創面聚集，促進膠原蛋白的產生，有利于創面細胞外基質(ECM)形成，促進肉芽組織的生成，并抑制基質金屬蛋白酶的生成；TGF- β2與TGF- β1有相同的作用，而TGF- β3抑制膠原蛋白的生成進而控制創面疤痕生成。重塑期，TGF- β1抑制基質金屬蛋白酶的合成，導致膠原纖維的過多累積；TGF- β2與TGF- β1有相同的作用，而TGF- β3可抑制膠原蛋白沉積，減少疤痕產生[12]。研究表明，在創面重塑階段若TGF- β1、TGF- β2表達水平較高，TGF- β3表達較低，將促進創面疤痕形成；若表達相反，則減輕疤痕形成。

3 VEGF在創面愈合中的作用

VEGF最早被稱為血管通透因子(VPF)，首先由Senger等[13]于1983年從腫瘤細胞分離出來。是一種能與肝素結合的二聚體糖蛋白分子,是目前促進血管生成活性最強的因子，曾被認為是血管內皮細胞特異的有絲分裂原。血管內皮生長因子家族，其包括VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD、VEGFE和胎盤生長因子(PlGF)，VEGF- A在人體中最常見。

在創面修復的止血期，血小板激活后釋放VEGF，有利于炎癥期創面殘余血管通透性增加，促進巨噬細胞、肥大細胞等一些炎癥細胞向創面聚集，清除創面壞死物質，有助于炎癥反應順利進行。增殖期，真皮層、表皮層開始修復，角質形成細胞分泌VEGF[14]，促進血管內皮細胞的增殖、遷移、分化成功能性血管，為創面提供足夠的氧氣和營養，毛細血管是真皮層肉芽組織的重要組成部分。Galeano等[15]通過用腺病毒載體介導VEGF基因轉移來增強糖尿病傷口中的VEGF水平，促進肉芽組織形成，加速傷口閉合。既往VEGF被認為是血管內皮細胞的特異作用分子，近年來體內外研究發現，VEGF還可作用于角質形成細胞，促進其增殖、遷移、活化，有助于表皮屏障的修復[16]。在重塑期，有研究表明VEGF有助于瘢痕組織的產生，兩者呈正相關。在胎兒傷口中注射重組的VEGF，導致創面疤痕增生明顯，而使用中和VEGF抗體系統全面治療時可明顯減少創面疤痕產生[17]。

4 FGF在創面愈合中的作用

FGF是一個蛋白質大家族，于1974年被分離純化，目前創面修復中研究最多的是堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)和酸性成纖維細胞生長因子(aFGF)，兩者在創面修復血管生成、細胞增殖、趨化及遷移方面有重要意義，能夠促進創面愈合。

bFGF廣泛分布于全身各器官中[18]，在創面愈合和組織損傷修復過程中起重要作用，有“最強的促細胞生成因子”之稱。隨著創面的形成，局部bFGF表達明顯增多，炎癥期趨化中性粒細胞、巨噬細胞向創面大量聚集，并促進其增殖、分化，同樣巨噬細胞和內皮細胞可分泌bFGF形成正反饋系統。增殖期，bFGF可直接促進成纖維細胞、血管內皮細胞、平滑肌細胞等的增殖與分化，從而加快肉芽組織的生長速度；趨化成纖維細胞向創面聚集，加速其增殖、分化及膠原蛋白的合成、分泌，促進膠原蛋白的沉積，同時增加的成纖維細胞釋放其他生長因子及膠原蛋白酶調節細胞外基質，為肉芽組織的生長、成熟提供好的條件；在體內外實驗研究中，發現bFGF誘導內皮細胞形成毛細血管，bFGF促血管生成主要通過毛細血管基底膜降解，促進內皮細胞遷移增生及促進血管周圍的細胞增殖，在血管發生及促進毛細血管管腔形成中起重要作用；同時bFGF可刺激表皮生長因子(EGF)分泌促進表皮細胞的增殖和調節成纖維細胞向肌成纖維細胞的分化，加速傷口收縮活動，有利于創面早期覆蓋。創面重塑階段，bFGF增加前膠原 mRNA的降解和抑制mRNA的轉錄來減少膠原蛋白合成，還通過增加基質金屬蛋白酶來降解膠原蛋白，減少疤痕形成；同時通過抑制肌成纖維細胞的終末分化來抑制創面疤痕的增生[19]。

