TNFα与病理性瘢痕中成纤维细胞胶原的关系
作者：雷涛
单位：
关键词：
雷涛综述 高建华审校雷涛综述 高建华审校
增生性瘢痕及瘢痕疙瘩是较常见的病理性瘢痕。其形成是由于创伤愈合过程中成纤维细胞合 成胶原能力增强，导致细胞外基质(ECM)增多和过度沉积，胶原为其主要成分。已发现多 种细胞因子在创伤愈合和瘢痕形成中具有重要作用,本文就TNFα与病理性瘢痕的研究进展 作一简要综述。
一、 TNFα及其受体与细胞信号传导
TNF分为 TNFα和TNFβ两种类型。TNFα又称恶病质素(Cachectin)，是由单核巨噬细胞产 生，TNFβ又称淋巴毒素(lymphotoxin)，由活化的淋巴细胞产生。人的活性形式TNFα是由3 个17KD分子组成的三聚体(45KD)，等电点为5.7。TNFα和TNFβ氨基酸序列具有36 %同源 性,其基因均编码于人的第6号染色体短臂上，TNFα与TNFβ竞争同一受体[1] 。TNFα的各种生物学作用通过两个不同的细胞表面受体传递信号,分别为TNFR1和 TN FR2，它们由胞外结构域、跨膜域及胞内结构域3部分组成，均属于TNF受体超家族成员,已发 现的有：TNF-RP、CD30、CD40、NGFR、TNFR1、TNFR2、FAS等12个[2]。TNFα的两 个受体可激活不同的信号传导途径。已知的TNFα生物活性主要由TNFR1介导。TNFα的信号 传导正逐步被阐明，主要通过以下几个方面的途径[3～5]：① TNFα与TNFR1结合 ，引起TNFR1三聚化，通过激活细胞膜上的中性鞘磷脂酶(nSMase) 水解鞘磷脂(SM)生成鞘磷 脂神经酰胺(CM)，以CM作为第二信使激活神经酰胺激活的蛋白激酶(CAPK)传导细胞 因子信号，然后以某种未明的机制，从Raf途径，部分通过激活有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)，部分通过转录因子NF-kB发挥作用。②TNFα与其受体的结合，通过 激活膜上磷脂 酰胆碱特异性磷脂酶(PC-PLC)水解 PC生成 DAG，以 DAG为第二信使，进而激活 PKC 或激活酸性型鞘磷脂酶(aSMase)水解SM生成CM，后者再激活NF-kB，使其迅速释放抑制亚 单位IkB，接着NF-kB异二聚体传位到细胞核内，在核内直接结合于特异的DNA序列上，通过 调控基因的表达而发挥作用。③其它途径，通过激活P21的激酶(PAK)及c-Jun N端激酶 (JNK)而发挥作用。已知TNF副作用包括：大量TNF的产生并进入血流，可引起全身性反应 。例如，TNF可作为内源性致热源引起发热；作用于单核细胞和血管内皮细胞，刺激IL-1和 IL-6的分泌；激活前凝血质的平衡 和血管内皮的抗凝物活性；抑制骨髓干细胞分裂；引起恶液质，非常高浓度的TNF还可引 起心脏血管的变化和代谢紊乱等。
, 百拇医药
二、TNFα对成纤维细胞增殖的影响及在病理性瘢痕中的表达
近年的研究表明，TNFα对不同组织的成纤维细胞作用具有组织特异性及浓度依赖性。TNF α低浓度可促进成纤维细胞增殖，高浓度则阻碍血清或其他细胞因子诱导成纤维细胞增殖。 Jack[6]报道TNFα对静止期及正常肺成纤维细胞具有促增殖作用；Rapala等[ 7]报道TNFα对小鼠及人肉芽组织成纤维细胞无明显促进增殖作用；Benedict等[8 ]以TNFα(浓度分别为20、200、2000 U/ml)作用于瘢痕疙瘩成纤维细胞，72 h后观察， 发现可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖(抑制率：20 U/ml，13 %；2000 U/ml，34%) ；对真皮组织成纤维细胞，TNFα则具有促进增殖作用，依赖于PDGF-AA分泌，同时降低了 PDGFβ受体表达。有人以低浓度TNFα0-10ng/ml作用于皮肤及增生性瘢痕成纤维细胞 ，发现有促进增殖作用。目前TNFα体外调节机制仍不十分清楚，分析上述现象，原因可能 为，不同培养条件下，成纤维细胞对TNFα的反应存在差异，细胞外基质可能影响TNFα 对成纤维细胞的作用[9]；成纤维细胞具有异质性，不同种类部位取材的成纤维细 胞，其表面受体、合成胶原潜力及对细胞因子反应存在差异[10]；TNFα表现出 对细胞的不同作用，可能与TNFα与受体结合后产生的不同作用有关，与TNFα的结合位点 及细胞与TNFα的亲和力无关[11]。 Castagnoli等[12]运用免疫组化方法 证实，同正常皮肤相比，增生性瘢痕组织中，TNFα阳性浸润细胞数比例明显降低(增生性 瘢痕组织8%，正常皮肤 35.4%)，是由于参与产生TNF的巨噬细胞或激活T细胞的功能 降低或存在TNF抑制因子，如TNF结合蛋白[13]。Peruccio等[14]运用反 转录PCR方法分析了增生性瘢痕组织中TNFαmRNA，认为由于生物合成的改变，使得TNFαmRN A水平处于较低状态。McCauly等[15]实验表明，黑人瘢痕疙瘩患者血清中TNFα 水平升高，认为是全身综合因素影响的结果。目前此方面报道仍不多见，却从不同侧面说明 TNFα与病理性瘢痕形成有关。
