生长因子在创面愈合中的作用研究进展

谭倩，赵鑫，陈贝，乐文军，李熙莹，石新

(1南华大学附属南华医院,湖南衡阳421000；2郴州市第一人民医院)

创面愈合是由止血、炎症反应期、增殖修复期、创面重塑四个相互重叠的过程组成[1]，受多种因素的影响，损伤的程度、组织再生能力、伤口有无坏死组织和异物及有无感染等因素决定修复的方式及时间，其中细胞增殖、创面细胞外基质的产生、细胞因子浓度的变化是创面修复的重要元素。近年来，随着对创面愈合过程的深入研究，发现生长因子与修复细胞有密切关系，在创面修复中起关键作用；当细胞受到损伤因素刺激后，可释放多种生长因子，刺激同类细胞或同一胚层发育的细胞增生，参与损伤组织重建，促进修复过程。而创面愈合过程中主要涉及的生长因子包括血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF-α, TGF-β)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)等[2]，这些生长因子通过协同作用，在促进机体内多种类型组织细胞的分裂和增殖、基质合成和沉积、纤维组织和肉芽组织的形成，以及增加胶原合成能力与促进创伤后上皮再生、间质增生和新生血管形成等过程中发挥主要作用。现将生长因子在创面愈合中的作用研究进展综述如下。

1 PDGF在创面愈合中的作用

PDGF是血小板a颗粒合成的一种大型糖蛋白多肽生长因子，通过与靶细胞膜上PDGF受体接触后促进细胞增殖、分裂和细胞外基质的生成[3]。PDGF家族由5个成员组成，PDGF-aa、PDGF-bb、PDGF-ab、PDGF-cc和PDGF-dd，PDGF主要来源于血小板，巨噬细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞和角质形成细胞均能产生PDGF各亚型，在创面愈合中，PDGF-BB被认为是最有效的亚型[4]。

PDGF贯穿伤口愈合的炎症期、增生期和重塑期；炎症期，对中性粒细胞、巨噬细胞具有趋化作用，减轻氧化应激及炎症反应。炎症反应后，增生期成纤维细胞、血管内皮细胞等开始增殖分化，恢复受损组织的完整性；PDGF不仅可趋化巨噬细胞，还能趋化成纤维细胞及平滑肌细胞迁移至受伤部位，作为有丝分裂原促进成纤维细胞增殖，合成糖胺聚糖(GAGs)、蛋白聚糖和胶原蛋白等细胞外基质[5]，为创面其余细胞的增殖、迁移提供良好的支架，有助于创面肉芽组织的生成，同时活化胶原酶调节细胞外基质的更新；同样诸多研究表明，在血管新生过程中PDGF起重要作用，PDGF可促进血管内皮细胞、外膜细胞及血管平滑肌细胞的迁移和增殖，为血管新生提供较好条件，王明才等[6]在探讨hPDGF凝胶治疗糖尿病溃疡大鼠创面的影响中发现，高剂量 rhPDGF 凝胶的促血管新生作用优于低剂量rhPDGF凝胶。在创伤愈合的重塑阶段，肉芽组织被结缔组织即疤痕组织取代，PDGF促进成纤维细胞产生蛋白水解酶和胶原酶去除多余的胶原和细胞外基质成分；并通过上调基质金属蛋白酶调节细胞外基质的降解促进组织重构[7]。

2 TGF- β在创面愈合中的作用

TGF- β是一个多功能的细胞因子，可调节细胞增殖、分化、迁移、入侵，广泛存在于各种组织细胞中，不仅可促进脊椎动物多种组织再生，在伤口愈合中亦起到关键作用；目前在哺乳动物体内被证实存在TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三种异构体，在创面愈合的不同阶段，各亚型表达水平逐渐变化[8]。

