基质金属蛋白酶在组织创伤愈合中的作用
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创伤负压治疗技术(NPWT)介绍创伤负压治疗(NPWT, Negative Pressure Wound Therapy,以下简称NPWT)是近年来发展起来的一种创面治疗新技术,由Fleischmann等于1992年首创,1997年Argenta及Morykwas的报告为NPWT提供了实验和临床依据,大大促进了NPWT的基础研究和临床应用。
目前NPWT已被广泛应用于各类急、慢性伤口包括急性软组织缺损、各类慢性(压力性、血管性、糖尿病性)溃疡、外科切口裂开或感染等。
尤适用于各类传统外科方法无效的慢性难愈合伤口及不能立即施行确定性外科创面关闭方法如皮瓣移植等的伤口。
NPWT促进创面愈合的作用确切,涉及到增加局部血流、消除局部水肿、感少创面渗液的积聚、抑制创面细菌生长、促进细胞增生和肉芽组织生长、保持创面及创周组织的湿润环境、调节胶原酶及明胶酶活性、减轻创伤后免疫抑制等多个方面的综合作用。
1、增加局部血流量增加细胞的营养、氧供以及各种修复细胞的增殖并发挥功能都依赖于充足的血供;局部所吸收毒素的消除以及有利的创面修复微环境的维持也必须依靠有效的微循环。
动物实验验证用激光多普勒血流仪检测猪全层皮肤新鲜缺损创面血流时,发现持续-16.63kPa压力下局部血流量迅速增加,峰值可达到基线血流的4倍。
引起微循环流速和血管口径变化的可能机制是:(1)负压所致局部与周围组织表面的压力差促进血流灌注;(2)负压环境下组织压力下降,血管透壁压升高,引起微血管扩张并促进毛细血管床的开放;(3)血管壁的伸展刺激和血流速度的增大可促使血管内皮细胞分泌一些血管活性因子如NO,cCMP等进一步扩张微血管。
2、减轻创面和创周组织水肿组织水肿会减少创面的血供、阻碍创面愈合并由于抗感染所需血细胞的不足而增加感染的可能。
创面及创周组织的水肿还加大了组织细胞间的距离,影响组织细胞间的物质交换,使创面有害物质堆积过多。
在兔耳背全层皮肤缺损的急性创面模型中发现,NPWT可降低创周组织含水量和创周组织血管通透性。
多肽在伤口愈合中的应用伤口愈合是机体为了恢复受损组织结构和功能而进行的一系列生物学过程。
伤口愈合的过程包括凝血、炎症、再生和重建等阶段。
在这个过程中,多肽作为一种生物活性分子,在促进伤口愈合中发挥着重要作用。
多肽是由2-50个氨基酸残基组成的生物大分子,具有多种生物活性。
在伤口愈合中,多肽通过多种方式发挥作用,包括促进血管生成、刺激细胞增殖和迁移、调节炎症反应等。
多肽可以促进血管生成,提供足够的氧气和养分供应给伤口。
血管生成是伤口愈合的重要过程之一,可以通过多肽促进血管内皮细胞增殖和迁移,促进血管新生。
研究表明,一些多肽如血管内皮生长因子(VEGF)和基质金属蛋白酶(MMP)可以促进血管生成,加速伤口愈合。
多肽可以刺激细胞增殖和迁移,加速伤口愈合。
在伤口愈合过程中,细胞增殖和迁移是重要的步骤。
多肽可以通过激活细胞的增殖和迁移相关信号通路,促进伤口愈合。
例如,角蛋白多肽可以刺激表皮细胞增殖和迁移,加速创面上皮化。
多肽还可以调节炎症反应,促进伤口愈合。
炎症反应是伤口愈合不可或缺的阶段,但过度或持续的炎症反应会延缓伤口愈合。
多肽可以调节炎症细胞的活化和炎症因子的释放,有助于平衡炎症反应。
例如,一些抗炎多肽可以抑制炎症细胞的活化和炎症因子的释放,减少炎症反应,促进伤口愈合。
除了上述作用,多肽还可以通过其他机制促进伤口愈合。
例如,一些多肽可以增加胶原蛋白的合成和分泌,加强伤口组织的结构支撑力。
另外,多肽还可以提高细胞外基质的合成,促进伤口的再生和重建。
多肽在伤口愈合中的应用已经得到了广泛研究和应用。
