脂多糖与成纤维细胞在创面修复中的作用机制研究进展

田馨如 唐乾利

随着社会经济的不断发展以及居民疾病谱的不断改变， 因外伤以及截瘫、 糖尿病等慢性疾病造成的压疮、 糖尿病足等皮肤损伤患者逐年增多［1］， 且由于皮肤损伤的病因和严重程度不同， 如若治疗不当可导致创面迁延不愈［2－3］， 甚至引发严重感染而危及患者生命安全［4］。 创面愈合涉及局部组织再生、 修复、 重建等一系列病理生理过程， 其本质是机体对各种有害因素引起的组织细胞损伤的固有防御性和适应性反应［5－6］。 成纤维细胞是机体组织修复阶段的主要细胞， 可通过活化、 迁移、 增殖参与创面的修复， 促进肉芽组织的生成和创面的愈合［7－9］。 革兰氏阴性菌是导致创面感染的常见微生物， 而脂多糖是革兰氏阴性菌细胞壁外壁的主要成分之一， 其可通过释放内毒素而影响创面的愈合。且诸多研究发现， 低浓度脂多糖可通过促进成纤维细胞增殖而促进创面愈合， 而高浓度脂多糖除可造成成纤维细胞异常分泌合成细胞外基质蛋白导致增生性瘢痕形成外， 还可抑制成纤维细胞的正常增殖而影响创面愈合［10－13］。 本文主要对近年来脂多糖与成纤维细胞在创面修复中的作用机制予以综述，以期为创面治疗提供新的思路。

1 成纤维细胞在创面修复中的作用

皮肤是人体最大的器官， 具有防御外界刺激、分泌汗液及油脂、 调节体温和感受外界刺激等作用［14－16］。 创面愈合作为机体的一种防御性反应，由成纤维细胞、 上皮细胞等多种细胞以及血管内皮生长因子、 成纤维细胞生长因子等多种生长因子共同参与完成［17］。 有研究认为， 创面愈合过程分为凝血期、 炎症期、 修复期3 个时期［18］， 其中凝血期创面周围小血管、 毛细血管等反应性收缩使局部血流减少， 触发内外源性凝血过程， 导致血小板释放的血小板衍化生长因子增多并与成纤维细胞膜表面受体结合， 促使成纤维细胞增殖； 炎症期白细胞释放血管活性物质使局部血管扩张［19］、 病原微生物感染或残存坏死组织刺激均可导致创面发生炎症反应［20－21］， 巨噬细胞在清除病原体、 吞噬坏死组织碎片的同时刺激成纤维细胞增殖、 分化， 并分泌大量细胞外基质及生长因子， 促进胶原蛋白合成［22］； 修复期成纤维细胞向终末表型肌成纤维细胞转化， 胞内肌动蛋白骨架按张力方向排列， 共同参与创面收缩［23－24］。

成纤维细胞参与了创面愈合的全过程， 其数量及功能均可影响创面的愈合进程。 研究显示， 成纤维细胞的数量在正常组织中保持恒定， 通过迁移、增殖和分化保持组织器官稳态， 而皮肤损伤后， 成纤维细胞在炎症反应刺激下异常增殖的同时， 还可分泌胶原蛋白等细胞外基质成分， 为创面修复创造有利条件［25］。 另有研究指出， 皮肤再生过程中成纤维细胞以自分泌或旁分泌方式参与多种因子的表达， 并与角质形成细胞、 内皮细胞、 巨噬细胞等共同促进创面的愈合［26］。 此外， 成纤维细胞作为未完全分化的瘢痕形成的主要效应细胞， 可随不同环境产生异质性， 形成不同表型， 而肌成纤维细胞这一具有特殊收缩功能的细胞表型， 可在创面愈合过程中干预结缔组织的形成和重塑而影响瘢痕形成。如在炎症持续刺激下， 成纤维细胞的生物学特性和增殖能力发生变化［27］， 可造成其自身过度增殖而使胶原纤维增厚， 进而形成增生性瘢痕［28－30］。

