李娜，柳越冬，李桂君，許博佳，林亞南，李楠，姜莎莎

(1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床學(xué)院，沈陽(yáng) 110032； 2.咸陽(yáng)市中心醫(yī)院肛腸科，陜西 咸陽(yáng) 712000；3.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院院長(zhǎng)辦公室，沈陽(yáng) 110000)

瘢痕疙瘩是指皮膚傷口愈合或不明原因所致的皮膚損傷愈合后形成的過(guò)度生長(zhǎng)的異常瘢痕組織，在5%～15%的傷口中會(huì)出現(xiàn)瘢痕疙瘩[1]。瘢痕疙瘩是一種慢性炎癥過(guò)程，臨床上雖然應(yīng)用了硅凝膠、激素類(lèi)藥物、肉毒桿菌注射劑、激光和壓力療法等多種手段[2]，但大多數(shù)抗瘢痕藥物通常僅用于預(yù)防或輔助治療，并不能取代或等同于手術(shù)切除。鑒于瘢痕給患者帶來(lái)的心理壓力、身體不適和經(jīng)濟(jì)壓力，揭示瘢痕發(fā)病的原因和機(jī)制顯得極為重要。對(duì)形成瘢痕疙瘩基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的進(jìn)一步研究，可為探尋新的有效藥物治療方法提供研究方向。另外，通過(guò)多種途徑和方式對(duì)靶基因進(jìn)行相關(guān)調(diào)控，也是瘢痕疙瘩研究中極為重要和迫切需要的。理想的瘢痕預(yù)防的一線(xiàn)治療應(yīng)該是藥物能夠?qū)︸：郯谢蚝图膊⌒盘?hào)通路進(jìn)行調(diào)控。從瘢痕疙瘩相關(guān)的差異基因、特征基因及信號(hào)通路多角度入手，有助于科研人員和臨床醫(yī)師更加快速、有效地找到方法，從而解決早期診斷、個(gè)體化預(yù)防和治療的問(wèn)題?，F(xiàn)就瘢痕疙瘩信號(hào)通路的研究進(jìn)展予以綜述。

1 瘢痕疙瘩的信號(hào)通路

1.1轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)信號(hào)通路 瘢痕形成包含炎癥、增殖和重構(gòu)三部分。皮膚組織受傷后，細(xì)胞因子、趨化因子、巨噬細(xì)胞及成纖維細(xì)胞進(jìn)入增殖期修復(fù)創(chuàng)面，細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)形成了一個(gè)維修框架結(jié)構(gòu)以修補(bǔ)傷口，含有肌動(dòng)蛋白絲的肌成纖維細(xì)胞閉合傷口，未成熟的瘢痕可以過(guò)渡到最后成熟的階段，如果這個(gè)過(guò)程被中斷則會(huì)出現(xiàn)異常瘢痕[3]。TGF-β1長(zhǎng)久以來(lái)被認(rèn)定為損傷后組織修復(fù)和纖維化的關(guān)鍵介質(zhì)[4]。TGF-β1與纖維化性皮膚疾病密切相關(guān)，參與創(chuàng)傷愈合、炎癥等多種生理過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1可產(chǎn)生促炎反應(yīng)，其特征是產(chǎn)生促炎癥細(xì)胞因子γ干擾素和白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-17A，IL-17A/IL-1β/TGF-β1軸對(duì)纖維化的發(fā)展至關(guān)重要，證實(shí)了TGF-β家族在瘢痕疙瘩中發(fā)揮了基因依賴(lài)性表達(dá)調(diào)節(jié)的重要作用[5]。TGF-β由調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和血小板等產(chǎn)生。

