MEBT/MEBO 治疗糖尿病性溃疡作用机制及其相关信号通路研究进展

魏德华 陈世玖 王 成

国际糖尿病联盟2019 版全球糖尿病地图指出，我国糖尿病患者人数已达 1.164 亿， 居世界首位［1］。 随着糖尿病患病人数的不断升高， 糖尿病性溃疡的患病率也逐年上升， 已成为我国急慢性创面发病的重要原因之一， 且因糖尿病患者的长期高糖状态， 一旦出现皮肤溃疡极易形成慢性难愈合创面， 特别是下肢溃疡治疗不及时或治疗不当还可发展至截肢， 为诊疗工作带来了巨大挑战， 也为患者及社会造成了巨大的经济负担［2－3］。 目前， 临床上治疗糖尿病性溃疡的方法主要有水胶体、 水凝胶、藻酸盐、 纳米银等外用敷料， 外用细胞因子、 植皮、 干细胞移植、 高压氧等西医学高新技术以及烧伤创疡再生医疗技术 (moist exposed burn therapy/moist exposed burn ointment， MEBT/MEBO) 等中医疗法， 其中MEBT/MEBO 在降低截肢率方面取得了较为显著的临床疗效［4］。 但相关研究资料显示， 中医药作为我国传统的治疗方式虽具有其独特的优势， 可临床上仅13%的患者会在治疗过程中联合应用［5］。 基于此， 为提高中医药的关注度以及指导糖尿病性溃疡的临床治疗， 本研究对MEBT/MEBO治疗糖尿病性溃疡的部分作用机制及其相关信号通路的研究进展进行了综述。

1 MEBT/MEBO 在糖尿病性溃疡中的作用机制及其相关信号通路

1962 年， Winten GD［6］通过对猪的创面进行研究首次发现， 湿润环境有利于上皮表层细胞迁移而促进创面的愈合。 上世纪80 年代， 徐荣祥教授发明创立的烧伤湿润暴露疗法及湿润烧伤膏在烧伤创面的治疗中取得了显著的临床疗效， 且随着该技术的不断发展， 其被逐渐应用于压疮、 糖尿病足、 癌性溃疡等多种创面的治疗， 并形成了系统的MEBT/MEBO 体系［7］。 MEBT/MEBO 的核心药物湿润烧伤膏是基于细胞再生营养谱而设计的中药配方， 其能够通过激活创面内的潜能再生细胞、 加速坏死组织的降解和排出、 促进肉芽组织中新生血管的形成等多途径加快创面的愈合， 实现创面组织的再生修复［8］。 王洪生［9］通过给予 102 例 Wagner 3 ～ 5级糖尿病足患者应用 MEBT/MEBO 治疗发现，MEBT/MEBO 可有效促进糖尿病足创面的愈合， 降低截肢率， 提高患者生存质量。 Horng HC 等［10］的研究发现， 糖尿病性溃疡创面的愈合与血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor， VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子 (basic fibroblast growth factor， bFGF)、 缺氧诱导因子-1 (hypoxia-inducible transcription factor-1， HIF-1)、 内皮型一氧化氮合酶 (endothelial nitric oxide synthase， eNOS)、 表皮生长因子 (epidermal growth factor， EGF) 及表皮生长因子受体 (epidermal growth factor receptor，EGFR) 等介导的创面组织新生密切相关。 而多项研究显示， MEBT/MEBO 可通过多条信号通路调控EGF、 VEGF、 EGFR 以及 eNOS 的表达而加速血管内皮细胞、 成纤维细胞、 上皮细胞的增殖分化和迁移， 促进糖尿病性溃疡的愈合。

1.1 MEBT/MEBO 在PI3K/Akt 信号通路中的调节作用

磷脂肌醇 3-激酶 (phosphninositide3-kinase，PI3K) 是细胞内蛋白激酶的一种， 与细胞的增殖分化、 葡萄糖分子的转运等密切相关。 如， PI3K 下游的靶分子磷脂酰肌醇-3， 4， 5-三磷酸酯可通过募集并调节蛋白激酶B (protein kinase B， Akt) 等多种效应因子， 控制血管新生相关蛋白质的合成、 细胞的增殖和迁移等［11］。 相关研究资料显示， Akt 被激活后能够诱导HIF-1 的表达， 进而活化信号分子葡萄糖转运蛋白-1 和VEGF 而调节成纤维细胞的增殖及血管的生成［12］， 激活内皮祖细胞的关键动员因子基质金属蛋白激酶 (matrix metalloproteinases，MMPs) 的表达而促进内皮祖细胞向创面部位的迁移以及向内皮细胞的转化， 参与血管的形成。Duscher D 等［13］的研究也证实， HIF-1 缺失可导致血管生成减少， 糖尿病性溃疡创面愈合延迟。 而陈端凯等［14］通过采用MEBT/MEBO 治疗慢性难愈合创面发现， MEBT/MEBO 可显著提高 p-Akt、MMP-2 及MMP-9 的表达水平而加快创面的愈合。Bhattacharya D 等［15－16］的研究显示， VEGF 与其受体-2 结合后可通过正反馈调节PI3K/Akt 信号通路，进一步促进Akt 的活化而参与调控血管内皮细胞的增殖以及创面血管的新生。 葛斌等［17－18］的研究证实， MEBT/MEBO 可通过上调 VEGF 及 VEGFR-2的表达水平， 促进血管内皮细胞的增殖、 迁移及创面血管的新生而加快糖尿病性溃疡创面的愈合。