目前已经有一些多肽产品用于伤口的治疗和修复。
例如,某些生长因子多肽已经应用于慢性创面的治疗,取得了良好的效果。
此外,一些多肽也被应用于皮肤移植、烧伤和创伤等伤口的治疗。
多肽在伤口愈合中发挥着重要作用。
通过促进血管生成、刺激细胞增殖和迁移、调节炎症反应等机制,多肽可以加速伤口愈合过程,促进受损组织的修复和再生。
随着对多肽作用机制的深入研究,多肽在伤口愈合领域的应用前景将更加广阔。
新老技术对战(创、烧)伤创面修复的作用创面修复贯穿于战(创、烧)伤救治的始终,无论对早期救治伤员生命和后期的康复治疗都有重要影响。
近年来随着高新生物技术的发展及其在战(创、烧)伤救治中的应用,为战(创、烧)伤创面的修复提供了新的治疗方法和技术手段。
其中几种比较成熟的新的治疗技术和方法已在临床应用,在较大程度上促进了战(创、烧)伤治疗的进步。
1 封闭负压引流技术尽管封闭负压引流技术(VAC)的发明可追溯到19世纪初,但比较深入的研究与应用则开始于上世纪90年代。
研究发现,VAC可以显著促进创面循环、降低血管通透性、减轻创面水肿、促进肉芽组织形成以及明显减少创面细菌数量等。
最近的研究还表明,VAC技术在细胞、分子与基因水平可以调节细胞外基质合成,调节胞外基质金属蛋白酶的活性与含量,促进组织细胞Cmyc等基因的表达以及抑制细胞凋亡等。
当封闭创面负压值达到-120mmHg左右时其综合促修复效果最好。
目前,这一技术已在国内外比较广泛地应用于慢性难愈合创面、感染创面、小面积深度烧伤创面以及供皮区等。
一组研究资料表明,对于糖尿病感染创面和术后伤口化脓性感染创面,采用VAC技术治疗后其创面清洁以及肉芽组织生长出现的时间分别为(9.9±1.3)和(9.3±0.9)天,而常规治疗组则为(21.2±2.4)和(13.3±1.8)天,差别十分显著。
2 生长因子治疗技术上世纪90年代,生物技术的发展以及在基因制药领域的应用,显著促进了创伤治疗的进步,90年代中期先后研制成功的包括碱性成纤维细胞生长因子、表皮细胞生长因子(以及血小板生长因子等已经广泛应用于烧伤、创伤以及部分战伤处理并取得了较好的效果。
生长因子促进创面修复的基本原理是生长因子能够作用于修复细胞,影响细胞周期,直接促进修复细胞的增殖和分化。
与此同时,部分生长因子还具备某些显著的非促分裂激素样的活性,如调节血管舒缩以及某些激素释放等。
愈伤组织定义愈伤组织是指人体受到外伤后,机体为了修复受损组织而产生的一种特殊组织。
它是由成纤维细胞、炎细胞、血管内皮细胞等多种细胞类型组成。
愈伤组织的形成是人体自然修复损伤的过程,具有重要的生理功能。
愈伤组织的形成过程是一个复杂的生物学过程。
首先,当机体受到外伤后,损伤部位的血管会受到破坏,引起出血和血小板的聚集。
随后,炎细胞会迅速聚集到受伤部位,释放炎症介质,引发炎症反应。
炎细胞的到来标志着愈伤组织的形成的开始。
在炎症反应的作用下,损伤部位的毛细血管通透性增加,大量血浆蛋白渗出到损伤组织中,形成渗出液。
渗出液中含有大量的纤维蛋白原,被激活后形成纤维素,纤维素能够聚集成网状结构,为后续愈伤组织的形成提供支架。
成纤维细胞是愈伤组织的主要成分之一。
当创面发生时,周围的成纤维细胞会受到刺激,开始迁移、增殖和分化。
它们会产生胶原蛋白、纤维连接蛋白等胶原纤维,填充创面,促进伤口愈合。
同时,成纤维细胞还能合成和分泌一系列的生长因子,如血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)等,这些生长因子能够促进血管生成和细胞增殖,促进伤口愈合。
血管内皮细胞也是愈伤组织中的重要成分之一。
血管内皮细胞具有很强的增殖和迁移能力,它们能够形成新的血管,为愈伤组织提供充足的血液供应。