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三、TNFα对成纤维细胞胶原合成的影响
Fugger等[16]制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵，海绵内每日注射 TNFα，发现胶原合成下降，同时动物模型伤口渗液TNFα浓度明显高于非创伤小鼠血清的 水平，但小于0.1 ng 。Raplala[17]亦制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵 ，采用不同浓度TNFα注射入置入物(TNFα浓度 1，10，100ng/ml)，连续4天，4天或7天 后观察，发现TNFα抑制组织修复，胶原合成减少，14天或 21天后观察未发现有上述作 用，提示TNFα对胶原合成的影响有浓度和时间依赖性。TNFα作用于体外培养小鼠肉芽组织 成纤维细胞，3H-羟脯氨酸掺入量降低75%，最大限度降低Ⅰ /Ⅲ前胶原mRNA水平67%～77%； TNFα100 ng/ml，抑制体外培养人的肉芽组织成纤维细胞3H-羟脯氨酸产物约56%，但 仅抑制а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平，对а1(Ⅲ)前胶原mRNA水平无影响。Alain等[18 ]报道，TNFα处理正常皮肤成纤维细胞24 h后Ⅰ/Ⅲ前胶原mRNA水平降低，а1(Ⅲ)前 胶原mRNA水平受抑大于а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平。Jose等[19]用TNFα(0～1.2 n M)作用成纤维细胞发现存在剂量、时间-效应关系，1.2 nMTNFα作用于成纤维细胞24 h， 其胶原含量降低50 %，(6-3H)胸苷DNA掺入量实验未发现TNFα影响细胞增殖，选用, http://www.100md.com
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增生性瘢痕及瘢痕疙瘩是较常见的病理性瘢痕。其形成是由于创伤愈合过程中成纤维细胞合 成胶原能力增强，导致细胞外基质(ECM)增多和过度沉积，胶原为其主要成分。已发现多 种细胞因子在创伤愈合和瘢痕形成中具有重要作用,本文就TNFα与病理性瘢痕的研究进展 作一简要综述。
一、 TNFα及其受体与细胞信号传导
TNF分为 TNFα和TNFβ两种类型。TNFα又称恶病质素(Cachectin)，是由单核巨噬细胞产 生，TNFβ又称淋巴毒素(lymphotoxin)，由活化的淋巴细胞产生。人的活性形式TNFα是由3 个17KD分子组成的三聚体(45KD)，等电点为5.7。TNFα和TNFβ氨基酸序列具有36 %同源 性,其基因均编码于人的第6号染色体短臂上，TNFα与TNFβ竞争同一受体[1] 。TNFα的各种生物学作用通过两个不同的细胞表面受体传递信号,分别为TNFR1和 TN FR2，它们由胞外结构域、跨膜域及胞内结构域3部分组成，均属于TNF受体超家族成员,已发 现的有：TNF-RP、CD30、CD40、NGFR、TNFR1、TNFR2、FAS等12个[2]。TNFα的两 个受体可激活不同的信号传导途径。已知的TNFα生物活性主要由TNFR1介导。TNFα的信号 传导正逐步被阐明，主要通过以下几个方面的途径[3～5]：① TNFα与TNFR1结合 ，引起TNFR1三聚化，通过激活细胞膜上的中性鞘磷脂酶(nSMase) 水解鞘磷脂(SM)生成鞘磷 脂神经酰胺(CM)，以CM作为第二信使激活神经酰胺激活的蛋白激酶(CAPK)传导细胞 因子信号，然后以某种未明的机制，从Raf途径，部分通过激活有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)，部分通过转录因子NF-kB发挥作用。②TNFα与其受体的结合，通过 激活膜上磷脂 酰胆碱特异性磷脂酶(PC-PLC)水解 PC生成 DAG，以 DAG为第二信使，进而激活 PKC 或激活酸性型鞘磷脂酶(aSMase)水解SM生成CM，后者再激活NF-kB，使其迅速释放抑制亚 单位IkB，接着NF-kB异二聚体传位到细胞核内，在核内直接结合于特异的DNA序列上，通过 调控基因的表达而发挥作用。③其它途径，通过激活P21的激酶(PAK)及c-Jun N端激酶 (JNK)而发挥作用。已知TNF副作用包括：大量TNF的产生并进入血流，可引起全身性反应 。例如，TNF可作为内源性致热源引起发热；作用于单核细胞和血管内皮细胞，刺激IL-1和 IL-6的分泌；激活前凝血质的平衡 和血管内皮的抗凝物活性；抑制骨髓干细胞分裂；引起恶液质，非常高浓度的TNF还可引 起心脏血管的变化和代谢紊乱等。