aFGF已被證實與bFGF具有同樣的促進損傷修復、血管、肉芽組織生成等作用；可促進中胚層及外胚層來源的細胞有絲分裂，促進表皮中上皮細胞的增殖，有助于創面的上皮化，同時可調控肉芽組織中膠原蛋白、膠原纖維及成纖維細胞，促進血管內皮細胞的增殖與分化，有利于毛細血管形成，增加創面的血液供應，加速肉芽組織生長，有利于組織修復與表皮再生[20]。

5 EGF在創面愈合中的作用

EGF是由Cohen等[21]從小鼠頜下腺中發現的一種小分子蛋白，是一種多功能生長因子，其通過與表皮生長因子受體(EGFR)結合后，刺激受體自身磷酸化及細胞內其他蛋白質的絡氨酸磷酸化作用，從而發揮生理作用。EGFR受體主要存在于上皮細胞，但成纖維細胞及血管內皮細胞的胞膜上亦有表達，所以在創面修復中發揮重要作用。身體中EGF的合成與分泌受神經因素和多種激素調節，如雄激素、孕激素等；但EGF在組織中的含量普遍較低，難以滿足創面修復的最大需要，外周血中僅含有少量EGF但血小板顆粒內含較多。

在創面修復中，與傷口愈合過程相關的EGF家族的主要成員包括EGF、結合肝素的EGF(HB-EGF)和轉化生長因子-α；可由血小板、角質形成細胞和巨噬細胞分泌；止血期血小板顆粒可釋放EGF，趨化上皮細胞從創緣向創面遷移。炎癥期，EGF可趨化巨噬細胞、成纖維細胞向創面聚集，促進創面炎癥反應。增殖期，刺激內皮細胞、真皮成纖維細胞、上皮細胞分裂增殖，促進創面血管生成及膠原蛋白、糖胺聚糖的合成，同時刺激纖維蛋白酶的活性調節細胞外基質，有利于纖維組織增生和創面膠原的沉積；在中晚期通過促進上皮細胞向表層移行，先形成單細胞層，然后促進有絲分裂形成復層上皮細胞而加速創面的上皮化，同時通過介導肌成纖維細胞的活性及促進其增殖，促進創面收縮，在創面閉合中起主要作用[22]。重塑期，傷口區域組胺含量的增加主要導致上皮外生性生長和膠原的異常形成，EGF通過降低皮膚組織中的組胺水平來調節傷口拉伸強度；其次EGF可通過抑制炎癥反應，降低TGF-β1的表達和介導成熟膠原蛋白的形成來減少創面瘢痕[23]，EGF的濃度與瘢痕的嚴重程度呈反比。

6 IGF-Ⅰ在創面愈合中的作用

IGF-Ⅰ是在分子結構上與胰島素類似的多肽生長因子，幾乎表達于所有組織中，血液中的IGF-Ⅰ主要由肝臟細胞合成和釋放，Botusan等[24]通過建立肝臟IGF-Ⅰ缺陷小鼠，研究系統IGF-Ⅰ對皮膚傷口愈合的作用，證明局部傷口愈合情況不受肝特異性IGF-I失活的影響；IGF-Ⅰ通常與胰島素樣生長因子-Ⅰ受體(IGF-IR)結合后發揮作用，IGF-IR廣泛表達于多種類型的細胞表面，如表皮細胞、少量成纖維細胞等，其含有α和β兩種亞基，IGF-Ⅰ特異性地與細胞外的α亞單位結合，引起跨膜區β亞基上酪氨酸殘基自身磷酸化后,通過激活磷脂酰肌醇信號通路,介導胰島素樣生長因子-Ⅰ的生物活性，可促進機體的蛋白質和核酸DNA合成及碳水化合物的代謝與細胞生長分化；Emmerson等[25]研究發現IGF-Ⅰ對皮膚傷口愈合的影響實際上可能不完全是由IGF-ⅠR介導的，部分由雌激素受體(ERs)介導的。

