血小板源生长因子在糖尿病足创面中的应用

刘 洋，杨少玲，武 姗，朱旅云

·综 述·

血小板源生长因子在糖尿病足创面中的应用

刘 洋，杨少玲，武 姗，朱旅云

血小板源生长因子；糖尿病足；文献综述

正常伤口愈合是由生长因子、趋化因子、细胞因子和血管生成因子等结合其特定受体，激活和协调各种信号转导途径的一个复杂网络[1-2]。这个严密网络中任何一部分出现问题都会导致急性皮肤损伤和创面愈合延迟，最终形成慢性不愈合性伤口或溃疡。90%以上慢性创面由糖尿病溃疡、静脉性溃疡及压疮等组成[3]。糖尿病足溃疡常涉及血管、神经及局部微环境异常等多方面因素，导致创面迁延不愈，是糖尿病致死、致残的重要原因，故如何促进糖尿病足创面愈合是急需解决的问题[4]。有研究发现血小板源生长因子(platelet-derived growth factor， PDGF)在创面愈合过程中起十分重要的作用[5]。本文就PDGF在糖尿病足创面中的应用作一综述。

1 PDGF的结构、功能及作用机制

PDGF最早是在血小板中分离和纯化，为相对分子量28～35 kD碱性多肽。研究发现PDGF可来源于多种细胞，包括血小板、平滑肌细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、间质细胞及单核细胞等[6-7]。PDGF是由4条不同基因编码多肽通过二硫键连接而成的同型或异型二聚体，即PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB、PDGF-CC、PDGF-DD[8]。PDGF-BB被认为是在创面愈合过程中最为有效亚型[9]。PDGF只有与靶细胞膜相应受体(PDGFR)结合后才能发挥作用[10]，PDGFR是含有酪氨酸蛋白激酶活性的单链跨膜糖蛋白，主要有α和β两种亚单位，具有3种二聚体亚型，分别为αα、αβ、ββ[11]。

PDGF在组织修复、免疫应答、胚胎发育及血管生成等生理活动中均有重要的作用[12]，是发现较早的结缔组织生长因子之一[11]，具体功能如下：①促有丝分裂作用，PDGF可以刺激多种细胞的分裂与增殖，如成纤维细胞、血管平滑肌细胞、胶质细胞、系膜细胞、骨细胞等[13]；②参与细胞凋亡、转化及细胞外基质形成等过程[14]；③趋化性，PDGF通过与受体结合来重排肌动蛋白，以发挥其对成纤维细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞、中性粒细胞的趋化作用，以诱导细胞迁移与转运[15-16]；④促进新生血管的形成[17]。目前有关PDGF的生物学作用机制尚不完全清楚，现有研究表明PDGF可能通过以下途径发挥作用：①细胞外信号调节激酶(ERK)/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径：ERK是一种丝(苏)氨酸激酶,可以使含有丝(苏)氨酸结构的底物磷酸化。ERK通路是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导途径中的一条重要通路。PDGF与PDGFR结合后，受体的酪氨酸残基自身磷酸化，通过磷酸化酪氨酸结构域或SH-2结构域来与生长因子受体蛋白2(Grb 2)结合激活Ras蛋白，启动MAPK级联反应，激活ERK、Ras-1等磷酸化c-fos、c-jun等的转录因子，使细胞表型发生变化，促进细胞的生长与分裂[18-19]。 ②磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)途径：PI3K是一类能特异性催化磷酯酰肌醇第3位羟基磷酸化的激酶，它可以产生具有第二信使作用的肌醇脂物质。PDGF与PDGFR结合后，与ERK通道类似的，酪氨酸残基磷酸化通过SH-2结构域与受体结合激活Ras使活化的PI3K磷酸化生成磷酸化PIP2，以产生PIP3作为第二信使激活PKB/Akt，从而调控与细胞周期相关蛋白的表达[20]。③Janus激酶-信号传导和转录激活(JAK/STAT)途径：JAK是胞浆内的一类非受体型可溶性酪氨酸蛋白激酶，STAT是一类既具有信号转导功能又有转录活化功能的胞浆蛋白。PDGF与PDGFR结合后激活JAK使底物STAT磷酸化，转录因子促进细胞生长和有丝分裂[21]。实验证明PDGF还可增加胞内Ca2+和Na+/H+的交换，促进细胞的分裂。由此可见，PDGF对细胞增殖的作用机制是相当复杂的，它是通过多途径、多步骤来传递其信号的，并且各个信号传递途径又不是独立存在的，而是相互联络、相互影响和作用,从而形成复杂的信号转导网络。

