病理性瘢痕成纤维细胞的研究进展

关键词： 病理性瘢痕 成纤维细胞 

　　摘要成纤维细胞是瘢痕形成的效应细胞，瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕成纤维细胞存着广泛的异质性。成纤维细胞胶原合成增加、降解减少导致病理性瘢痕中胶原过度积聚。成纤维细胞的增殖异常是病理性瘢痕过度增生和持续存在的主要原因。成纤维细胞对细胞因子等因素反应性有明显异常。肥厚性瘢痕的收缩和成纤维细胞的异质性有直接关系。

　　关键词：瘢痕疙瘩肥厚性瘢痕成纤维细胞

　　瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕是真皮损伤后组织异常修复的结果。因有别于正常伤口愈合所形成的瘢痕，被称为病理性瘢痕。临床上，肥厚性瘢痕不超过原损伤范围，且有自行消退的趋势；瘢痕疙瘩则超原损伤范围，难以消退。然而，由于瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕无论在临床或组织病上都有一定相似性，有时也难以截然区分。二者的发病机理尚不清楚，组织学上以纤维细胞的过度增生和细胞外基质的过度聚集为特征。成纤维细胞是瘢痕形成的效应细胞，是研究的重点所在。现就病理性瘢痕中成纤维细胞的研究现状作一综述。
　　一、成纤维细胞的细胞外基质代谢异常
　　细胞外基质包括胶原和纤维粘连蛋白（ fN），氨基聚糖等成份。在正常情况下，细胞外基质的合成和分解的动态平衡维持着细胞外基质的相对稳定。研究发现，病理性瘢痕中成纤维细胞外基质存在明显的合成增加和降解不足。
　　（一）胶原的合成分解：胶原是细胞外基质的主要成份。肥厚性瘢痕组织内Ⅰ、Ⅲ型胶原 mRNA表达增强，染色部位主要位于真皮浅层的纤维结节[1]。瘢痕疙瘩成纤维细胞所产生的Ⅰ/Ⅲ型胶原的比率显著高于肥厚性瘢痕和正常皮肤成纤维细胞，升高程度与Ⅰ型（α1）前胶原 mRNA的表达水平相当。正常情况下，至少有转录前和转录后两种机制调节成纤维细胞Ⅰ型胶原合成，在肥厚性瘢痕，只有转录后机制能减少Ⅰ型前胶原 mRNA的表达增加，而在瘢痕疙瘩，转录前、后皆无有效的机制下调Ⅰ型胶原的合成，这可能是瘢痕疙瘩难以自行消退的原因之一[2]。瘢痕组织内部不同区域的成纤维细胞胶原合成能力也有差别，胶原合成增加的成纤维细胞主要位于肥厚性瘢痕边缘区域，而瘢痕组织中央的成纤维细胞胶原水平正常[3]。
　　胶原降解减少是胶原过度聚集的另一主要原因。体外细胞培养证实，肥厚性瘢痕成纤维细胞胶原酶活性较正常成纤维细胞明显降低，胶原酶 mRNA达也减少[4]。在肥厚性瘢痕不同区域的成纤维细胞胶原酶 mRNA下降水平也不尽相同，瘢痕组织中央部分者下降25%，边缘部分下降45%，外周围部分仅下降84%，这是否也说明随着瘢痕的成熟，成纤维细胞胶原酶的表达也在逐渐恢复正常？对瘢痕疙瘩成纤维细胞研究发现，瘢痕疙瘩成纤维细胞对胶原明胶的降解作用明显减弱，而且可能是瘢痕疙瘩成纤维细胞具有高尿激酶纤溶酶原有激活因子（ uPA）和低纤溶酶原激活抑制因子-1（ pAI-1）的结果[5]。
　　（二） fN及氨基聚糖：瘢痕疙瘩的细胞外基质成份的过度聚集，其中有一种成份为 fN。从蛋白质和基因水平上皆证实了瘢痕疙瘩成纤维细胞的 fN产生量显著高于正常真皮成纤维细胞。 sible等人瘢痕疙瘩成纤维细胞核中提取出一种蛋白，该蛋白能和人 fN启动子形成一种特异的复合体，而正常皮肤和正常瘢痕无此现象，该复合体的形成和 fN的基因过度表达有关[6]。氨基聚糖是细胞外基质的另一重要组成成份，据推测其可能对定位细胞因子（如 tGF-β）有一定作用。瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕组织氨基聚糖含量皆高于正常皮肤。透明质酸是广泛存在于细胞表面的氨基聚糖，研究发现瘢痕疙瘩组织中透明质酸含量及瘢痕疙瘩成纤维细胞透明质酸的产生量皆显著高于正常对照，但瘢痕疙瘩成纤维细胞透明质酸受体的密度与正常比无明显的区别，说明透明质酸的增加并非是由于受体介导的降解减少，而是由于成纤维细胞合成增加所致[7]。
　　二、成纤维细胞与细胞因子
　　细胞因子对成纤维细胞的功能有着广泛的影响，可能在病理性瘢痕的形成中起着重要作用，是近年研究的热点之一。
　　（一）转化生长因子-β（ tGF-β）： tGF-β是和组织纤维化关系最密切的细胞因子之一。在肥厚性瘢痕组织中，成纤维细胞Ⅰ、Ⅲ型前胶原 mRNA表达增强的同时， tGF-β mRNA阳性的成纤维细胞明显增加，而正常对照成纤维细胞 mRNA及蛋白表达皆阴性。说明肥厚性瘢痕成纤维细胞产生和表达Ⅰ、Ⅲ型胶原 mRNA，可能受 tGF-β的旁分泌和自分泌途径的调节。 schmid等用免疫组化和原位杂交的方法检测了 tGF-βⅠ、Ⅱ型受体在正常皮肤、肥厚性瘢痕及伤口愈合各阶段组织中的表达情况，发现在正常皮肤仅少数真皮成纤维细胞有表达，伤口愈合形成的肉芽组织成纤维细胞可见强表达，在手术切口正常愈合的肉芽组织成纤维细胞中表达稍弱，但在伤后形成的肥厚性瘢痕成纤维细胞胞仍有高强度的表达。此结果说明，伤口愈合过程中有一群对 tGF-β敏感的成纤维细胞在伤口部位的聚集，肥厚性瘢痕的形成和在肉芽组织期成纤维细胞 tGF-βⅠ、Ⅱ型受体过度表达未能正常消退，而是持续表达有关[8]。