對(duì)于巨噬細(xì)胞狀態(tài)的研究，從下游生成物的角度揭示了TGF-β信號(hào)通路在瘢痕疙瘩中的高度激活狀態(tài)。TGF-β水平升高可阻斷原始T細(xì)胞向輔助性T細(xì)胞1型效應(yīng)表型的分化，促進(jìn)其向調(diào)節(jié)性T細(xì)胞亞群的轉(zhuǎn)化，并可抑制樹(shù)突狀細(xì)胞的抗原呈遞功能[6]。在瘢痕疙瘩真皮中，M2型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)顯著多于M1型巨噬細(xì)胞，而浸潤(rùn)的M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量與TGF-β信號(hào)通路的高激活水平有關(guān)[7]。真皮成纖維細(xì)胞可誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-4/IL-13，通過(guò)Ras同源基因家族蛋白A/Rho相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶通路介導(dǎo)TGF-β1激活，導(dǎo)致骨膜蛋白在真皮和基膜高表達(dá)[8]。

出現(xiàn)物理?yè)p傷后，絲氨酸蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)和整合素介導(dǎo)的配體活化激活TGF-β信號(hào)通路，除了上述調(diào)控手段，TGF-β信號(hào)通路還可通過(guò)與其他信號(hào)通路的串話(huà)發(fā)揮作用。目前已經(jīng)證實(shí)，TGF-β信號(hào)通路的上游靶基因叉頭框蛋白M1[9]、干擾素調(diào)節(jié)因子3[10]、PRKN(E3 ubiquitin-protein ligase parkin)基因[11]、NEDD4L(NEDD4 like E3 ubiquitin protein ligase)基因[12]、內(nèi)肽酶Meprin是瘢痕疙瘩的調(diào)控基因，這些基因的下調(diào)或剔除可有效抑制TGF-β1誘導(dǎo)的瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞(keloid fibroblasts，KFs)活化、ECM的積累。與之相比，內(nèi)源性肽LYENRL、跨膜蛋白88基因作為信號(hào)途徑的上游靶基因，則發(fā)揮負(fù)向調(diào)控作用，其作用機(jī)制是通過(guò)基因上調(diào)抑制激活TGF-β1/Smad信號(hào)，并與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3，STAT3)信號(hào)通路進(jìn)行串話(huà)，通過(guò)阻斷綁定的激活蛋白-1與TGF-β1啟動(dòng)子的相應(yīng)區(qū)域結(jié)合，進(jìn)而抑制TGF-β1的基因表達(dá)[13-14]。

膠原形成、膠原纖維和其他多聚體結(jié)構(gòu)的組裝、膠原蛋白降解這3個(gè)功能維持了膠原的穩(wěn)定性，而瘢痕疙瘩組織中釋放的TGF-β對(duì)膠原功能的影響，是在轉(zhuǎn)錄水平膠原過(guò)度沉積、關(guān)鍵性靶蛋白以及微RNA(microRNA，miRNA)的調(diào)控下發(fā)生作用的[15]。炎癥中產(chǎn)生的熱激蛋白90可以影響人真皮成纖維細(xì)胞中TGF-β誘導(dǎo)的膠原合成[16]。miR-29、miR-205-5p也是通過(guò)TGF-β信號(hào)通路抑制膠原蛋白Ⅰ型和膠原蛋白Ⅲ型，同時(shí)發(fā)揮抑制絲氨酸/蘇氨酸激酶磷酸化和α-型肌動(dòng)蛋白表達(dá)的作用[17]。

1.2STAT3及其受體信號(hào)通路 STAT3信號(hào)通路是經(jīng)典的炎癥信號(hào)通路，包括生長(zhǎng)激素、IL-6家族細(xì)胞因子和粒細(xì)胞集落刺激因子等在內(nèi)的細(xì)胞因子，在組織損傷后大量釋放，同時(shí)Janus激酶磷酸化STAT3，然后二聚化并進(jìn)入細(xì)胞核，激活細(xì)胞因子應(yīng)答基因的轉(zhuǎn)錄[18]。STAT3信號(hào)通路參與了瘢痕疙瘩的發(fā)病過(guò)程、遷移、增殖和細(xì)胞周期進(jìn)展[19]。除了Janus激酶激活途徑外，其他多途徑的串話(huà)也會(huì)導(dǎo)致STAT3的磷酸化。