2 PDGF在创面愈合中的作用机制

伤口愈合是一个复杂和动态的过程，涉及受伤后多个重叠事件，包括凝血、炎症、上皮形成、肉芽组织形成、基质沉积和组织重构等[14,22]。有研究表明，PDGF在创面愈合的各个阶段均发挥重要的生理作用[23]。创面愈合大致分为以下3个阶段。

炎症期破坏的血管发生出血，血管收缩和纤维蛋白凝块形成在伤口止血后立即开始[24]。血小板是第1批进入伤口基底部的细胞，聚集和释放生长因子参与创面愈合过程的所有阶段，其中包括PDGF[25]。PDGF在炎症期具有趋化作用，促进炎性细胞及成纤维细胞等向受损部位移动[26]。

增殖阶段是破损组织完整性修复的开始，包含3个关键事件：纤维组织形成、上皮形成和新生血管生成[27]。研究表明PDGF能刺激细胞如成纤维细胞进行有丝分裂、增殖，趋化单核细胞、中性粒细胞、成纤维细胞及平滑肌细胞迁移至受伤部位，进而调控细胞外基质的沉积，以促进新生肉芽组织的形成，说明PDGF有较好的促进创面愈合的作用[28]。另外,新生血管在创面愈合过程中同样扮演着十分重要的角色，因为充足的血液供应对愈合是必须的。研究显示，血管内皮细胞在PDGF、血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)等的介导下降解基底膜并迁移至伤口，增殖并使细胞之间交联，最终促进新生血管的形成[29]。

在伤口愈合的最后阶段，即重塑阶段，炎性细胞离开，细胞释放生长因子数量变少，成纤维细胞开始减少胶质的含量[25]，血管开始退化[30]，肉芽组织逐渐被瘢痕组织所替代。由成纤维细胞、角质细胞、巨噬细胞和中性粒细胞所产生的基质金属蛋白酶家族，是参与正常细胞外基质代谢和重塑的重要酶类[31]。PDGF通过上调基质中金属蛋白酶水平、降解细胞外基质结构蛋白，来促进组织的重塑[16]。

3 PDGF在糖尿病足创面的应用

糖尿病足创面多为慢性创面，迁延不愈，其发生机制较为复杂，涉及血管病变、神经病变、感染及创面局部微环境异常。创面局部微环境异常(包括局部高血糖、糖基化终末产物、氧化应激、异常炎性因子等)等因素可导致创面局部细胞及其一系列组织生物学功能异常，最终导致创面愈合延迟甚至不愈合。Moriya等[32]建立糖尿病小鼠后肢缺血模型，进行腹腔注射相应抗体，发现PDGF-CC可以促进糖尿病大鼠缺血性四肢的血管再生。相同的，在糖尿病大鼠创面皮肤应用PDGF-BB凝胶可以增强血管生成、细胞增殖和上皮形成，从而形成更厚、更高度有组织的胶原纤维沉积在全层切除伤口[33]。Allen等[34]通过糖尿病小鼠模型发现AMD3100疗法可以改善糖尿病的祖细胞缺陷，但不能恢复正常伤口新生血管形成，而在创面联合应用PDGF-BB刚好可以弥补这一不足，从而使创面愈合时间缩短40%。有研究随机分组观察重组人血小板源生长因子(rhPDGF-BB)和传统换药方法对糖尿病足溃疡的疗效差别，证实局部外用rhPDGF-BB治疗糖尿病足溃疡的效果要优于传统方法，可以明显促进创面的愈合[35]。袁戈恒等[36]通过对213例糖尿病足溃疡应用不同剂量的rhPDGF-BB凝胶证实rhPDGF-BB对糖尿病足创面的愈合具有安全有效性。Zhang等[37]将50例糖尿病足随机分为臭氧治疗组和传统换药对照组，发现臭氧治疗可以增加PDGF等的蛋白表达含量，表明臭氧可能在愈合早期诱导PDGF的增加从而促进糖尿病足创面溃疡的愈合。

总之，PDGF在创面愈合的过程中起着非常重要的作用，其可促进细胞增殖、分化，诱导多种细胞向伤口迁移，在组织修复的再生过程中有着重要的意义。虽然目前已经上市的rhPDGF-BB凝胶在促进创面的愈合过程中已经取得了一些效果，但在慢性创面，尤其糖尿病足创面上，临床效果有时并不太理想，故有关于PDGF在创面愈合中的作用及临床应用需要更加深入的研究，从而为临床应用提供重要理论依据。

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050017 石家庄,河北医科大学研究生学院(刘洋、武姗、朱旅云)；050082 石家庄，解放军白求恩国际和平医院内分泌科(刘洋、杨少玲、武姗、朱旅云)

朱旅云，E-mail:zhuly_0908@163.com

R587.29

A

1002-3429(2017)05-0110-03

10.3969/j.issn.1002-3429.2017.05.033

2017-01-15 修回时间：2017-02-12)