1 成纤维细胞生长因子(FGF)
FGF家族目前已增至19个成员,分别以阿拉伯数字顺序命名。FGF各成员结构相关、功能相似,调节多种细胞的生长、分泌、迁移和凋亡。在创伤修复中,研究较多的是碱性FGF(bFGF,FGF2),其次是酸性FGF(aFGF,FGF1)。bFGF在体内分布广泛,正常情况下,人皮肤的bFGF主要位于毛细血管基底膜和汗腺,内皮细胞是bFGF的主要来源,在皮肤损伤时角质细胞bFGF和aFGF表达上调。bFGF和硫酸肝素的结合是它所具有的复杂生化调节机制的基础,肝素和bFGF及其受体FGFRl-4三者共同组成复杂的bFGF活性调控系统,影响bFGF的活性。bFGF具有多种功能,可诱导源于中胚层和神经外胚层的多种细胞增殖、分化,与创伤愈合密不可分。bFGF能加速成纤维细胞、血管平滑肌细胞和内皮细胞增殖,促进肉芽组织增生,并可通过刺激表皮细胞生长因子而促进表皮细胞的生长。bFGF通过促进与创伤修复有关的几乎所有细胞的迅速增殖,从而推动创面主动修复,显著缩短创面愈合时间,全面提高创伤愈合质量。它能诱导微血管的形成、发育和分化,同时直接刺激成纤维细胞及细胞外基质的蛋白合成,以形成胶原纤维,增加创面的抗张力强度。已有实验证明:①bFGF具有促血管生成作用,调节血管壁细胞的生长及其功能。外科伤口引流液中的bFGF可通过促进血管内皮细胞、血管平滑肌细胞分裂增殖,致使角膜新生血管形成。②bFGF具有丝裂原活性,可促进成纤维细胞的生长、增殖。bFGF在8 d内可使培养的成纤维细胞数量增加1倍,之后随着成纤维细胞的不断成熟,其对bFGF的敏感性有所下降。③bFGF具有趋化作用,趋化炎性细胞和组织修复细胞向创面聚集。此外,FGF家族成员中FGF,又称角化细胞生长因子(KGF),对表皮细胞有独特的刺激作用,原位杂交可见损伤皮肤的伤口边缘表皮和真皮KGF高度表达,与表皮再生密切相关。
2 血小板源性生长因子(PDGF)
PDGF有同源双聚体(PDGF-AA,PDGF-BB,PDGF-CC,PDGF-DD)和异源双聚体(PDGF-AB),人血小板中常见的PDGF是AB型和BB型。在伤口局部激活的血小板、单核细胞、巨噬细胞和成纤维细胞都可合成PDGF。PDGF不仅对成纤维细胞、单核细胞及中性粒细胞有趋化吸引作用,还可刺激成纤维细胞增殖、生成基质、表达整合素受体、迁移到伤口区,在损伤后期诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转变。
3 转化生长因子-β(TGF-β)
人TGF-β有三种亚型,即TGF-β1-3,各亚型在体内空间及损伤后时间分布各不相同。激活的血小板、巨噬细胞和淋巴细胞均可产生TGF-β,TGF-β对细胞分化、增生、炎症过程具有刺激、抑制或双相作用,对细胞外基质的合成、重塑具有独特作用。TGF-β不仅通过促进成纤维细胞趋化,产生胶原纤维和细胞外基质,还可减少胶原酶的合成,增加金属蛋白酶抑制剂的产生,从而减少伤口中的酶解作用,促进伤口愈合。实验证明,在伤口模型中注入外源性TGF-β,可激活成纤维细胞,刺激胶原纤维生成,促进伤口愈合,持续给予TGF-β1,可诱发组织纤维化,被公认为最强的致纤维化因子。TCF-β1、TGF-β2还可增加伤口愈合拉力。
4 血管内皮细胞生长因子(VEGF)
血管内皮细胞生长因子又名血管渗透因子(VPF)。VEGF家族有6个成员:VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和胎盘生长因子(PLGF)。VEGF发挥生物学功能需要与受体结合,其受体有三种:VEGFR-1、VEFGR-2、VEGFR-3。VEGF-A是VEGF最常见形式。皮肤创伤时角化细胞及巨噬细胞可分泌VEGF-A,使其表达上调。体内和体外实验结果显示,VEGF-A与血管生成有关。VEGF不仅通过促进内皮细胞增生,以形成新生毛细血管,还可增加血管的通透性,使血浆蛋白渗到血管外形成临时基质,以利于血管形成。在猪皮肤切创愈合模型中,可发现角化细胞分泌VEGF上调,同时伴随血管通透性的增加。最近,Parenti等发现VEGF的促进血管形成作用需要一氧化氮(N0)参与。
5 表皮生长因子(EGF)
EGF与受体结合后发挥活性,EGF受体几乎在所有细胞都有表达,但以表皮细胞最为丰富。皮肤损伤后,局部聚集的血小板和受损的角化细胞可释放EGF。EGF不仅加速表皮生长,而且有增加基质形成和结缔组织收缩的作用。动物切割伤模型已证实外用EGF能加速表皮生长并增加伤口愈合张力。研究显示,重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhbFGF)和重组人表皮生长因子(rhEGF)均具有创面修复作用,二者比较rhbFGF在修复早中期促进肉芽组织生成,rhEGF在中晚期可加速创面的上皮化。
6 肝细胞生长因子(HGF)
HGF在体内分布广泛,通过与其受体C-met蛋白结合发挥多种生物学效应。HGF可促进表皮再生、新生血管形成和肉芽组织形成,从而加速皮肤伤口愈合。Cowin等用免疫荧光和原位杂交法发现,大鼠切创边缘成纤维细胞和新生肉芽组织中有HGF和C-met mRNA表达。Yoshida等也发现鼠皮肤切创模型中HGF在伤后2 h表达,2 d达高峰,C-met在伤后2~4 d也达到高峰,免疫组化显示C-2met受体主要定位于角化细胞、血管内皮细胞和肌纤维细胞。用抗HGF抗体中和后,可阻止表皮再生。
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