2 脂多糖在创面修复中的作用

革兰氏阴性菌是感染性创面常见的病原菌， 而脂多糖是构成革兰氏阴性菌细胞壁外壁的主要成分之一， 除自身的生物活性、 毒性及免疫性可影响创面愈合及瘢痕形成外， 其诱导的炎症反应对创面修复也具有重要影响， 如其自身含有的毒性物质脂质A 可导致促炎因子释放及炎症细胞活性增加， 继而合成和释放多种炎症因子， 激发全身炎症反应［31－34］， 且脂多糖诱导巨噬细胞释放的炎症因子所造成的级联反应对组织细胞的损伤程度远超其自身毒性对机体的影响［35－36］。

3 脂多糖与成纤维细胞在创面修复中的协同作用

3.1 低浓度脂多糖对成纤维细胞的影响

正常情况下， 皮肤组织内成纤维细胞轮廓清晰， 内含丰富粗面内质网、 适量溶酶体， 蛋白质合成分泌功能活跃。 相关研究证实， 低浓度脂多糖可刺激成纤维细胞增殖、 分化， 使原有扁平内质网肿胀、 溶酶体萎缩； 同时， 成纤维细胞的有丝分裂使纤维化相关因子呈高表达状态， 促使大量胶原纤维和基质成分合成分泌， 并与新生毛细血管及炎症细胞共同构成肉芽组织填补缺损组织， 为表皮细胞的覆盖创造条件， 从而达到修复创面的目的［37］； 此外， 脂多糖可介导核因子⁃κB 通路中白细胞介素⁃6、细胞间黏附分子⁃1 等多种因子的表达［38－39］， 激活成纤维细胞β⁃连环蛋白／环氧化酶⁃2 炎症途径， 促使体内分泌高水平的转化生长因子⁃β， 进而加速创面愈合［40］。 即， 低浓度脂多糖不仅能够直接促进成纤维细胞增殖、 改变成纤维细胞生物学特性而促进创面修复进程， 而且还能够促进胶原蛋白合成，介导相关炎症信号转导通路， 释放炎症因子， 进而促进肉芽组织生成， 间接加速创面愈合。

3.2 高浓度脂多糖对成纤维细胞的影响

感染性创面中， 革兰氏阴性菌的聚集造成脂多糖维持在高浓度状态， 而高浓度的脂多糖可导致创面迁延不愈。 万立等［28］的研究显示， 高浓度脂多糖对成纤维细胞的增殖作用降低， 甚至出现抑制效应， 且其抑制效果随浓度升高而增强。 石珊等［12］的研究显示， 高浓度脂多糖还可促使成纤维细胞中的Ⅰ、 Ⅲ型胶原蛋白及α⁃平滑肌肌动蛋白表达水平升高， 细胞外基质蛋白过度合成、 分泌及沉积，诱导正常成纤维细胞向增生性瘢痕成纤维细胞转化， 促使愈合创面瘢痕化。 另外， 覃雅庆等［41］的研究指出， 脂多糖浓度过高， 其毒性还可抑制成纤维细胞DNA 合成， 使成纤维细胞的正常功能受损，进而导致创面愈合过程受阻。

4 小结与展望

革兰氏阴性菌是感染性创面的主要致病菌， 脂多糖作为构成革兰氏阴性菌细胞壁外壁的主要成分之一， 具有极强的生物活性， 且低浓度脂多糖可刺激成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成， 促进创面修复； 而高浓度脂多糖可抑制创面愈合， 导致创面迁延不愈。 脂多糖对创面的双向作用虽不断被证实，但其促进成纤维细胞增殖和瘢痕形成的作用机制以及浓度把控仍需进一步深入研究验证。 此外， 脂多糖具有如此活跃的生物活性， 是否可考虑将低浓度脂多糖应用于创面的治疗， 以达到促进创面愈合的目的仍需深入研究探讨。