陶茂灿　李园园　杨晓红　曹毅　罗宏宾　邱础

・综述・

TGF-β1 Shh与瘢痕相关性研究进展

陶茂灿李园园杨晓红曹毅罗宏宾邱础

病理性瘢痕包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩两种，是皮肤对创伤、炎症或自发的一种过度的皮肤纤维性疾病［1］，是皮肤组织创伤修复的必然产物。其发生机制主要与成纤维细胞的大量增殖和细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的异常代谢有关［2，3］。而具体的病因及调控机制至今尚不明确，大多学者认为其与多种细胞和细胞因子的相互作用及调控有关。其中转化生长因子-β1（TGF-β1）为研究热点，是目前已明确的与瘢痕形成关系最密切、最具代表性的细胞因子。近年亦出现了皮肤创伤修复过程中相关信号通路激活的研究，如Shh信号通路。现将近几年国内外TGF-β1、Shh与瘢痕形成的相关研究概述如下。

1　TGF-β1与瘢痕增生

TGF-β1是具有调节细胞生长、分化的一类多功能细胞因子，在创伤愈合、胚胎发育、细胞外基质形成、骨的重建、免疫调节等过程中发挥重要作用［4］。在创伤修复过程中，其一方面刺激胶原纤维的合成，趋化炎性细胞，促进免疫应答，另一方面，又促进创面肉芽组织增生、发红，高出皮肤，形成经久不退的瘢痕［5］。Cowin等［6］研究认为，在损伤成人皮肤中TGF-β1表达明显增高，但在胎儿损伤皮肤中TGF-β1表达并无上调，甚至检测不到TGF-β1蛋白；然而加入外源性TGF-β1时可观察到胎儿损伤皮肤的瘢痕愈合。邱林等［7］实验提示胎儿期无瘢痕愈合与缺乏TGF-β1表达有密切关系，儿童青少年阶段增生性瘢痕发生率较高可能与创面愈合过程中局部的TGF-β1表达明显增高有关。Wang等［8］报道采用逆转录聚合酶链式反应技术观察到TGF-β1在瘢痕组织中的表达为正常皮肤组织的5倍，且组织层愈深，染色愈强。国内研究证实［9～11］TGF-β1在瘢痕组织中，尤其是增生性瘢痕中高表达，而在正常皮肤中无表达。

2　TGF-β1刺激瘢痕增生的机制

TGF-β1其作用几乎影响到创面愈合和瘢痕形成过程中的所有阶段，其作用机制可能是由于TGF-β1作用于成纤维细胞膜的TGF-β1受体，介导其下游信号，促成纤维细胞增殖，并刺激细胞外基质中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原表达增高，扰乱了胶原合成与降解平衡，抑制细胞外基质的降解，引起细胞外基质过度沉积，从而导致病理性瘢痕的产生。在体外实验中［12］，在瘢痕疙瘩和正常皮肤成纤维细胞培养中加入TGF-β1可促进成纤维细胞DNA合成、胶原合成等。邱林等［7］认为TGF-β1不仅能够促成纤维细胞的增殖，还通过增加Ⅰ、Ⅲ胶原基因的表达促进胶原的合成，其中以刺激Ⅰ型胶原的合成与成熟为主，导致增生性瘢痕的形成及挛缩。罗伟等［13］观察到TGF-β1可促进细胞外基质效应细胞增殖与聚集，并直接刺激产生胶原组织，纤维粘连蛋白以及基质粘多糖蛋白，抑制细胞外基质的降解。蔡泽浩等［14］研究显示通过阻断伤口内皮细胞的TGF-β的转导，可以有效抑制伤口内TGF-β1合成，从而抑制瘢痕的形成，同Younai等［15］观察到瘢痕疙瘩中加入TGF-β抗体能抑制瘢痕形成一致。