有研究资料显示， 同源性磷酸酶张力蛋白(phosphate and tension homology deleted on chrom-some ten， PTEN) 可通过作用于PI3K 的下游靶分子磷脂酰肌醇-3， 4， 5-三磷酸酯而抑制 PI3K/Akt信号通路的传导， 下调PTEN 的表达可逆向调节PI3K/Akt 信号通路， 诱导 VEGF 等细胞因子的表达而调控血管的新生， 促进糖尿病性溃疡创面的愈合［19］。 唐乾利等［20］的研究发现， MEBT/MEBO 可通过上调 p-Akt、 HIF-1、 EGFR 及 VEGF 的表达以及下调PTEN 的表达而加快糖尿病性溃疡创面的愈合。 Manning BD 等［21－22］的研究发现， 胰岛素样生长因子-1 (insulin-like growth factor 1， IGF-1) 及其受体可通过激活PI3K/Akt、 ERK1/2 等信号通路，诱导VEGF 的表达、 上调内皮祖细胞的功能而参与调节新生血管的形成。 李利青等［23］的研究发现，MEBT/MEBO 治疗后的糖尿病性溃疡创面组织中PI3K、 p-Akt 及 eNOS 的表达水平显著升高， IGF-1的表达水平在创面形成初期升高， 而随着创面愈合逐渐下降。 可见， MEBT/MEBO 可能能够通过上调PI3K、 p-Akt、 eNOS 及 IGF-1 的表达， 下调 PTEN的表达， 激活 PI3K/Akt 信号通路， 诱导 VEGF 的表达， 促进上皮细胞和血管内皮细胞的增殖、 迁移及创面血管的新生而加快糖尿病性溃疡创面的愈合。

1.2 MEBT/MEBO 在MAPK 信号通路中的调节作用

丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase， MAPK) 作为丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员之一， 可通过激活胞外信号调节激酶1/2 (extracellular signal-regulated kinase 1/2， ERK1/2) 和p38 信号通路， 增强细胞信息传递而达到促进受损皮肤组织愈合的作用［24］。 Chiu WC 等［25］的研究显示， 活化后的ERK1/2 可转移至胞核中， 通过调节信号通路下游的c-myc 和Akt， 促进创面成纤维细胞、 血管内皮细胞以及上皮细胞的增殖； p38 MAPK 信号传导通路被激活后， 可通过改善血管通透性、 增强血管内皮细胞的增殖迁移以及诱导VEGF 的表达参与血管的新生。 唐乾利等［26－27］的研究发现， MEBT/MEBO 治疗后的糖尿病足创面组织内 MAPKK6、 ERK1/2、 p38、 Akt、 c-myc 的表达升高。 可见， MEBT/MEBO 可能能够通过激活MAPK 的级联反应， 增强 ERK1/2、 p38 等多条信号通路的信号传导， 增加c-myc、 Akt 等信号分子的表达， 诱导成纤维细胞、 血管内皮细胞及上皮细胞的增殖、 迁移而促进糖尿病性溃疡创面的愈合。