創面修復炎癥期，在炎癥狀態下IGF-Ⅰ處于低水平狀態，粒細胞、單核細胞、巨噬細胞等白細胞可分泌IGF-Ⅰ，IGF-Ⅰ升高抑制了脂多糖誘導的促炎性細胞因子巨噬細胞遷移抑制因子、腫瘤壞死因子a和白細胞介素-1b的表達，通過雌激素受體a(ERa)途徑促進巨噬細胞的抗炎作用，在一定程度上具有抗炎活性[25]。增殖期，間充質來源的細胞產生更多的IGF-Ⅰ，其可促進內皮細胞向創面聚集，直接觸發成纖維細胞增殖，促進纖維連接蛋白、聚葡萄糖胺和膠原等胞外基質的合成和分泌，為創面肉芽組織生成提供支架；最重要的是對角質形成細胞的遷移及促有絲分裂作用，有利于創面再上皮化，增加創面強度；研究表明IGF-Ⅰ可促進創面血管新生而加速創面愈合，Balajis等[26]研究發現IGF-Ⅰ并非通過增加VEGF來促進創面血管新生。重塑期，傷口愈合的最后階段IGF-Ⅰ表達量達高峰，創面殘留的皮脂腺汗腺分泌IGF-Ⅰ直接促進真皮成纖維細胞增殖及向表皮層遷移，促進膠原沉積，減少膠原酶的分泌及抑制其活性，IGF-Ⅰ過度表達易導致疤痕異常增生；同時，毛囊及皮脂腺亦表達IGF受體，IGF在創面毛發、毛囊及腺體生長起促進作用[27]。

7 其他生長因子在創面愈合中的作用

角質細胞生長因子(KGF)屬于成纖維細胞生長因子家族，包括KGF-1和KGF-2，又分別被稱為成纖維細胞生長因子-7(FGF-7)和成纖維細胞生長因子-10(FGF-10)，兩者性質相近，均能特異性作用于上皮細胞，促進其增殖、分化、遷移，對成纖維細胞和其他細胞無影響。已證明局部分泌剌激角化細胞再生分化，從而影響創面修復的過程[28]。

神經生長因子(NGF)是一種多功能細胞生長因子，最近越來越多的證據表明NGF對非神經元細胞包括炎癥細胞(中性粒細胞、巨噬細胞和肥大細胞)和其他細胞群(角化細胞、成纖維細胞和內皮細胞)具有廣泛的生物活性，這些細胞群是傷口愈合過程中重要的細胞成分。NGF通過調節創面修復的炎癥、細胞遷移、再上皮化、肉芽生成、血管生成和組織重塑來加速傷口愈合過程，同時，NGF可趨化、活化炎性細胞及成纖維細胞，并促進其增殖,從而啟動病理性膠原代謝,導致再上皮化后膠原的過度堆積，導致創面疤痕形成。

綜上所述，在創面愈合的炎癥期、增生期、重塑期均離不開各種生長因子的作用，且局部生長因子及其受體數量相對和絕對的缺乏和活性下降均影響創面愈合的轉歸。皮膚損傷后24～48 h，炎癥性和增殖性細胞反應開始于中性粒細胞和單核細胞浸潤，隨后巨噬細胞和成纖維細胞進入損傷部位，這些細胞是啟動正常愈合過程的生長因子和細胞因子的重要來源，同時大量的生長因子在調解、協調和控制細胞相互作用方面起重要作用，它們影響細胞增殖和細胞代謝活動，誘導炎癥細胞向創面聚集，還可改變細胞外基質，刺激蛋白質合成等，促進新生肉芽組織形成。不同的生長因子在創面修復各個階段起重要作用，但各個因子及細胞之間作用機制仍不明確，有待于進一步研究。