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基质金属蛋白酶在伤口愈合中的作用

伤口愈合是一个复杂的过程,主要由止血和炎症、血管生成、再上皮化、和组织重构等过程构成。基质金属蛋白酶(MMPs)在伤口愈合中扮演重要角色,其失调会导致炎症延长和伤口愈合延迟。人体内共有24种MMPs,每一种MMP有三种形式,其中只有活性MMPs在伤口的病理或修复中发挥作用。当前的方法无法区分三种形式的MMPs,使得研究MMPs在伤口发生的病理和修复过程中的作用具有挑战。我们使用了一种新型的MMP抑制剂捆绑亲和树脂(仅吸附活性MMPs),可以在延迟伤口愈合老鼠模型中识别和量化活性MMP-8和MMP-9。我们发现MMP-9水平上调产生有害作用,而活性MMP-8参与糖尿病鼠伤口的修复过程。这些研究结果提示MMP-9可以作为慢性伤口治疗中的新的靶点。选择性抑制MMP-9,同时不影响MMP-8,或许可以提供有效的治疗,可能是治疗糖尿病足溃疡的一种有前景的治疗策略。

MMPs的来源

已知人体内MMPs至少有24种。这些酶的作用并没有被全部搞清楚,其在伤口愈合中的作用也是在近些年引起人们关注。然而,人们普遍认为MMPs在伤口愈合的每个阶段均发挥作用,主要是其参与了伤口愈合过程中细胞外基质(ECM)重构。伤口的愈合过程由止血和炎症、增生和血管生成、再上皮化、和组织重构构成(见上图)。四个阶段必须相互协调,且以正确的时间和顺序整合以实现成功的愈合。整个伤口修复过程需要各种复杂的生理过程/事件的协调,涉及各种细胞、ECM、生长因子、细胞因子、和酶。此外,越来越多的证据显示MMPs在组织修复过程和病理机制中发挥了双重作用,此现象在慢性伤口、癌症、帕金森病和阿尔茨海默症中均有体现。因此,某些MMPs在愈合中可能有积极作用,而另一些可能因为功能失常而在疾病发展和进展中扮演了有害角色。对这些功能的区分,即有害 vs. 有益,颇具挑战。然而,随着科技的进步,新的工具和能力不断出现而帮助我们理解和解决在各种疾病中的问题。

愈合不同阶段MMP的参与

愈合后的或健康皮肤,由ECM和血管构成,含有大量成纤维细胞。皮肤损伤产生伤口后,炎症早期伤口被纤维蛋白凝块占居以封闭伤口,MMP-2和MMP-9的水平升高。随后成纤维细胞和巨噬细胞迁徙入伤口,被刺激后释放更多的MMPs以重构ECM。炎症期后的增生期中,各种MMPs(MMP-1、8、9、13)的上调刺激上皮细胞增生和迁移以完成再上皮化。然而,长时间的炎症能造成伤口变为慢性,如糖尿病足溃疡中观察到的情况。在慢性伤口中,MMP-9的上调被观察到与MMP-8的减少相关联,对ECM重构产生有害作用。当上皮细胞增生和分化以形成新的上皮时,组织重构和MMPs表达减弱。在伤口愈合的最后阶段,成纤维细胞会继续对真皮组织进行重构,时间可持续数月以上。

内容转载自@慢伤前沿公众号!

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