此外,血管内皮细胞还能分泌一系列生长因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶(MMPs)等,这些生长因子能够促进血管生成和细胞增殖,进一步促进伤口愈合。
除了成纤维细胞和血管内皮细胞,其他细胞类型如巨噬细胞、淋巴细胞、平滑肌细胞等也参与了愈伤组织的形成过程。
这些细胞通过相互作用和相互调节,形成一个复杂的细胞网络,协同完成伤口修复的过程。
总结起来,愈伤组织的形成是一个复杂而精细的过程,涉及多种细胞类型和生物分子的参与。
它在人体修复损伤、恢复功能方面起着重要的作用。
对于创伤和手术后的伤口愈合、疤痕形成等问题,深入研究愈伤组织的形成机制,有助于寻找新的治疗策略,促进伤口的愈合和组织的修复。
TGF—β亚型在创伤愈合及瘢痕形成中的作用作者:张旭张选奋来源:《中国美容医学》2014年第04期创伤愈合有两种形式,完全性修复(即再生)和瘢痕性愈合。
转化生长因子-β(transforming growth factor β,TGF-β)是迄今为止与创伤愈合关系最为密切的生长因子,TGF-β至少有6个亚型,各亚型之间有64%~82%的同源性[1],在成人皮肤组织中,TGF-β1、β2、β3 三种异构体均有阳性表达。
TGF-β1、β2、β3参与创伤愈合的诸多步骤:炎症反应、促血管新生、成纤维细胞增殖、胶原合成与分解以及新的ECM重建。
以往研究大都聚焦于TGF-β亚型对创伤愈合的促进作用,但TGF-β亚型在创伤愈合和瘢痕形成中的具体作用机制尚未明晰,且近年有关TGF-β亚型对创伤愈合和瘢痕形成有负性作用的报道逐渐增多。
本文的目的在于系统梳理TGF-β亚型对创伤愈合和瘢痕形成的正反两方面作用,找出存在的疑点与矛盾,展望实现皮肤创伤再生修复的可能研究途径。
1 TGF-β1在创伤愈合及瘢痕形成中的作用正常皮肤创伤形成初期,TGF-β1在创缘皮肤中的含量即明显增加[2],并在创伤愈合过程中持续高表达,而在慢性难愈创面中往往观察到TGF-β1低信号[3-5],提示TGF-β1可促进创面愈合。
然而,Smad缺陷小鼠以及正常小鼠应用TGF-β1受体(TβR)拮抗剂后都表现出再上皮化加速,创伤愈合加速[6-8],提示TGF-β1可能对创面愈合有负性作用。
在无瘢痕愈合研究中,发现前2/3孕期间胎儿皮肤伤口中TGF-β1呈明显的低表达[9],在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中TGF-β1明显高表达,而在正常皮肤中几乎不表达[10],推测TGF-β1可促进瘢痕形成。
然而,TGF-β1的抗炎作用[11]、对角质形成细胞(KC)及胎儿成纤维细胞的抑制作用[12],又与早期胎儿创伤无收缩、无炎症的无瘢痕愈合相吻合,提示TGF-β1可能对瘢痕形成有抑制作用。
影响骨折愈合的生物因素研究新进展薛徽;孙瑶【摘要】骨折愈合是一个复杂的生理病理过程,典型的骨折愈合过程包括炎症反应期、软骨形成期、编织骨形成及骨改建期等阶段.骨折愈合受多种因素调控,在这些调控因素中,生物因素对骨折愈合影响较为明显,深入了解骨折愈合机制及其影响因素有助于减少或避免骨不连的发生,为临床治疗严重骨创伤性疾病开辟新的路径.【期刊名称】《口腔医学》【年(卷),期】2018(038)011【总页数】5页(P1043-1047)【关键词】骨折;免疫因素;巨噬细胞;细胞外基质蛋白;干细胞【作者】薛徽;孙瑶【作者单位】上海牙组织修复与再生工程技术中心,上海 200072;同济大学口腔医学院·同济大学附属口腔医院种植科,上海 200072【正文语种】中文【中图分类】R782.4骨折为口腔颌面外科及创伤外科的常见病及多发病,颌面部骨折后主要表现为开口受限,咬合关系错乱,四肢长骨骨折表现为局部肿胀疼痛,功能障碍并出现异常活动度,严重影响病患身心健康。