　　（二）胰岛素样生长因子-1（1GF-1）： iGF-1是强效成纤维细胞有丝分裂源，并能减少胶原酶 mRNA的表达，增加Ⅰ、Ⅲ型胶原 mRNA的表达。研究发现肥厚性瘢痕组织 iGF-1的表达较正常真皮高出77.5%， iGF-1处理的肥厚性瘢痕成纤维细胞的胶原酶 mRNA及其活性明显减弱，由此说明 iGF-1对胶原酶和其活性的诱导抑制可能是 iGF-1促进肥厚性瘢痕增生的机制之一[9]。
　　（三）结缔组织生长因子（ cTCF）： cTCF是由成纤维细胞产生的多肽类细胞因子，呈现血小板衍生的生长因子样活性。 cTGF被认为在创伤修复期组织再生中起着重要的作用。利用原位杂交的方法研究发现， cTGF mRNA在瘢痕疙瘩组织的成纤维细胞呈弥漫性表达，特别是在边缘扩展生长区，而肥厚性瘢痕组织中纤维损害区仅有部分阳性信号[10]。
　　（四）血小板衍生的生长因子（ pDGF）： pDGF通过对成纤维细胞的促分裂增殖、趋化及刺激纤维粘连蛋白合成等作用参与创伤修复，对胶原合成、分解也有一定的调节作用。研究发现 pDGF对瘢痕疙瘩成纤维细胞的趋化性、促分裂反应皆高于正常人皮肤成纤维细胞。瘢痕疙瘩成纤维细胞 pDGF受体水平高出正常者4～5倍，瘢痕疙瘩成纤维细胞对 pDGF的高反应性可能是 pDGF受体水平升高所介导[11]。
　　（五）干扰素（ iNF）：据报道 iNF能抑制成纤维细胞增生和胶原合成。临床研究发现， iNF-γ对肥厚性瘢痕有作用，表现在能减轻症状，使病变体积变小。免疫荧光检查及体外细胞培养皆发现，干扰素-γ能使肥厚性瘢痕肌成纤维细胞的α平滑肌肌动蛋白的表达减弱，但此研究究尚缺少必要的对照[12]。
　　三、成纤维细胞对其它因素的反应性
　　myles等观察了佛波醇（ pMA）对瘢痕疙瘩成纤维细胞的生长调节作用，发现 pMA对瘢痕疙瘩成纤维细胞的生长抑制作用减弱。 pMA是蛋白激酶 c的抑制剂，说明蛋白激酶 c同功酶或其它 pMA结合分子的表达变化可能和瘢痕疙瘩成纤维细胞的生长调节异常有关[13]。 zhou等研究发现 pGE1能明显增加肥厚性瘢痕成纤维细胞培养上清中Ⅰ型胶原酶和 iL-8的水平，说明 pGE1能通过增加Ⅰ型胶原酶的活性，预防肥厚性瘢痕的形成[14]。组胺能增加瘢痕疙瘩成纤维细胞Ⅰ型胶原羧基末端多肽（ pICP）的产生，说明组胺在瘢痕疙瘩的发生中可能起一定作用。抗过敏药物肉桂氨茴酸（ tranilast,N-3,4-dimethoxycinnamoyl）,能较正常成纤维细胞更明显的抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞胶原合成[15]。
　　四、成纤维细胞的收缩特性与肌成纤维细胞
　　肥厚性瘢痕和瘢痕疙瘩的临床区别之一是肥厚性瘢痕有激惹性瘢痕收缩现象，而瘢痕疙瘩则无。成纤维细胞的收缩是瘢痕收缩的基础。 younai等利用胶原凝胶网结缔组织模型，分析了病理性瘢痕成纤维细胞的收缩能力，并利用免疫荧光和透射电镜分析了结缔组织模型的收缩机制，结果显示，和正常皮肤成纤维细胞相比，来源于肥厚性瘢痕的成纤维细胞在结缔组织模型中具有更强的收缩能力和较短的的延迟相，但瘢痕疙瘩成纤维细胞的基础收缩能力和正常皮肤成纤维细胞相当[16]。组织学上，只有肥厚性瘢痕结节含有肌成纤维细胞，所以肌成纤维细胞被认为与肥厚性瘢痕的收缩有密切联系。肌成纤维细胞的超微结构行征介于成纤维细胞与平滑肌细胞之间，免疫组化及免疫电镜显著其表达α平滑肌肌动蛋白（α-SMA）。而在体外培养的成纤维细胞，肥厚性瘢痕和瘢痕疙瘩表达相似量的α平滑肌肌动蛋白，说明这种蛋白的表达是受体内微环境的影响[17]。
　　综上所述，瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕成纤维细胞存在着广泛的异质性，成纤维细胞胶原合成增加、降解减少导致病理性瘢痕中胶原过度聚集，成纤维细胞的异常增殖是病理性瘢痕过度增生和持续存在的主要原因。成纤维细胞对细胞因子等因素反应性有明显异常，肥厚性瘢痕的收缩性和成纤维细胞的明显异常，肥厚性瘢痕的收缩性和成纤维细胞的异质性有直接关系。病理性瘢痕成纤维细胞异质性的根本原因还有待研究，对病理性瘢痕成纤维细胞生物学特性的进一步深入研究，不但有助于明了病理性瘢痕的发病机理，还为该病的临床治疗提供了一定的实验依据。