3　TGF-β1的信号转导

TGF-β1强烈刺激瘢痕增生，在病理性瘢痕组织中其信号转导途径处于活跃状态。TGF-β1需要通过作用于靶细胞的TGF-β受体才能发挥其生物学效应。首先是TGFβRⅡ能识别到TGFβ并与之结合，然后将其提呈给TGFβRⅠ，TGFβRⅠ激活后才能启动胞质的信号转导途径。国内康深松等［16］、吕大伦等［17］实验表明病理性瘢痕组织中TGF-β1高表达的同时，TGFβRⅠ、TGFβRⅡ也高表达。Lawer S等［17］认为TGFβR具有丝氨酸/苏氨酸蛋白酶和PTK双重活性。而柳大烈等［19］实验发现TGF-β1未改变增生性瘢痕和非增生性瘢痕组织的PTK活性，提示TGF-β1的信号主要经活化TGF-β1丝氨酸/苏氨酸蛋白酶转导。研究证实，Smads 3在TGF-β1信号转导过程中起重要作用，活化的TGFβRⅠ将胞内信号中介子-Smad 蛋白家族中的Smad 3磷酸化，磷酸化的Smad 3与Smad 4结合形成复合物转入核内，作用并启动靶基因，激活转录Smad3磷酸化［20，21］。Leask A等［22］认为结缔组织生长因子是TGF-β1的下游介质，能够调节细胞外基质基因的表达。耿祎楠等［23］推测病理性瘢痕的形成是TGF-β通路与Wnt/β-catenin 共同作用的结果。可能机制是TGF-β通过下游信号因子Smads实现对Wnt/β-catenin通路的上调，使聚集在胞质中的β-catenin转移入核，启动控制细胞增殖分化因子的转录和表达，进而使成纤维细胞中的胶原过度分泌，导致瘢痕形成。

4　Shh与皮肤修复

Shh是Hedgehog信号蛋白家族成员，是在动物胚胎发育过程中调节细胞间相互作用的重要信号通路之一［24］。研究表明，Shh信号通路在胚胎形成和组织修复过程中正常激活［25］。Shh信号途径有Shh、2个跨膜受体Patched（Ptc）和Smoothed（Smo）组成的受体复合物，以及下游转录因子Gli家族（Gli-1，Gli-2，Gli-3）等组成。最近Shh信号通路在皮肤疾病方面亦开展了一些研究，Shh信号通路促进表皮细胞增殖和表皮干细胞增殖分化，在皮肤组织稳态的维持发挥关键作用［26］。Shh信号激活促进“体外”和“原位”角质形成细胞的增殖，提示Shh信号参与调节组织修复［27］。研究发现Shh 信号相关分子在糖尿病晚期创伤修复中表达增加［28］。Le H等［29］发现Shh的特异性阻断剂cyclopamine可以明显延迟创面愈合时间，进一步研究发现经cyclopamine处理后创面的血管增生密度较正常减低，肉芽形成的高峰时间及创面的表皮覆盖的时间和厚度均受到损害。

5　TGF-β1与Shh的相互影响

在胚胎发育、毛发周期及癌症中，Shh信号通路与TGF-β家族二者参与了较多重叠过程。TGF-β1促进Shh信号途径分子Gli1、Gli2在成纤维细胞和角质形成细胞上的表达。Dennler S等［30］发现在正常表皮细胞和成纤维细胞中，TGF-β可以通过激活Smad信号系统快速上调，Gli-2的表达水平，而随着Gli-2的表达上调，Gli-1的表达亦随之上调。在皮肤过度表达TGF-β的转基因小鼠，通过Smad 3信号系统的激活，Gli-1和Gli-2的表达亦有明显升高。可见，在皮肤创伤修复过程中，TGF-β1与Shh信号相互调控。

综上所述，TGF-β1与病理性瘢痕形成密切相关，因此学者们推断，应用一些阻断TGF-β1信号转导或抑制其生物活性的物质，选择性作用于相关靶位，可能是更特异、更有效地抑制成纤维细胞增殖的手段，这将对病理性瘢痕的治疗及皮肤的创伤修复带来远大的发展前景。Shh信号通路可促进表皮细胞增殖，通过表皮细胞的增生来加速创面修复。并且TGF-β1和Shh两者之间相互调控，共同影响瘢痕形成。国内外学者目前研究多侧重点于TGF-β1促进瘢痕形成的作用机制，但是如何终止愈合过程或抑制瘢痕的过度的形成却知之甚少，故后者仍是我们今后研究的重点。

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浙江省自然科学基金（LY12H11012）；浙江省科技厅公益技术应用研究课题（2014C33124）

310006浙江中医药大学附属第一医院（陶茂灿 李园园 杨晓红 曹毅 罗宏宾）310053 浙江中医药大学第一临床医学院（邱础）