在炎症期，最先达到创面的血小板立即释放多种生长因子包括TGF-β、PDGF等，这些生长因子同时趋化白细胞向创面迁移，并向巨噬细胞转化，巨噬细胞可清除碎片和微生物并释放诸多重要的细胞因子，如FGF、TGF-β、PDGF和EGF，形成正反馈途径，有利于肉芽组织的形成[9]。TGF-β在炎症期可招募中性粒细胞,并限制炎症反应的程度，其各亚型的表达存在明显差异，TGF- β1、TGF- β2表现促进细胞迁移和激活的作用，而TGF-β3表现出潜在抑制炎症反应作用。增殖期，包括再上皮化、血管生成和纤维组织增生；再上皮化依赖于角质形成细胞迁移和增殖，在体外TGF- β1促进角质形成细胞迁移[10]。在血管生成方面其复杂的机制未完全明确，但其促进血管生成已被认可，可能与其促进血管内皮生长因子表达及促进内皮细胞向间叶细胞转化有关[11]。在增生期，TGF- β1还可促进成纤维细胞向创面聚集，促进胶原蛋白的产生，有利于创面细胞外基质(ECM)形成，促进肉芽组织的生成，并抑制基质金属蛋白酶的生成；TGF- β2与TGF- β1有相同的作用，而TGF- β3抑制胶原蛋白的生成进而控制创面疤痕生成。重塑期，TGF- β1抑制基质金属蛋白酶的合成，导致胶原纤维的过多累积；TGF- β2与TGF- β1有相同的作用，而TGF- β3可抑制胶原蛋白沉积，减少疤痕产生[12]。研究表明，在创面重塑阶段若TGF- β1、TGF- β2表达水平较高，TGF- β3表达较低，将促进创面疤痕形成；若表达相反，则减轻疤痕形成。

3 VEGF在创面愈合中的作用

VEGF最早被称为血管通透因子(VPF)，首先由Senger等[13]于1983年从肿瘤细胞分离出来。是一种能与肝素结合的二聚体糖蛋白分子,是目前促进血管生成活性最强的因子，曾被认为是血管内皮细胞特异的有丝分裂原。血管内皮生长因子家族，其包括VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD、VEGFE和胎盘生长因子(PlGF)，VEGF- A在人体中最常见。

在创面修复的止血期，血小板激活后释放VEGF，有利于炎症期创面残余血管通透性增加，促进巨噬细胞、肥大细胞等一些炎症细胞向创面聚集，清除创面坏死物质，有助于炎症反应顺利进行。增殖期，真皮层、表皮层开始修复，角质形成细胞分泌VEGF[14]，促进血管内皮细胞的增殖、迁移、分化成功能性血管，为创面提供足够的氧气和营养，毛细血管是真皮层肉芽组织的重要组成部分。Galeano等[15]通过用腺病毒载体介导VEGF基因转移来增强糖尿病伤口中的VEGF水平，促进肉芽组织形成，加速伤口闭合。既往VEGF被认为是血管内皮细胞的特异作用分子，近年来体内外研究发现，VEGF还可作用于角质形成细胞，促进其增殖、迁移、活化，有助于表皮屏障的修复[16]。在重塑期，有研究表明VEGF有助于瘢痕组织的产生，两者呈正相关。在胎儿伤口中注射重组的VEGF，导致创面疤痕增生明显，而使用中和VEGF抗体系统全面治疗时可明显减少创面疤痕产生[17]。

4 FGF在创面愈合中的作用

FGF是一个蛋白质大家族，于1974年被分离纯化，目前创面修复中研究最多的是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)，两者在创面修复血管生成、细胞增殖、趋化及迁移方面有重要意义，能够促进创面愈合。

bFGF广泛分布于全身各器官中[18]，在创面愈合和组织损伤修复过程中起重要作用，有“最强的促细胞生成因子”之称。随着创面的形成，局部bFGF表达明显增多，炎症期趋化中性粒细胞、巨噬细胞向创面大量聚集，并促进其增殖、分化，同样巨噬细胞和内皮细胞可分泌bFGF形成正反馈系统。增殖期，bFGF可直接促进成纤维细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞等的增殖与分化，从而加快肉芽组织的生长速度；趋化成纤维细胞向创面聚集，加速其增殖、分化及胶原蛋白的合成、分泌，促进胶原蛋白的沉积，同时增加的成纤维细胞释放其他生长因子及胶原蛋白酶调节细胞外基质，为肉芽组织的生长、成熟提供好的条件；在体内外实验研究中，发现bFGF诱导内皮细胞形成毛细血管，bFGF促血管生成主要通过毛细血管基底膜降解，促进内皮细胞迁移增生及促进血管周围的细胞增殖，在血管发生及促进毛细血管管腔形成中起重要作用；同时bFGF可刺激表皮生长因子(EGF)分泌促进表皮细胞的增殖和调节成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化，加速伤口收缩活动，有利于创面早期覆盖。创面重塑阶段，bFGF增加前胶原 mRNA的降解和抑制mRNA的转录来减少胶原蛋白合成，还通过增加基质金属蛋白酶来降解胶原蛋白，减少疤痕形成；同时通过抑制肌成纤维细胞的终末分化来抑制创面疤痕的增生[19]。