一項(xiàng)類(lèi)似中性粒細(xì)胞衰竭的小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與無(wú)中性粒細(xì)胞減少的小鼠相比，中性粒細(xì)胞減少癥的小鼠損傷后組織修復(fù)創(chuàng)面愈合無(wú)瘢痕，中性粒細(xì)胞既有很強(qiáng)的抗感染能力，也具有導(dǎo)致創(chuàng)面瘢痕的作用[20]。在神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕形成的研究中，STAT3基因剔除的小鼠，在缺乏巨噬細(xì)胞和功能中性粒細(xì)胞的條件下，愈合的傷口往往呈現(xiàn)較小的瘢痕[21]。炎癥釋放的IL-10介導(dǎo)的自噬抑制，分別激活I(lǐng)L-10/IL-10受體/STAT3和IL-10/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)這兩個(gè)信號(hào)通路，并通過(guò)STAT3、Akt和mTOR三者之間的串話(huà)來(lái)調(diào)節(jié)，特別是STAT3和mTOR之間的串話(huà)；另外，研究人員應(yīng)用OSI-027(mTORC2抑制劑)靶向mTORC1/2，抑制瘢痕疙瘩角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和遷移[10]。

通過(guò)測(cè)序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，STAT3信號(hào)是KFs中最富集的信號(hào)通路，其細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路相關(guān)分子(如p-Smad2、p-Smad3、p-STAT3和磷酸化胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶)的蛋白水平均是藥物干預(yù)后需要下調(diào)的指標(biāo)[22]。另有研究發(fā)現(xiàn)，miR-486-5p可通過(guò)調(diào)控Smad2的表達(dá)抑制人增生性瘢痕成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)；miR-152-5p通過(guò)調(diào)控人KFs Smad3的表達(dá)，抑制細(xì)胞增殖和遷移，促進(jìn)細(xì)胞凋亡；miR-21和miR-96可通過(guò)靶向Smad7促進(jìn)瘢痕疙瘩中的膠原沉積[23]。

1.3Wnt信號(hào)通路 Wnt的異?；罨c瘢痕疙瘩的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Wnt/β聯(lián)蛋白(β-catenin)通路存在20多種靶基因(包括原癌基因Myc、細(xì)胞周期蛋白D、CD44基因、MMP和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子)，均與人類(lèi)KFs細(xì)胞周期相關(guān)[24]。TGF-β/Smad途徑與Wnt/β-catenin途徑在病理性瘢痕形成中也存在復(fù)雜的協(xié)同作用，TGF-β1和β-catenin/T細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子通路可協(xié)同調(diào)節(jié)MMP和膠原蛋白的表達(dá)水平[25]。

有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)與 miRNA 結(jié)合也參與了瘢痕細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)和組織修復(fù)的生物學(xué)調(diào)控[26]。已發(fā)現(xiàn)lncRNA AC067945.2過(guò)表達(dá)可下調(diào)皮膚成纖維細(xì)胞中膠原蛋白的表達(dá)，并通過(guò)Wnt信號(hào)通路上的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子產(chǎn)生調(diào)控作用[27]。另外，通過(guò)抑制miR-31a-5p的表達(dá)，即可在Wnt/β-catenin信號(hào)通路中下調(diào)人真皮成纖維細(xì)胞中IL-25的表達(dá)，降低炎癥反應(yīng)[28]。此外，Wnt信號(hào)通路上的分泌型卷曲相關(guān)蛋白1(secreted frizzled related protein 1，SFRP1)啟動(dòng)子高甲基化可導(dǎo)致SFRP1的表達(dá)缺失，SFRP1的表達(dá)下調(diào)對(duì)T細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子依賴(lài)性信號(hào)通路有負(fù)調(diào)控作用，可導(dǎo)致瘢痕疙瘩的發(fā)生[29]。

1.4整合素信號(hào)通路 瘢痕疙瘩的特征是異常和過(guò)度的ECM沉積。整合蛋白家族由介導(dǎo)細(xì)胞對(duì)ECM結(jié)合反應(yīng)的主要細(xì)胞表面受體-整合素受體組成，在ECM中與細(xì)胞骨架連接蛋白形成結(jié)構(gòu)和功能上的連接。由整合素/ECM相互作用介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與瘢痕細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)因子的信號(hào)應(yīng)答，并具有調(diào)控細(xì)胞增殖、細(xì)胞骨架重組等作用。