1.3 MEBT/MEBO 在 Wnt/β-catenin 信号通路和TGF-β1/Smad 信号通路中的调节作用

β-链蛋白 (β-catenin) 作为 Wnt/β-catenin 信号通路中关键的下游信号分子去磷酸化后， 可在体外通过调节转化生长因子 β (transforming growth factor-β， TGF-β) 的表达而诱导成纤维细胞的增殖与分化［28］， 可通过上调MMP 的表达而促进血管内皮细胞的生长、 黏附和迁移， 进而刺激血管的重构［29］。 Qi W 等［30－31］的研究发现， Wnt 信号受到抑制时会影响糖尿病小鼠创面的愈合。 TGF-β1 可通过 TGF-β1/Smad 通路和 Wnt/β-catenin 通路之间的相互调节共同作用于成纤维细胞和血管内皮细胞而影响创面的愈合［32］。 Zeniya M 等［33］的研究显示，TGF-β1 作为一种化学趋化因子， 若在创面修复过程中表达下降， 会影响创面局部的血管新生， 使肉芽组织增生受限， 创面修复受阻。 而冯波等［5］的研究证实， MEBT/MEBO 治疗后的糖尿病性溃疡大鼠创面组织中 TGF-β1、 Smad3、 P-Smad3 及 β-catenin的表达水平均明显升高。 可见， MEBT/MEBO 可能能够通过激活 TGF-β1/Smad 和 Wnt/β-catenin 信号通路， 诱导成纤维细胞和血管内皮细胞的增殖、 分化和迁移， 为创面肉芽组织新生提供基础条件， 从而促进糖尿病性溃疡创面的愈合。

1.4 MEBT/MEBO 在NF-κB 信号通路中的调节作用

糖尿病患者机体内的还原糖、 蛋白质及脂质在持续高糖刺激下可相互作用产生大量晚期糖基化终末产物 (advancd glycasylation end products， AGEs)并蓄积于皮肤组织， 进而降低VEGF 的表达水平、诱导成纤维细胞的凋亡， 促进糖尿病性溃疡的发生及发展［34］。 糖尿病性溃疡患者在持续高糖刺激下可促使细胞间黏附分子-1 (intercellular adhesion molecule 1， ICAM-1)、 血管细胞黏附分子-1 (vascular cell adhesion molecule 1， VCAM-1) 的表达水平升高而增强炎症反应、 抑制血管的新生［35－36］。另外有研究显示， 糖尿病性溃疡患者内皮细胞中AGEs 的积累以及AGEs 与其受体结合会激活核转录因子-κB (nuclear factor κB， NF-κB) 信号通路而上调 ICAM-1、 VCAM-1 的表达， 下调 VEGF 的表达， 进而抑制创面血管的新生［37］； 增加炎症因子的表达而导致糖尿病性溃疡创面的持续损伤； 促使活性氧簇的产生而降低HIF-1 的活性、 上调PTEN的表达、 下调EGFR 的表达， 进而影响 VEGF 的产生而使创面血管新生受阻， 影响创面的愈合［38］。李杰辉等［39］的研究显示， MEBT/MEBO 治疗后的糖尿病性溃疡创面组织中 AGEs、 NF-κB、 ICAM-1、VCAM-1、 RAGE 的表达水平均明显下降， 且创面肉芽组织生长旺盛、 新生血管丰富、 成纤维细胞数量明显增多。 可见， MEBT/MEBO 可能能够通过调节 NF-κB 信 号 通 路 的 活 化 程 度， 下 调 AGEs、RAGE、 NF-κB、 ICAM-1 和 VCAM-1 的表达而加快糖尿病性溃疡创面的愈合。

1.5 MEBT/MEBO 在 PI3K/Akt/mTOR 信号通路中的调节作用

相关研究显示， 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(the mammalianta target of rapamycin， mTOR) 是Akt 重要的下游靶点， PI3K 介导的 Thr308 和Ser473 位点可快速磷酸化激活 Akt， 进而活化mTOR 而参与细胞的生存和代谢过程； PI3K/Akt/mTOR 信号通路可通过自噬影响血管的生成、 成纤维细胞的迁移和上皮间质的转化而参与创面的修复［40－41］。 Zheng A 等［42］的研究发现， MEBT/MEBO治疗后的创面组织中自噬体变小或消失最为明显，而mTOR 信号通路中PI3K、 Akt 和mTOR 的表达水平相对较低。 可见， MEBT/MEBO 可能能够通过抑制 PI3K/Akt/mTOR 信号通路的自噬作用以及PI3K、 Akt 和 mTOR 的表达， 促进创面血管内皮细胞及成纤维细胞的增殖， 参与糖尿病性溃疡创面的修复。

2 小结

目前， MEBT/MEBO 促进糖尿病性溃疡创面愈合的疗效已得到肯定， 但具体作用机制尚不完全明确， 仅在分子生物学层面的研究已有初步进展， 发现MEBT/MEBO 可能是通过 PI3K/Akt 信号通路、MAPK 信号通路、 Wnt/β-catenin 信号通路、 TGF-β1/Smad 信号通路、 NF-κB 信号通路和 PI3K/Akt/mTOR 信号通路调节 VEGF、 EGF、 HIF-1、 eNOS等多种细胞因子的表达而影响内皮祖细胞、 成纤维细胞、 上皮细胞的增殖、 迁移， 促进血管及肉芽组织的新生， 参与创面愈合的调控。