骨折愈合是一个复杂的过程,愈合过程涉及多种细胞[1]、细胞因子[2]及细胞外基质蛋白[3]参与。
骨折愈合主要为软骨内成骨,其愈合过程与胚胎时期骨的发育过程相似,本文就颌骨及四肢长骨骨折愈合的分子机制及可能影响骨折愈合的生物因素作一综述。
1 骨折愈合过程及分子机制骨折愈合过程分为一期骨折愈合及二期骨折愈合,骨折后,骨折断端若固位良好,无明显移位,骨折愈合过程中无骨痂形成,这一过程为一期骨折愈合。
骨折愈合过程中,若骨折断端存在微小活动度,此时愈合过程为二期骨折愈合,该愈合方式为最常见的骨折愈合类型[4],二期骨折愈合过程中,软骨内成骨为主要骨缺损修复方式,在骨折断端的两侧,同时可见少量的膜内成骨[5]。
典型的软骨内成骨主要包含以下三个阶段:炎症反应期、软骨形成期、编织骨形成及骨改建期,上述三个阶段部分叠加,最终完成骨损伤修复。
1.1 炎症反应期骨折后骨的连续性遭到破坏,同时血管断裂,血小板暴露于血管外环境,迅速激活血浆凝聚系统,形成血肿,此时,骨折修复反应正式启动。
基质金属酶介绍基质金属酶(Matrix Metalloproteinases,MMPs)是一类能够降解基质蛋白分子的酶,在生物体中广泛存在。
这一类酶在许多生理和病理过程中发挥重要作用,包括胚胎发育、组织修复和炎症反应等。
本文将全面探讨基质金属酶的结构、功能以及其在不同疾病中的作用。
一、基质金属酶的结构基质金属酶是一类含有金属离子的蛋白酶,主要包括九个家族,分别是MMP-1至MMP-9。
这些家族中的每个成员都具有相似的结构,包括一个信号肽、一个前体区、一个附着的结构域以及一个C末端的催化结构域。
催化结构域中含有活性位点,可结合底物并参与酶解反应。
二、基质金属酶的功能基质金属酶主要通过降解基质蛋白分子来调节细胞外基质的合成和降解。
基质蛋白分子在维持细胞外基质结构和功能中起重要作用,但过度积累会导致疾病的发生。
基质金属酶的主要功能包括: 1. 降解胶原蛋白:基质金属酶可以降解胶原蛋白,维持胶原蛋白的动态平衡。
2. 降解纤维连接蛋白:基质金属酶可以降解纤维连接蛋白,参与组织修复和创伤愈合过程。
3. 调节细胞迁移:基质金属酶通过调节细胞外基质的降解和重建,影响细胞迁移的速度和方向性。
4. 参与血管生成:基质金属酶在血管生成过程中发挥重要作用,调控内皮细胞的迁移和管腔形成。
三、基质金属酶在疾病中的作用基质金属酶的异常表达和活性会导致多种疾病的发生和发展。
以下是基质金属酶在不同疾病中的作用: ### 1. 炎症性疾病基质金属酶参与调节炎症反应过程,当炎症失控时,基质金属酶的过度活化会导致组织损伤和病变。
2. 癌症转移基质金属酶在肿瘤转移过程中起关键作用。
它能够降解基质蛋白分子,破坏细胞外基质屏障,促进肿瘤细胞的侵袭和迁移。
3. 心血管疾病基质金属酶参与动脉粥样硬化病变的形成,它能够降解血管壁中的胶原蛋白,导致血管壁的脆性增加,从而促进斑块的破裂和血栓形成。
4. 关节疾病在关节炎和骨质疏松等关节疾病中,基质金属酶过度激活导致关节软骨的破坏和损伤,加速疾病的进展。
增生性瘢痕形成机制的研究进展摘要]:增生性瘢痕是由创伤、炎症等原因造成的损伤皮肤组织过度修复的结果。
其临床表现:突起于正常皮肤,形状不规整,组织质地坚韧,在不同程度上影响外观及肢体功能。
其组织学特点:成纤维细胞大量增生、细胞外基质过度沉积,大量胶原无序排列。
尽管现代动物实验学、细胞分子生物学等技术方法的介入研究,但增生性瘢痕形成机制至今尚未完全明确。
现概述从细胞、分子、基因水平近年来对于瘢痕形成机制的研究进展,进而发现有效治疗策略。
[关键词]:皮肤创伤增生性瘢痕形成机制一、增生性瘢痕的形成机制皮肤创伤愈合是一个由细胞、体液、分子等机制综合调控的过程。
