Leptin?與創傷修復?

　　??????? 創傷修復是一個復雜的病理過程
,可分為三個胃、腸等均亦發現有ob?基因的表達。重疊階段:止血與炎癥反應期、ob?基因編碼脂肪組織特異性mRNA?,?翻譯成167?改建期。創傷不僅使身體局部發生一系列的變化,?

,其中包括多種細胞、細胞因子和細胞外基質之間錯綜復雜的網絡作用與關系,因此它涉及細胞運動、黏附、通訊、增殖和分化等細胞生物學的各個方面。同時創傷修復又是一個非常有序的過程。Leptin?亦稱瘦素、消脂素,是一種脂肪組織特異性分泌的蛋白活性因子。近年來的研究發現,leptin?在創傷的修復過程中發揮著重要的作用,使之有可能成為一種新型創傷修復、創傷代謝改善調節藥物[1]?。本文就leptin?的結構和主要功能,以及對應于上述三個階段,leptin?在創傷的炎癥反應、促進創傷部位血管的再生、成纖維細胞的增殖和上皮再生、合成和分泌膠原等幾個主要方面作一綜述。
　　1?Leptin?的結構與功能
1994?年,Zhang?等[2]?從肥胖小鼠中克隆到肥胖基因(obese2gene?,ob2gene)?。不久,小鼠、大鼠和人類的ob?基因相繼被克隆并定位。人ob?基因位于7q311?3,?為單拷貝基因。ob?基因只在成熟的脂肪組織中表達,并且不同部位脂肪組織中的表達量各不相同。多數學者認為皮下脂肪較內臟脂肪的表達低,最高表達部位通常在附睪(男性)?和腎周組織;也有人認為皮下脂肪組織ob2mRNA?水平較網膜、腹膜后和腸系膜脂肪組織高。其它組織如腦、
收稿日期:2006208217?;?修回日期:2006210219?
個氨基酸的蛋白質,具有分泌蛋白的性質,其N?末端有21?個氨基酸殘基的信號肽,在循環血液中信號肽被切掉而成為146?個氨基酸的leptin?,?其活性部位為106～140?個氨基酸殘基。Leptin?分子中有4?個α2螺旋,它們呈升2升2降2降排列,折疊成獨特的四螺旋結構。Leptin?含有兩個半胱氨酸殘基
(Cys96?和Cys146)?,它們形成鏈內二硫鍵結構,這個二硫鍵結構對leptin?分子的正確折疊、與受體的結合、發揮生物功能具有重要作用。Leptin?分子α2?螺旋的長度和三維空間位置、二硫鍵位置和構建的計算機模型等方面的數據表明,leptin?屬于長螺旋細胞因子家族,這個家族包括IL22?、睫狀神經抑制因子和粒細胞集落刺激因子等蛋白,它們主要介導和調節免疫應答及炎癥反應,并參與組織的修復。Leptin?分子的改變能引起一些生理功能的改變。研究表明:?構建leptin22256?肽段、1162130?肽段和1162122?肽段等leptin?類似物都具有獨立的生物活性。Leptin?分子量約16000?,?由脂肪細胞合成后以內分泌、自分泌或旁分泌的形式作用于分布在大腦脈絡叢、下丘腦、肝、胰腺、肺及腎臟等部位的lep2?tin?受體,通過下丘腦2垂體2外周器官途徑發揮一系列中樞性效應,同時還能作用于許多外周組織細胞以自分泌和旁分泌的方式發揮直接外周生理作用。Leptin?與胰島素、糖皮質激素等多種細胞因子存在聯系,在與下丘腦特異受體結合后參與造血、生殖、發熱、血管新生、缺血/?再灌注創傷、炎癥反應以及免疫應答等作用。在感染、腫瘤、創傷等多種病理條件下leptin?的水平均有改變。

　　2?Leptin?受體及其信號通路
Leptin?發揮其生理作用是通過其受體介導的,?隨著分子生物學技術的發展,在leptin?受體的基因表達、結構、功能等方面的研究取得了一些進展。小鼠的ob2R?mRNA?呈單個帶狀,長度約51?1kb?。后來又通過對糖尿病模型db/?db?小鼠的研究,發現小鼠的ob2R?基因圖中4?號染色體的51?1cm?間隔內包含有db?位點,它存在于脈絡神經叢以及包括下丘腦在內的其他組織中,如大腦、肝臟、腎臟、心臟、肺、脂肪組織以及胰島細胞的表面等。ob2R?屬于細胞激肽類I?型受體,由三個位點組成,即:?①細


