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TNFα与病理性瘢痕中成纤维细胞胶原的关系

2022-07-28
来源:求医网
增生性瘢痕及瘢痕疙瘩是较常见的病理性瘢痕。其形成是由于创伤愈合过程中成纤维细胞合成胶原能力增强,导致细胞外基质(ECM)增多和过度沉积,胶原为其主要成分。已发现多种细胞因子在创伤愈合和瘢痕形成中具有重要作用,本文就TNFα与病理性瘢痕的研究进展作一简要综述。

一、 TNFα及其受体与细胞信号传导

TNF分为 TNFα和TNFβ两种类型。TNFα又称恶病质素(Cachectin),是由单核巨噬细胞产生,TNFβ又称淋巴毒素(lymphotoxin),由活化的淋巴细胞产生。人的活性形式TNFα是由3个17KD分子组成的三聚体(45KD),等电点为5.7。TNFα和TNFβ氨基酸序列具有36%同源 性,其基因均编码于人的第6号染色体短臂上,TNFα与TNFβ竞争同一受体[1]。TNFα的各种生物学作用通过两个不同的细胞表面受体传递信号,分别为TNFR1和 tN FR2,它们由胞外结构域、跨膜域及胞内结构域3部分组成,均属于TNF受体超家族成员,已发现的有:TNF-RP、CD30、CD40、NGFR、TNFR1、TNFR2、FAS等12个[2]。TNFα的两个受体可激活不同的信号传导途径。已知的TNFα生物活性主要由TNFR1介导。TNFα的信号传导正逐步被阐明,主要通过以下几个方面的途径[3~5]:① tNFα与TNFR1结合 ,引起TNFR1三聚化,通过激活细胞膜上的中性鞘磷脂酶(nSMase)水解鞘磷脂(SM)生成鞘磷 脂神经酰胺(CM),以CM作为第二信使激活神经酰胺激活的蛋白激酶(CAPK)传导细胞因子信号,然后以某种未明的机制,从Raf途径,部分通过激活有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK),部分通过转录因子NF-kB发挥作用。②TNFα与其受体的结合,通过激活膜上磷脂 酰胆碱特异性磷脂酶(PC-PLC)水解 PC生成 DAG,以 dAG为第二信使,进而激活 PKC 或激活酸性型鞘磷脂酶(aSMase)水解SM生成CM,后者再激活NF-kB,使其迅速释放抑制亚单位IkB,接着NF-kB异二聚体传位到细胞核内,在核内直接结合于特异的DNA序列上,通过调控基因的表达而发挥作用。③其它途径,通过激活P21的激酶(PAK)及c-JunN端激酶(JNK)而发挥作用。已知TNF副作用包括:大量TNF的产生并进入血流,可引起全身性反应。例如,TNF可作为内源性致热源引起发热;作用于单核细胞和血管内皮细胞,刺激IL-1和 iL-6的分泌;激活前凝血质的平衡和血管内皮的抗凝物活性;抑制骨髓干细胞分裂;引起恶液质,非常高浓度的TNF还可引起心脏血管的变化和代谢紊乱等。

二、TNFα对成纤维细胞增殖的影响及在病理性瘢痕中的表达

近年的研究表明,TNFα对不同组织的成纤维细胞作用具有组织特异性及浓度依赖性。TNFα低浓度可促进成纤维细胞增殖,高浓度则阻碍血清或其他细胞因子诱导成纤维细胞增殖。 jack[6]报道TNFα对静止期及正常肺成纤维细胞具有促增殖作用;Rapala等[7]报道TNFα对小鼠及人肉芽组织成纤维细胞无明显促进增殖作用;Benedict等[8]以TNFα(浓度分别为20、200、2000 U/ml)作用于瘢痕疙瘩成纤维细胞,72 h后观察, 发现可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖(抑制率:20 u/ml,13 %;2000 U/ml,34%) ;对真皮组织成纤维细胞,TNFα则具有促进增殖作用,依赖于PDGF-AA分泌,同时降低了 pDGFβ受体表达。有人以低浓度TNFα0-10ng/ml作用于皮肤及增生性瘢痕成纤维细胞,发现有促进增殖作用。目前TNFα体外调节机制仍不十分清楚,分析上述现象,原因可能为,不同培养条件下,成纤维细胞对TNFα的反应存在差异,细胞外基质可能影响TNFα对成纤维细胞的作用[9];成纤维细胞具有异质性,不同种类部位取材的成纤维细胞,其表面受体、合成胶原潜力及对细胞因子反应存在差异[10];TNFα表现出对细胞的不同作用,可能与TNFα与受体结合后产生的不同作用有关,与TNFα的结合位点及细胞与TNFα的亲和力无关[11]。 Castagnoli等[12]运用免疫组化方法证实,同正常皮肤相比,增生性瘢痕组织中,TNFα阳性浸润细胞数比例明显降低(增生性瘢痕组织8%,正常皮肤 35.4%),是由于参与产生TNF的巨噬细胞或激活T细胞的功能降低或存在TNF抑制因子,如TNF结合蛋白[13]。Peruccio等[14]运用反转录PCR方法分析了增生性瘢痕组织中TNFαmRNA,认为由于生物合成的改变,使得TNFαmRN a水平处于较低状态。McCauly等[15]实验表明,黑人瘢痕疙瘩患者血清中TNFα水平升高,认为是全身综合因素影响的结果。目前此方面报道仍不多见,却从不同侧面说明 tNFα与病理性瘢痕形成有关。

三、TNFα对成纤维细胞胶原合成的影响

Fugger等[16]制作小鼠创伤模型,伤口皮下置入明胶海绵,海绵内每日注射 tNFα,发现胶原合成下降,同时动物模型伤口渗液TNFα浓度明显高于非创伤小鼠血清的水平,但小于0.1 ng 。Raplala[17]亦制作小鼠创伤模型,伤口皮下置入明胶海绵,采用不同浓度TNFα注射入置入物(TNFα浓度 1,10,100ng/ml),连续4天,4天或7天后观察,发现TNFα抑制组织修复,胶原合成减少,14天或 21天后观察未发现有上述作用,提示TNFα对胶原合成的影响有浓度和时间依赖性。TNFα作用于体外培养小鼠肉芽组织成纤维细胞,3H-羟脯氨酸掺入量降低75%,最大限度降低Ⅰ /Ⅲ前胶原mRNA水平67%~77%; tNFα100 ng/ml,抑制体外培养人的肉芽组织成纤维细胞3H-羟脯氨酸产物约56%,但仅抑制а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平,对а1(Ⅲ)前胶原mRNA水平无影响。Alain等[18]报道,TNFα处理正常皮肤成纤维细胞24 h后Ⅰ/Ⅲ前胶原mRNA水平降低,а1(Ⅲ)前胶原mRNA水平受抑大于а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平。Jose等[19]用TNFα(0~1.2 n M)作用成纤维细胞发现存在剂量、时间-效应关系,1.2 nMTNFα作用于成纤维细胞24 h, 其胶原含量降低50 %,(6-3H)胸苷DNA掺入量实验未发现TNFα影响细胞增殖,选用