皮肤创伤愈合有完全再生和不完全再生两种方式:完全再生是由损伤组织同种的细胞进行修复;不完全再生是损伤部位纤维化及瘢痕形成。
一般认为影响增生性瘢痕形成主要是炎症环境、成纤维细胞的异质性、细胞外基质合成与降解平衡失控、胶原代谢紊乱、免疫调控、细胞因子等相关因素造成。
1. 炎症环境:有大量研究表明,成人皮肤创伤愈合过程中炎症直接关系瘢痕形成的程度。
炎症反应上调会导致增生性瘢痕特性改变包括新生血管增加,大量细胞增殖和过度的胶原沉积。
Bullard 等发现胎儿创伤的无瘢痕愈合,是因为不存在炎症反应[1]。
并有实验证明在成功诱导出胎儿皮肤创面炎症反应后有一定程度的瘢痕形成。
有学者在低雌激素小鼠的创面愈合中,发现炎症反应上调及瘢痕愈合形成[2]。
2. 成纤维细胞:创面修复的重要细胞,其主要作用是参与伤口封闭,产生及重塑细胞外基质。
与正常皮肤比较,增生性瘢痕中成纤维细胞存在异质性,能够高表达TGF-β1。
而且TGF-β1的上调又能够促使成纤维细胞分泌胶原造成细胞外基质的沉积。
Ghahary等研究发现增生性瘢痕中成纤维细胞还能下调胶原酶的合成[3]。
Wang等通过实验发现增生性瘢痕中成纤维细胞能够下调具有抗增殖及抑制炎症反应的NO表达[4]。
同时还有研究检测到增生性瘢痕中成纤维细胞对于凋亡信号低敏感。
基质金属蛋白酶9实验室检查1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍基质金属蛋白酶9(Matrix Metalloproteinase 9,简称MMP-9)的背景和重要性。
以下是概述部分的一种可能的写法:基质金属蛋白酶9,作为一种重要的分泌性酶,在生物体的生理和病理进程中扮演着重要角色。
它属于金属蛋白酶家族(MMPs),在细胞外基质降解、细胞迁移和组织修复过程中发挥着关键功能。
MMP-9在多种生物学过程中发挥着积极的调节作用,包括胚胎发育、组织修复、免疫应答和癌症转移等。
MMP-9的异常活性与多种疾病的发病机制相关,如慢性炎症、创伤、致病菌感染以及肿瘤和心血管疾病等。
其过量活化与细胞外基质降解失衡、炎症反应增强、肿瘤细胞侵袭和转移等密切相关。
因此,对MMP-9的精确、敏感的检测方法的开发对于研究其生物学作用以及相关疾病的诊断和治疗具有重要意义。
本文旨在探讨基质金属蛋白酶9的检测方法,并就其在实验室检查中的应用前景进行讨论。
通过这一文献综述,我们希望能够全面了解基质金属蛋白酶9的生物学功能、检测方法以及其在临床实践中的潜在价值,为今后的研究和临床应用提供有益的参考。
1.2 文章结构本文将以以下几个部分展开对基质金属蛋白酶9实验室检查的介绍和探讨。
首先,在引言部分将对整篇文章的背景和目的进行概述,为读者提供一个整体的认识。
接下来,在正文部分,我们将着重探讨基质金属蛋白酶9的作用和它的检测方法。
具体来说,2.1节将深入讨论基质金属蛋白酶9的作用机制以及在生物体内的重要功能。
2.2节将详细介绍目前常用的基质金属蛋白酶9检测方法,包括实验室常用的技术和仪器设备等。
最后,在结论部分,我们将强调实验室检查的重要性,并展望基质金属蛋白酶9实验室检查的未来应用前景。
通过以上章节的安排,本文将全面介绍基质金属蛋白酶9实验室检查的相关知识,使读者对其有一个全面深入的了解。
同时,通过细致的文字叙述和详细的信息呈现,有助于读者更好地理解和运用基质金属蛋白酶9实验室检查的相关内容。
基质金属蛋白酶与颅脑损伤的研究进展韩永成摘要:基质金属蛋白酶(MMPs)家族是一类能够降解细胞外基质且依赖于钙离子和锌离子的蛋白酶,对于维持细胞外基础环境的稳定有重要的作用。
在发生颅脑损伤后,神经血管单元的结构和完整性被破坏,会出现MMPs的异常表达,使血脑屏障和神经血管单元的稳定性被破坏,导致脑组织出现继发性的损伤,而在血管、轴突再生和轴突髓鞘形成过程中,MMPs也都有参与,本文将MMPs与颅脑损伤的关系的相关研究进行综述。