導途徑。在JAK?蛋白質被活化以后接著STA?T?磷酸化。磷酸化的STA?T?進入細胞核內,結合在相關活化基因的DNA?轉錄因子結合位置上,從而影響蛋白的表達。Leptin?在分子構造上可歸類為細胞激素,?而其受體則屬于細胞激素受體家族。Leptin?受體表達在不同的組織上,包括肺、睪丸和脂肪組織。這種受體具有酪蛋白激酶的激活信息轉換、轉錄的作用,JA?K?與STA?T?結合是細胞激肽受體信息傳遞的關鍵。Leptin?受體的結構以及信號轉導的途徑與某些促進創傷愈合的細胞因子有著相似性。
　　3?Leptin?在炎癥反應中的作用
組織創傷后,血液從受損的血管內流出,浸潤到周圍組織,血小板在傷口處凝集,凝血塊形成并啟動修復,免疫細胞進入創傷組織,特別是多核型中性粒細胞首先出現,抵抗可能出現的感染,并產生炎癥性的細胞因子。隨后,巨噬細胞才進入創面,去除傷口內的巨噬細胞將導致傷口愈合障礙。這是由于巨噬細胞能分泌多種參與并促進愈合的遞質。Leptin?能增強野生型和肥胖型小鼠巨噬細胞的吞噬活性,刺激人單核細胞的增殖和激活,其表現為單核細胞早期激活的標志CD69?表達增加,?并使激活的單核細胞產生更多的細胞因子,加速創面的愈合過程。同樣淋巴細胞在組織修復的炎癥反應中也具有重要作用。Leptin?能增強淋巴細胞

　　4?Leptin?與毛細血管的生成
組織創傷的修復過程中血管生成是一個很重要的方面。血管生成是一個具有重要生理、病理意義的過程,血管生成為創傷的修復提供養料和氧分,貫穿于創傷修復的全過程。在成體的創傷愈合、炎癥反應、器官再生過程以及腫瘤生長轉移、血管增生性疾病中血管生成也有重要的作用。近年來的研究發現,leptin?具有促進血管生成的作用。Leptin?促進實驗大鼠的動脈重塑和新生內膜的生長,還可通過FGF?(成纖維細胞生長因子)?發揮促進雞胚胎尿絨膜囊血管生成的作用。腹膜內給予leptin?或用leptin?抹傷口都促進了ob/?ob?小鼠傷口VEGF?(血管內皮細胞生長因子)?的表達,leptin?、FGF?和VEGF?三者能協同刺激新血管的生成[11]?。促愈合因子相互作用,相互協調,組成了一個機制復雜的網絡,共同調節傷口修復細胞的行為,調控創傷愈合,leptin?也參與了這個網絡的形成。Am2?gen?等發現,?leptin?可與人的皮膚細胞,尤其是血管表面的蛋白質結合在一起,并影響這些蛋白的活性,從而可能促進了血管內皮細胞增殖及調節細胞基質,完成毛細血管生成的一個重要步驟。Leptin?還可以使脂肪和角膜等組織的血管內皮細胞聚集,?促進血管新生。另外,血管的內皮細胞存在有lep2?tin?的短型受體,leptin?與這種受體的結合不僅能使血管內皮細胞聚集,形成類似血管早期形態管狀物,促進新生血管的生成,而且與血管的增殖密切相關。脂肪產生的leptin?還可以以旁分泌的形式作用于脂肪組織上皮,增加脂肪酸的氧化,促進血管生成應答等。但也有學者不認同這一結論,Ring?等[12]?研究顯示,在ob/?ob?鼠中外源性應用leptin?并不能增加傷口內血管的密度。