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二、TNFα对成纤维细胞增殖的影响及在病理性瘢痕中的表达
近年的研究表明，TNFα对不同组织的成纤维细胞作用具有组织特异性及浓度依赖性。TNF α低浓度可促进成纤维细胞增殖，高浓度则阻碍血清或其他细胞因子诱导成纤维细胞增殖。 Jack[6]报道TNFα对静止期及正常肺成纤维细胞具有促增殖作用；Rapala等[ 7]报道TNFα对小鼠及人肉芽组织成纤维细胞无明显促进增殖作用；Benedict等[8 ]以TNFα(浓度分别为20、200、2000 U/ml)作用于瘢痕疙瘩成纤维细胞，72 h后观察， 发现可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖(抑制率：20 U/ml，13 %；2000 U/ml，34%) ；对真皮组织成纤维细胞，TNFα则具有促进增殖作用，依赖于PDGF-AA分泌，同时降低了 PDGFβ受体表达。有人以低浓度TNFα0-10ng/ml作用于皮肤及增生性瘢痕成纤维细胞 ，发现有促进增殖作用。目前TNFα体外调节机制仍不十分清楚，分析上述现象，原因可能 为，不同培养条件下，成纤维细胞对TNFα的反应存在差异，细胞外基质可能影响TNFα 对成纤维细胞的作用[9]；成纤维细胞具有异质性，不同种类部位取材的成纤维细 胞，其表面受体、合成胶原潜力及对细胞因子反应存在差异[10]；TNFα表现出 对细胞的不同作用，可能与TNFα与受体结合后产生的不同作用有关，与TNFα的结合位点 及细胞与TNFα的亲和力无关[11]。 Castagnoli等[12]运用免疫组化方法 证实，同正常皮肤相比，增生性瘢痕组织中，TNFα阳性浸润细胞数比例明显降低(增生性 瘢痕组织8%，正常皮肤 35.4%)，是由于参与产生TNF的巨噬细胞或激活T细胞的功能 降低或存在TNF抑制因子，如TNF结合蛋白[13]。Peruccio等[14]运用反 转录PCR方法分析了增生性瘢痕组织中TNFαmRNA，认为由于生物合成的改变，使得TNFαmRN A水平处于较低状态。McCauly等[15]实验表明，黑人瘢痕疙瘩患者血清中TNFα 水平升高，认为是全身综合因素影响的结果。目前此方面报道仍不多见，却从不同侧面说明 TNFα与病理性瘢痕形成有关。
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三、TNFα对成纤维细胞胶原合成的影响
Fugger等[16]制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵，海绵内每日注射 TNFα，发现胶原合成下降，同时动物模型伤口渗液TNFα浓度明显高于非创伤小鼠血清的 水平，但小于0.1 ng 。Raplala[17]亦制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵 ，采用不同浓度TNFα注射入置入物(TNFα浓度 1，10，100ng/ml)，连续4天，4天或7天 后观察，发现TNFα抑制组织修复，胶原合成减少，14天或 21天后观察未发现有上述作 用，提示TNFα对胶原合成的影响有浓度和时间依赖性。TNFα作用于体外培养小鼠肉芽组织 成纤维细胞，3H-羟脯氨酸掺入量降低75%，最大限度降低Ⅰ /Ⅲ前胶原mRNA水平67%～77%； TNFα100 ng/ml，抑制体外培养人的肉芽组织成纤维细胞3H-羟脯氨酸产物约56%，但 仅抑制а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平，对а1(Ⅲ)前胶原mRNA水平无影响。Alain等[18 ]报道，TNFα处理正常皮肤成纤维细胞24 h后Ⅰ/Ⅲ前胶原mRNA水平降低，а1(Ⅲ)前 胶原mRNA水平受抑大于а1(Ⅰ)前胶原mRNA水平。Jose等[19]用TNFα(0～1.2 n M)作用成纤维细胞发现存在剂量、时间-效应关系，1.2 nMTNFα作用于成纤维细胞24 h， 其胶原含量降低50 %，(6-3H)胸苷DNA掺入量实验未发现TNFα影响细胞增殖，选用, http://www.100md.com