关键词:基质金属蛋白;颅脑损伤;神经血管单元基质金属蛋白酶(MMPs)因依赖于Ca、Zn等金属离子的辅助而得名,对细胞外基质的各种蛋白质成分均可降解[1],能够由巨噬细胞、中性粒细胞、血管平滑肌细胞、神经元细胞等以无活性酶原的形式合成,并可经纤溶酶、激肽酶等切断N2末端被活化,在正常情况下,机体内的MMPs水平含量极低,在机体的创伤愈合和发育中起到重要作用[2],当机体发生脑动脉瘤、颅内恶性肿瘤侵袭转移或缺血性脑卒中等颅脑损伤的情况时,MMPs会出现过度的表达,并参与颅脑损伤的一系列病理生理过程,本次的研究中将主要针对MMPs与颅脑损伤的关系研究进展进行综述,报道如下:1.MMPs与颅脑损伤在正常的机体中,脑组织的MMPs表达量较低,或呈低表达,在发生颅脑损伤性疾病时,神经元细胞、血管内皮细胞以及损伤后入侵的白细胞都会出现阶段性的MMPs高表达[3]。
随着临床对颅脑损伤机制与MMPs研究的深入发现,MMP-2、MMP-9与缺血性脑损伤有密切的关系。
在颅脑损伤后,缺血程度与预后有正相关,而脑缺血时MMPs呈高表达,细胞外基质被降解,破坏血脑屏障,出现血管源性脑水肿,引发神经元的损伤[4]。
林咸明的动物实验研究中以改良线栓法复制大脑中动脉栓塞模型[5],并以免疫组化法、荧光定量PCR法检测血脑屏障MMP-2、MMP-9阳性细胞表达率,结果在损伤后7d,MMP-2、MMP-9阳性细胞高达45%及58%,结果表明脑缺血和再灌注损伤可诱导MMPs的表达量,而MMP2、MMP-9的活性有明显的增加。
伤口愈合所需的胶原、纤连蛋白和其他细胞外基质成分1.引言1.1 概述概述伤口愈合是人体在受伤后自然发生的生理过程,它涉及到复杂的细胞和分子机制。
在伤口愈合过程中,胶原、纤连蛋白和其他细胞外基质成分起着至关重要的作用。
本文将探讨这些成分在伤口愈合中的功能和相互之间的关系。
胶原是构成人体大部分结缔组织的主要成分,包括皮肤、骨骼和肌肉等。
它是一种结构蛋白,通过形成纤维网络来提供组织的结构支持。
在伤口愈合过程中,胶原不仅起到维持伤口结构完整性的作用,还能作为细胞迁移的支架和信号分子的媒介。
纤连蛋白是一种可溶性的细胞外基质蛋白,在伤口愈合中起着关键的作用。
它能够在伤口周围形成血块,止血并促进血管重新生长。
此外,纤连蛋白还能够吸引和激活各类细胞,促进伤口的愈合过程。
除了胶原和纤连蛋白,其他细胞外基质成分也在伤口愈合中发挥重要作用。
这些成分包括弹力纤维、蛋白聚糖和蛋白酶等。
弹力纤维赋予组织弹性和伸展性,在伤口愈合中帮助肌肉和皮肤恢复正常功能。
蛋白聚糖能够吸附水分,保持伤口湿润环境,加速伤口愈合。
而蛋白酶则参与伤口愈合的调控,对细胞迁移和新组织的形成起着重要作用。
伤口愈合过程中胶原、纤连蛋白和其他细胞外基质成分的相互作用和调控机制仍然需要深入研究。
本文将重点探讨它们在伤口愈合过程中的重要性以及未来研究的方向。
通过对伤口愈合机制的深入了解,我们可以为创新治疗方法和伤口管理提供更好的理论和实践指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的章节和各个章节的主题。
在这篇文章中,我们将按照以下结构来展开我们对伤口愈合所需的胶原、纤连蛋白和其他细胞外基质成分的讨论。
第一部分是引言。
在引言部分,我们将首先概述伤口愈合的重要性和胶原、纤连蛋白以及其他细胞外基质成分在伤口愈合过程中的作用。
接着,我们将介绍文章的结构以及各个部分的内容。
最后,我们将明确本文的目的。
第二部分是正文。
在正文部分,我们将详细介绍胶原、纤连蛋白和其他细胞外基质成分在伤口愈合中的作用,包括它们的结构、功能以及与伤口愈合过程相关的信号通路和调节机制。