　　5?Leptin?與成纖維細胞增殖以及上皮再生
成纖維細胞增生和上皮的再生在組織創傷的修復過程中起著關鍵的作用。成纖維細胞以及其他類型細胞的增殖是創傷修復的基礎,再上皮化是創面閉合的中心環節,它主要由角質形成以及遷移完成。創傷后由于表皮組織的缺損,首先要有基底的細胞完成增殖活動。在這個過程中各種生長因子和細胞因子的調節十分重要。其中最主要的就FB[19]?(成纖維細胞),通過MTT?比色分析法、3H2?胸腺嘧啶核苷(3?H2TdR)?和3H2脯氨酸(3?H2Pro)?摻入法觀察不同濃度的leptin?(分別為0?、10?、50?、100?、200?及400ng/?mL)?對其增殖和膠原合成的影響,結果劑量在400ng/?mL?以下時,隨leptin?劑量增加明顯增加了體外培養大鼠FB2MTT?的光密度值和3H2TdR?的摻入量,3?H2Pro?的摻入量隨leptin?劑量增加基本呈增大的趨勢。這充分證實了leptin?能夠促進FB?的增殖和膠原蛋白的合成。在創傷修復過程中,bFGF?可以影響創傷修復的整個過程。內源性bFGF?在創面局部通過復雜的調節過程促進創面愈合。外源性bFGF?可刺激組織分泌bF2?GF?,?也可直接刺激成纖維細胞及細胞外基質的合成,形成膠原纖維,在創傷的修復過程中成纖維細胞發揮著很重要的作用,是創傷修復的基礎。成纖維細胞含有所有類型的leptin?受體,并且還能分泌蛋白。這就說明了成纖維細胞既是leptin?的分泌細胞,又是leptin?的靶細胞。對Wister?大鼠創傷模型的研究也表明[20]?,用leptin?涂抹大鼠傷口7?天后,肉芽組織羥脯氨酸的含量明顯升高,這充分說明有膠原蛋白的大量合成。傷口組織Masson?染色后的組織形態學的觀察也顯示,應用leptin?以后傷口的膠原蛋白的量明顯增加。Leptin?促進膠原蛋白的合成還在其他組織中得到驗證。有研究證明在腎間質纖維母細胞內,高度糖化終產物會經由JAK?信號傳導路徑誘發細胞增生和膠原蛋白產生。Leptin?是一個有著長型leptin?受體而活化JAK?的細胞激素。若給老鼠注射leptin?,?短時間內



是角質形成細胞的促有絲分裂素。另外leptin?還能誘導脂肪組織中血管緊張素22?的表達[14]?,這樣就間接的對組織中的血管緊張素21?、VEGF?以及bFGF?(堿性成纖維細胞生長因子)?等因子起到了一定的調控作用。bFGF?與相應的受體結合后,可誘導內皮細胞的遷移、毛細血管的增生,促進成纖維細胞增殖,使肉芽組織迅速生長,加速受創組織再上皮化,從而完成皮膚的修復過程。生長因子之間多存在基因表達及活性的相互調控:bFGF?能促進TGF2β(轉化生長因子)?mRNA?的表達;?TGF2β能促進PDGF?(血小板衍生生長因子)?的A?鏈和B?鏈的mRNA?的表達和分泌,PDGF?由A?、B?兩條同源多肽鏈連接能形成PDGF2AA?、PDGF2BB?、PDGF2?AB?三種二聚體,?它們能刺激葉間來源的細胞分裂、生長。PDGF2AB?是人急性創傷滲出液中的主要PDGF?,?能誘導成纖維細胞、中性粒細胞和活化的淋巴細胞趨化,對創傷愈合和組織修復都是有利的。Cohen?B?等[?15]?用50ng/?mL?、100ng/?mL?的PDGF2AB?刺激肌腱細胞DNA?合成,作用72h?和96h?后,DNA?的合成與PDGF?呈顯著量效關系。而PDGF?需在其它生長因子如EGF?的協同下才能充分發揮作用。Marikovsky[16]?用瓊脂糖層析比較正常和愈合肌腱蛋白差異時,發現PDGF?和EGF?在修復過程中顯著升高,因此通過創傷刺激而誘導PDGF?和EGF?的產生,可增強TGF2β對細胞的促增殖和基質合成的作用。另有實驗[17]?對胃潰瘍患

則會誘發顯著的腎小球內皮細胞增生和Ⅳ型膠原蛋白mRNA?增加表達[21]?。另外,leptin?還能刺激成骨細胞、腎小球系膜細胞、肝星狀細胞(?HSC)?等多種細胞合成膠原。
　　7?問題與展望
對leptin?在創傷修復過程中所發揮的作用和作用機制剛剛開始研究,盡管前期的一些實驗分別在各個方面表明leptin?在創傷的修復過程發揮了一定的作用,但是對在各個過程中所發揮的具體作用了解的還不夠深刻,還需要更加深入的從宏觀和微觀方面研究探討。創傷的修復是一個既雜亂又
有序的過程,其中有許多的組織、器官、細胞以及細
mass?and?serumconcentrationof?leptinandinsulinin?men[J].?
胞因子參與。弄清楚leptin?在創傷修復過程中和Diabetologia?,2003?,46?(1)?:31239.?
[12]?Ring?B?D,?Scully?S,?Davis?C?R,?et?al.?Systemically?and?to2

,從而有目pi2cally?administered?leptin?both?accelerate?wound?healing?in?diabeticob/obmice[J].?Endocrinology,2000,141:4462449.?