aFGF已被证实与bFGF具有同样的促进损伤修复、血管、肉芽组织生成等作用；可促进中胚层及外胚层来源的细胞有丝分裂，促进表皮中上皮细胞的增殖，有助于创面的上皮化，同时可调控肉芽组织中胶原蛋白、胶原纤维及成纤维细胞，促进血管内皮细胞的增殖与分化，有利于毛细血管形成，增加创面的血液供应，加速肉芽组织生长，有利于组织修复与表皮再生[20]。

5 EGF在创面愈合中的作用

EGF是由Cohen等[21]从小鼠颌下腺中发现的一种小分子蛋白，是一种多功能生长因子，其通过与表皮生长因子受体(EGFR)结合后，刺激受体自身磷酸化及细胞内其他蛋白质的络氨酸磷酸化作用，从而发挥生理作用。EGFR受体主要存在于上皮细胞，但成纤维细胞及血管内皮细胞的胞膜上亦有表达，所以在创面修复中发挥重要作用。身体中EGF的合成与分泌受神经因素和多种激素调节，如雄激素、孕激素等；但EGF在组织中的含量普遍较低，难以满足创面修复的最大需要，外周血中仅含有少量EGF但血小板颗粒内含较多。

在创面修复中，与伤口愈合过程相关的EGF家族的主要成员包括EGF、结合肝素的EGF(HB-EGF)和转化生长因子-α；可由血小板、角质形成细胞和巨噬细胞分泌；止血期血小板颗粒可释放EGF，趋化上皮细胞从创缘向创面迁移。炎症期，EGF可趋化巨噬细胞、成纤维细胞向创面聚集，促进创面炎症反应。增殖期，刺激内皮细胞、真皮成纤维细胞、上皮细胞分裂增殖，促进创面血管生成及胶原蛋白、糖胺聚糖的合成，同时刺激纤维蛋白酶的活性调节细胞外基质，有利于纤维组织增生和创面胶原的沉积；在中晚期通过促进上皮细胞向表层移行，先形成单细胞层，然后促进有丝分裂形成复层上皮细胞而加速创面的上皮化，同时通过介导肌成纤维细胞的活性及促进其增殖，促进创面收缩，在创面闭合中起主要作用[22]。重塑期，伤口区域组胺含量的增加主要导致上皮外生性生长和胶原的异常形成，EGF通过降低皮肤组织中的组胺水平来调节伤口拉伸强度；其次EGF可通过抑制炎症反应，降低TGF-β1的表达和介导成熟胶原蛋白的形成来减少创面瘢痕[23]，EGF的浓度与瘢痕的严重程度呈反比。

6 IGF-Ⅰ在创面愈合中的作用

IGF-Ⅰ是在分子结构上与胰岛素类似的多肽生长因子，几乎表达于所有组织中，血液中的IGF-Ⅰ主要由肝脏细胞合成和释放，Botusan等[24]通过建立肝脏IGF-Ⅰ缺陷小鼠，研究系统IGF-Ⅰ对皮肤伤口愈合的作用，证明局部伤口愈合情况不受肝特异性IGF-I失活的影响；IGF-Ⅰ通常与胰岛素样生长因子-Ⅰ受体(IGF-IR)结合后发挥作用，IGF-IR广泛表达于多种类型的细胞表面，如表皮细胞、少量成纤维细胞等，其含有α和β两种亚基，IGF-Ⅰ特异性地与细胞外的α亚单位结合，引起跨膜区β亚基上酪氨酸残基自身磷酸化后,通过激活磷脂酰肌醇信号通路,介导胰岛素样生长因子-Ⅰ的生物活性，可促进机体的蛋白质和核酸DNA合成及碳水化合物的代谢与细胞生长分化；Emmerson等[25]研究发现IGF-Ⅰ对皮肤伤口愈合的影响实际上可能不完全是由IGF-ⅠR介导的，部分由雌激素受体(ERs)介导的。