對(duì)瘢痕疙瘩蛋白結(jié)構(gòu)域和特性的分析發(fā)現(xiàn)，瘢痕疙瘩關(guān)鍵基因的結(jié)構(gòu)域均在整合素域超家族多個(gè)結(jié)構(gòu)域上，而整合素影響細(xì)胞和細(xì)胞、細(xì)胞和ECM環(huán)境的多種因素，包括上皮鈣黏素、MMP、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等血管生成因子的異常表達(dá)，導(dǎo)致皮膚腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移，整合素參與了成纖維細(xì)胞的相互作用和膠原代謝，同時(shí)也參與了膠原酶的激活[30-31]。各種來(lái)自創(chuàng)面外部、內(nèi)部的物理或化學(xué)刺激會(huì)促進(jìn)炎癥反應(yīng)，且刺激的強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時(shí)間決定了瘢痕出現(xiàn)的速度、方向、速度生長(zhǎng)及癥狀的強(qiáng)度[2]。機(jī)械刺激可調(diào)節(jié)整合素、Akt和黏附激酶，導(dǎo)致細(xì)胞增殖，最終導(dǎo)致纖維化。一項(xiàng)應(yīng)用不可逆脈沖電穿孔皮膚但保留皮膚ECM結(jié)構(gòu)的研究顯示，消融6個(gè)月后，整個(gè)消融區(qū)域的表皮、皮脂腺、肉圓肌、毛囊、微血管系統(tǒng)和豎毛肌全部重新形成，表明ECM結(jié)構(gòu)在無(wú)瘢痕創(chuàng)面愈合過(guò)程中對(duì)細(xì)胞分化、遷移和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)起關(guān)鍵作用[32]。

1.5磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/Akt信號(hào)通路 損傷后組織修復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的代謝過(guò)程，大量巨噬細(xì)胞趨化因子和補(bǔ)體C3等炎癥細(xì)胞聚集，清理壞死細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物，同時(shí)伴隨大量的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子釋放[如PI3K/Akt/mTOR通路的激活因子(包括表皮生長(zhǎng)因子、促生長(zhǎng)因子、胰島素和鈣調(diào)蛋白等)被釋放]，在PI3K磷酸化后，Akt被激活并位于質(zhì)膜上，信號(hào)通過(guò)Akt傳遞到不同的下游靶點(diǎn)，控制瘢痕細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和存活過(guò)程[33]。

已有研究證實(shí)，通過(guò)調(diào)控PI3K/Akt通路可抑制瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的增殖[34]。miR-188-5p、miR-205、miR-181a、miR-21可介導(dǎo)不同的目標(biāo)蛋白或目標(biāo)基因，在瘢痕疙瘩中通過(guò)PI3K/Akt/MMP-2/9信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞的增殖和侵襲作用[35]。丹參[36]、苦參堿[37]、三七皂苷R1[38]、五倍子瘢痕膏[39]等中藥及其活性成分也可通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路抗纖維化。

1.6上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化信號(hào)通路和瘢痕疙瘩的類(lèi)癌性質(zhì) 創(chuàng)面愈合的轉(zhuǎn)錄程序率先激活并在創(chuàng)口侵襲，發(fā)揮了與誘導(dǎo)細(xì)胞增殖和代謝有關(guān)的功能，即皮膚組織損傷后率先激活毛囊干細(xì)胞可塑性和毛囊干細(xì)胞，隨后基因和蛋白質(zhì)表達(dá)發(fā)生變化，以修復(fù)皮膚屏障[40]。目前毛囊間充質(zhì)細(xì)胞在皮膚修復(fù)中已被廣泛應(yīng)用。有研究發(fā)現(xiàn)，人脂肪干細(xì)胞和人瘢痕增生纖維細(xì)胞共培養(yǎng)后，人脂肪干細(xì)胞通過(guò)下調(diào)TGF-β1和Notch-1表達(dá)水平，顯著降低了人瘢痕增生纖維細(xì)胞的增殖、遷移和收縮能力[41]。瘢痕疙瘩和皮膚癌癥之間最引人關(guān)注的相似之處是它們具有共同的細(xì)胞生物能學(xué)、表觀遺傳甲基化特征以及其他疾病生物學(xué)(基因型和表型)行為中的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。很多基因(如MMP-2、角蛋白19和SFRP1)均是與腫瘤侵襲性有關(guān)的指標(biāo)[42]?；诖?，細(xì)胞毒藥物、抗腫瘤藥物被廣泛應(yīng)用于瘢痕疾病的治療。