leptin?activates?human?leukocytes?via?receptor?expression?on?monocytes[J].?J?Immuno,2001,167:459324599.?
[8]HosoiT,OkumaY,WadaS,etal.Inhibitionofleptininduced?IL21beta?expression?by?glucocorticoids?in?the?brain[J?].?Brain?Res?,2003?,969?:?952101.?
[9]?Kazumi?T,Kawaguchi?A,HiranoT,et?al.C2reactive?protein?in?young,?apparently?healthy?men:associations?with?serum?lep2?tin?,QTc?interval?,?and?high2density?lipoprotein2cholesterol[J?].?Metabolism?,2003?,52?:?111321116.?
[10]?林季,?顏光濤,?郝秀華,?等.?腸缺血再灌注損傷對Leptin?濃度變化影響的初探[J?].?中國危重病急救醫學,2003?,1?(5)?:?722?2725.?

[11]?Zitzmann?M?,Gromoll?J?,Von?E,et?al.?The?CAC?repeat?poly2?morphism?in?the?androgen?receptor?gene?modulates?body?fat?



參考文獻:?
[1]?林季,?顏光濤.?Leptin?與內毒素[J?].?標記免疫分析與臨床,?2004?,11?(2)?:41244.?

[2]?Zhang?Y,Proenca?R?,Maffei?M,et?al.?Positional?cloning?of?the?mouse?obese?gene?and?its?human?homologne[J?].?Nature?,1994?,?372?:42245.?

[3]?ShibuyaI,Utsunomiya?K,Toyoh?I,et?al.?Regulation?of?cate2?cholaminesynthesisbyLeptin[J].AnnN?YAcadSci,2002,?971?:5222527.?

[4]?Wallace?A?M?,Tucker?P?,Williams?D?M?,et?al.?Short2term?effects?of?prednisolone?and?dexamethasone?on?circulating?concentra2?tions?of?leptin?and?sex?homone2binding?globulin?in?children?be2?ingtreatedforacutelymphoblasticleukaemia[J].Clin?Endocri2?nol?(Oxf)?,2003,58:7702776.?

[5]?Eikelis?N?,Schlaich?M?,Aggarwal?lymphoblastic?A?,et?al.?Inter2?actions?between?leptin?and?the?human?sympathetic?nervous?sys2?tem[J].?Hypertension,?2003,41:107221079.?

[6]?Najib?S,Sanchez?M,Argalet?V.Human?Leptin?promotes?sur2?vival?of?human?circulating?blood?monocytes?prone?to?apoptosis?byactivationofp42/44MAPKpathway[J].Cell?Immunol,?2002?,220?:1432149.?

[7]?Zarkesh?Esfahani?H?,Pockley?G,Metcalfe?R?A?,et?al.?High?dose?


[13]?Stallmeyer?B?,Kampfer?H?,?Podda?M?,et?al.?A?novel?keratino2?cyte?mitogen:?regulation?of?leptin?and?its?functional?receptor?inskin?repair[J].?J?Invest?Dermatl.?2001Jul;117?(1):982?
105.?
[14]?楊力,郭樹忠.?成纖維細胞與創傷修復的生物學過程[J?].?中國臨床康復,2002?,6?(4)?:4702471.?

[15]?Cohen?B?,Barkan?D?,Levy?Y,et?al.Leptin?induction?angiopoie2?tin22expressioninadiposetissues[J].?BiolChem,2001,276:?6972700.?

[16]MarikovskyM,RosenblumCL,FaltinZ,etal.Appearanceof?leptin?in?wound?fluid?as?a?response?to?injury[J?].?Wound?Re2?pair?Regen?,2002?,10?:3022307.?

[17]?農兵,梁增文,周慶南.?胃潰瘍愈合前后黏膜中leptin?的表達及意義[J?].?廣西醫學,2006?,5?(3)?:21226.?

[18]MuradA,NathA?K,ChaST,etal.Leptinisanautocrine/?paracrine?regulator?of?wound?healing[J?].?FASEB?J?,?2003:?1895.?

[19]?李培兵,?金宏,?劉佃辛,等.?瘦素促進大鼠皮膚創傷愈合作用的實驗研究[J?].?中華醫學雜志,?2003?,?8?(3)?:?8002802.?

[20]?李培兵,金宏,劉佃辛,等.?leptin?對體外大鼠成纖維細胞增殖與膠原合成的影響[J?].?中國修復重建外科雜志,2005?,9?(1)?:?19220.?

[21]Wolf?G,ChenS,HanDC,etal.?Leptinandrenaldisease[J].?


AmJ?MidneyDis,2002,3?(9):1211.?(張增武編輯)?