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炎症基因下调可能是超声促进慢性伤口愈合的机制

慢性下肢静脉溃疡(VLU)定在4-6周内未愈合的伤口,是一种重大的医疗负担,影响全球1-2%的成年人口,女性和老年人的发病率更高。由于其愈合时间慢,VLU会造成重大的社会经济影响。慢性VLU的当前护理标准包括每周更换伤口敷料、使用压力绷带和锐器组织清创术。虽然93%的VLU会在12个月内愈合,但3个月内的复发率为70%。需要更有效的慢性伤口治疗。 一种有前途的治疗方法是应用低频、低强度超声 (LFLI US),临床试验已证明可显著加速慢性 VLU 的伤口愈合。在一项双盲研究中,VLU 患者使用无效假装置或以 20 kHz 和 100 mW/cm2 工作的 LFLI US 进行治疗,每周一次,每次持续15分钟或45分钟,共8周。15分钟治疗组的患者在4周后实现了完全的伤口闭合(n = 5),而假手术组的患者伤口大小增加(n = 5),45分钟治疗组在研究期间未见伤口完全闭合(n=5)。尽管有这些有希望的临床结果,但治疗超声的最佳操作参数仍然未知,其机制知之甚少。此外,这些机制取决于超声暴露参数,例如频率、压力幅度或强度的空间分布以及持续时间。更好地了解治疗性超声促进伤口闭合的作用机制可以优化超声设备参数并提高伤口愈合率。

一些研究探讨了超声(US)在动物模型中的潜在生物学机制。例如,Lyu等人证明,US刺激(工作频率2MHz)增加了糖尿病大鼠模型中的伤口愈合,并表明这种效果可能是通过Rac1机械转导路径(也增加)。此外,Maan等人表明,通过盐水喷雾输送低频(40kHz)US可增加糖尿病小鼠的伤口愈合,并表明刺激血管生成可能是一种潜在的机制。这些潜在的机制也被提出作为US刺激的骨折愈合的介质,与慢性伤口相比,LFLI US在骨折方面进行了更彻底的评估。然而,动物,特别是啮齿动物的伤口愈合与人类的伤口愈合根本不同,因为它主要通过收缩发生,并且由于对伤害的炎症反应的差异。因此,有必要研究人类伤口愈合的机制。

本研究的目的是通过分析从VLU收集的组织中的基因表达,探索人类患者中治疗性超声辅助伤口愈合的生物学机制的可能假设。一组炎症相关基因的表达先前通过对常规伤口清创期间收集的组织的分析与超声治疗的人糖尿病足溃疡的愈合关联起来。因此,在这项研究中,研究者同样分析了清创的伤口组织并评估了整个转录组以确定可能的机制。

入选患者标准为:VLU发生至少8周,未完全上皮化,VLU面积>0.75cm2,VLU位置必须在下肢非负重区域。排除标准:VLU继发于任何结缔组织病或血液不调;严重的血管功能不全(ABI<0.75或TBI<0.5),活动性和未经治疗的感染,急性DVT,皮肤肿瘤、接受癌症治疗、同一肢体同时存在DFU和VLU,等。

方法

在假治疗或低频、低强度超声治疗一周后,从32名受试者身上收集清创的静脉溃疡组织。在这些样品中,7个样品(3个超声处理和4个假处理)产生了足够质量的总RNA,用于通过超高多重PCR(Ampliseq)进行分析,并分析了超过24,000个基因的表达。发现477个基因在超声组和假手术组之间表达显著差异,临界值为p < 0.05,倍数变化为2。

结果和讨论

最高差异表达的基因包括那些参与调节细胞代谢、增殖和免疫细胞信号传导的基因。基因集富集分析从上调基因中发现了20个显著富集的基因集,从下调基因中发现了4个显著富集的基因集。来自上调基因的大多数富集基因集与细胞-细胞信号通路有关。从下调基因中最显著的富集基因集是炎症反应基因集。这些发现表明,治疗性超声最早在应用后1周就影响慢性伤口的细胞行为。考虑到慢性炎症在损害慢性伤口愈合方面的众所周知的作用,这些结果表明炎症基因的下调是超声介导的静脉慢性伤口愈合的可能生物学机制。这种增加的理解最终可能导致超声设备的改进,以加速慢性伤口愈合并提高患者的生活质量。

内容转载自@慢伤前沿公众号!

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