细胞外基质的分解与合成机制细胞外基质是由生物体细胞分泌出来的一种复杂的非细胞化物质,它包含多种不同的分子,如胶原蛋白、纤维连接蛋白、弹性纤维等,这些分子具有不同的功能和作用。
细胞外基质不仅在组织的形态结构上起到支持作用,还对细胞的生长、分化和迁移等生命过程发挥了重要的调节作用。
在正常生理状态下,细胞外基质的合成和分解处于平衡状态,但在疾病状态下,这种平衡会被破坏,从而导致细胞外基质积累或降解过度,从而影响细胞的功能和生命活动。
一、细胞外基质的组成与功能1、细胞外基质的主要成分细胞外基质由一系列分子组成,包括基质蛋白、蛋白聚糖、蛋白酶和生长因子等。
其中最主要的成分是基质蛋白,包括胶原蛋白、纤维连接蛋白和弹性纤维等。
这些基质蛋白具有不同的结构和功能,如胶原蛋白在皮肤和骨骼中起着结构支持作用,纤维连接蛋白在肌肉和心脏中作为收缩力的传输介质,弹性纤维在大血管中起着拉伸和回弹作用。
2、细胞外基质的生理功能细胞外基质不仅在组织的形态上起着支持作用,还在多种生理过程中发挥重要的调节作用。
例如,在细胞增殖和分化过程中,细胞外基质通过调节细胞信号传递,影响细胞的命运决定和功能表达。
在细胞迁移和侵袭过程中,细胞外基质通过提供支持性结构和调节细胞-基质粘附等机制,影响细胞的运动和定位。
二、细胞外基质的分解机制细胞外基质的分解主要是通过蛋白酶介导的酶解过程完成的。
蛋白酶包括基质金属蛋白酶和血管生成抑制素家族的蛋白酶等,它们分别在不同的生理情况下起作用,从而导致不同类型的细胞外基质分解。
1、基质金属蛋白酶的作用基质金属蛋白酶是一类依靠金属离子作为催化中心并介导蛋白分解的酶。
它们作用于不同类型的细胞外基质蛋白,如胶原蛋白、纤维连接蛋白和基质聚糖等,从而导致这些蛋白的降解和组织的形态和功能的改变。
基质金属蛋白酶在多种生理和病理情况下都起到重要的作用,如在发育、创伤愈合和炎症等过程中发挥着重要的调节作用。
2、血管生成抑制素家族的作用血管生成抑制素家族是一类不含金属离子的蛋白酶,其中主要的代表包括组织抑制素和天然抑制素。
基质金属蛋白酶8-概述说明以及解释1.引言1.1 概述基质金属蛋白酶8(MMP-8)是一种属于基质金属蛋白酶家族的酶类。
基质金属蛋白酶是一类负责细胞外基质降解的蛋白酶,在细胞外基质的合成和降解过程中发挥重要作用。
MMP-8主要由中性粒细胞产生,并且在炎症反应和组织修复过程中起关键作用。
基质金属蛋白酶8具有多种生物学功能。
它可促进胶原蛋白、弹力蛋白和其他基质蛋白的降解,参与细胞外基质的重建和重塑。
同时,MMP-8还能够调节细胞外基质的合成,调控细胞迁移和增殖,以及参与细胞凋亡的过程。
除了在正常生理过程中的作用外,研究发现基质金属蛋白酶8在多种疾病的发展中扮演重要角色。
例如,在炎症性疾病中,MMP-8的过度激活和表达会导致细胞外基质的大量降解,损伤组织结构,加重疾病的进展。
此外,MMP-8还与肿瘤的侵袭和转移相关,研究人员发现抑制MMP-8的表达或活性可以有效抑制肿瘤的扩散和转移。
综上所述,基质金属蛋白酶8是一种重要的酶类,在细胞外基质代谢和疾病发展中具有关键作用。
研究基质金属蛋白酶8的功能和调控机制,以及开发针对该酶的治疗策略,对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。
未来的研究应着重深入探究基质金属蛋白酶8的生物学功能和信号传导机制,以期为其靶向治疗提供更多有力的证据。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分,首先概述了基质金属蛋白酶8的重要性和作用,接着介绍了本文的结构和目的。
正文部分主要包括了基质金属蛋白酶8的定义、功能以及在疾病中的作用。
结论部分总结了基质金属蛋白酶8的重要性,并展望了未来研究的方向。