　
　　1. Zhang K et al. J Invest Dermatol,1995;104(5):750-754
　　2. Friedman DW et al. J Surg Res ,1993;55(2):214-222
　　3. Arakawa M .Br J Dermatol,1996;134(5):863-868
　　4. Ghahary A et al. J Invest Dermatol,1996;106(3):476-481
　　5. Tuan TL et al. J Invest Dermatol,1996;106(5):1007-1011
　　6. Sible JC et al. Gene Expr,1996;5(6):269-283
　　7. Alaish SM et al. J Pediatr Surg ,1995;30(7):949-952
　　8. Schmid P et al. Am J Pathol,1998;152(2):485-493
　　9. Ghahary A et al. Mol Cell Biochem,1995;148(1):25-32
　　10. Igarashi A et al .J Invest Dermatol ,1996;106(4):729-733
　　11. Haisa M et al. J Invest Dermatol,1994;103(4):560-563
　　12. Pittet B et al. Plast Reconstr surg,1994;93(6):1224-1235
　　13. Myles ME et al. J Biol Chem .1992;267(13):9014-9020
　　14. Zhou LJ et al. J Dermatol Sci,1997;14(3):217-224
　　15. Yamada H et al. J Dermatol Sci,1995;9(1):45-47
　　16. Younai S et al. Ann Plast Surg,1996;36(5):495-501
　　17. Ehrlich HP et al. Ann J Pathol,1994;145(1):105-113