创面修复炎症期，在炎症状态下IGF-Ⅰ处于低水平状态，粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等白细胞可分泌IGF-Ⅰ，IGF-Ⅰ升高抑制了脂多糖诱导的促炎性细胞因子巨噬细胞迁移抑制因子、肿瘤坏死因子a和白细胞介素-1b的表达，通过雌激素受体a(ERa)途径促进巨噬细胞的抗炎作用，在一定程度上具有抗炎活性[25]。增殖期，间充质来源的细胞产生更多的IGF-Ⅰ，其可促进内皮细胞向创面聚集，直接触发成纤维细胞增殖，促进纤维连接蛋白、聚葡萄糖胺和胶原等胞外基质的合成和分泌，为创面肉芽组织生成提供支架；最重要的是对角质形成细胞的迁移及促有丝分裂作用，有利于创面再上皮化，增加创面强度；研究表明IGF-Ⅰ可促进创面血管新生而加速创面愈合，Balajis等[26]研究发现IGF-Ⅰ并非通过增加VEGF来促进创面血管新生。重塑期，伤口愈合的最后阶段IGF-Ⅰ表达量达高峰，创面残留的皮脂腺汗腺分泌IGF-Ⅰ直接促进真皮成纤维细胞增殖及向表皮层迁移，促进胶原沉积，减少胶原酶的分泌及抑制其活性，IGF-Ⅰ过度表达易导致疤痕异常增生；同时，毛囊及皮脂腺亦表达IGF受体，IGF在创面毛发、毛囊及腺体生长起促进作用[27]。

7 其他生长因子在创面愈合中的作用

角质细胞生长因子(KGF)属于成纤维细胞生长因子家族，包括KGF-1和KGF-2，又分别被称为成纤维细胞生长因子-7(FGF-7)和成纤维细胞生长因子-10(FGF-10)，两者性质相近，均能特异性作用于上皮细胞，促进其增殖、分化、迁移，对成纤维细胞和其他细胞无影响。已证明局部分泌剌激角化细胞再生分化，从而影响创面修复的过程[28]。

神经生长因子(NGF)是一种多功能细胞生长因子，最近越来越多的证据表明NGF对非神经元细胞包括炎症细胞(中性粒细胞、巨噬细胞和肥大细胞)和其他细胞群(角化细胞、成纤维细胞和内皮细胞)具有广泛的生物活性，这些细胞群是伤口愈合过程中重要的细胞成分。NGF通过调节创面修复的炎症、细胞迁移、再上皮化、肉芽生成、血管生成和组织重塑来加速伤口愈合过程，同时，NGF可趋化、活化炎性细胞及成纤维细胞，并促进其增殖,从而启动病理性胶原代谢,导致再上皮化后胶原的过度堆积，导致创面疤痕形成。

综上所述，在创面愈合的炎症期、增生期、重塑期均离不开各种生长因子的作用，且局部生长因子及其受体数量相对和绝对的缺乏和活性下降均影响创面愈合的转归。皮肤损伤后24～48 h，炎症性和增殖性细胞反应开始于中性粒细胞和单核细胞浸润，随后巨噬细胞和成纤维细胞进入损伤部位，这些细胞是启动正常愈合过程的生长因子和细胞因子的重要来源，同时大量的生长因子在调解、协调和控制细胞相互作用方面起重要作用，它们影响细胞增殖和细胞代谢活动，诱导炎症细胞向创面聚集，还可改变细胞外基质，刺激蛋白质合成等，促进新生肉芽组织形成。不同的生长因子在创面修复各个阶段起重要作用，但各个因子及细胞之间作用机制仍不明确，有待于进一步研究。