2 與瘢痕疙瘩相關(guān)的miRNA

miRNA在KFs增殖、分化、凋亡和癌變等多種生物學(xué)和病理學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著抑制和調(diào)控作用。目前miRNA調(diào)節(jié)人增生瘢痕成纖維細(xì)胞凋亡的確切機(jī)制尚未闡明，一般認(rèn)為是多種途徑共同作用的結(jié)果。miRNA影響成纖維細(xì)胞的生物學(xué)功能可能與以下幾方面有關(guān)：①通過(guò)靶基因、靶蛋白直接發(fā)揮作用，miR-29[43]、miR-30a-5p[44]、miR-194-3p[45]、miR-203、miR-141-3p通過(guò)靶向不同的靶基因調(diào)控瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的凋亡、增殖、侵襲和遷移。②對(duì)膠原發(fā)揮調(diào)控作用，miR-98通過(guò)靶向Col1A1抑制人增生性瘢痕成纖維細(xì)胞增殖[46]。③多協(xié)同參與信號(hào)通路，相關(guān)報(bào)道指出，miR-199a-5p、miR-21-5p、miR-214-5p、miR-424-5p和miR-205-5p等與促分裂原活化的蛋白激酶信號(hào)通路和缺氧誘導(dǎo)因子-1信號(hào)通路相關(guān)，參與瘢痕的表達(dá)調(diào)控[47]。④在瘢痕疙瘩多信號(hào)通路中，miRNA參與轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控，影響自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而參與自噬的調(diào)控。⑤miRNA對(duì)KFs線(xiàn)粒體信號(hào)通路有影響，miR-21過(guò)表達(dá)抑制細(xì)胞色素C向細(xì)胞質(zhì)釋放，隨后細(xì)胞內(nèi)的胱天蛋白酶9和胱天蛋白酶3活性降低，提示線(xiàn)粒體介導(dǎo)的促凋亡通路受損[48]；而應(yīng)用miR-21抑制劑可通過(guò)線(xiàn)粒體信號(hào)通路誘導(dǎo)瘢痕疙瘩凋亡；應(yīng)用轉(zhuǎn)染手段可誘導(dǎo)KFs生長(zhǎng)抑制、細(xì)胞凋亡和G2/M期阻滯，激活線(xiàn)粒體凋亡通路，從而治療瘢痕疙瘩[49]。

3 小 結(jié)

瘢痕疙瘩所涉及的信號(hào)通路和驅(qū)動(dòng)基因目前尚不清楚。損傷后組織修復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的代謝過(guò)程，當(dāng)出現(xiàn)燒傷、手術(shù)、痤瘡感染及其他外傷等局部損傷時(shí)，任何入侵的病原菌或微生物均會(huì)激活彌散的炎癥反應(yīng)，通過(guò)招募局部釋放趨化因子、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和其他先天免疫細(xì)胞到傷口部位以清除細(xì)胞碎片、感染性病原菌或微生物，同時(shí)激活以IL-17a/IL-1β/TGF-β1軸為首的多條炎癥信號(hào)通路。應(yīng)用藥物對(duì)瘢痕靶基因和信號(hào)通路進(jìn)行有效調(diào)控與臨床多條炎癥通道的干預(yù)、血管微環(huán)境的重建、預(yù)防局部癌變的治療原則是一致的。