最后,给出了结论部分的总结。
整篇文章将全面介绍基质金属蛋白酶8的研究进展和意义,希望能够对相关领域的研究者和读者提供有价值的参考。
目的部分的内容可能如下所示:1.3 目的本文旨在探讨基质金属蛋白酶8(matrix metalloproteinase-8,MMP-8)在生物体内的功能及其在疾病中的作用。
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 4 期 534 ~ 541Current Biotechnology ISSN 2095‑2341进展评述Reviews湿性愈合研究进展刘子怡 , 张旭娟 , 蔡子松 , 马晨 , 刘梦昱 , 赵鹏翔 *北京工业大学环境与生命学部,北京 100124摘 要:创面愈合是从组织破损恢复至原形态功能的过程,包含凝血、炎症、增殖、重塑多个阶段。
常规的创面愈合多为干性愈合,以血小板凝集形成血痂覆盖于创口表面为特征,并易于形成疤痕。
创面湿度过高,则造成慢性难愈创面。
湿性愈合疗法通过维持合适的湿度改善创面微环境,促进多种细胞、因子的协同作用,提高了创面愈合速度和效果,避免了创面结痂并减少溃疡面的形成,因而在临床治疗中被广泛应用。
对湿性愈合的发展、湿性疗法的治疗机制进行了综述,总结了以湿性愈合理论为基础的医用敷料的临床应用,并对湿性愈合疗法的未来发展方向进行了展望。
关键词:湿性愈合;治疗机制;医用敷料DOI :10.19586/j.20952341.2023.0010 中图分类号:R318 文献标志码:AProgress on Moist Healing ResearchLIU Ziyi , ZHANG Xujuan , CAI Zisong , MA Chen , LIU Mengyu , ZHAO Pengxiang *Faculty of Environment and Life , Beijing University of Technology , Beijing 100124, ChinaAbstract :Wound healing is the process of restoring tissue damage to its original morphological function , including coagulation , inflammation , proliferation , and remodeling. Conventional wound healing is mostly dry healing , characterized by platelet aggluti⁃nation forming a blood scab covering the wound surface , and prone to scarring. If the wound is too humid , it will cause a chronic and difficult wound. Moist healing therapy is widely used in clinical treatment by maintaining suitable humidity to improve the wound microenvironment , promote the synergistic effect of various cells and factors , improve the wound healing speed and ef⁃fect , avoid wound scabs and reduce the formation of ulcer surfaces. This paper reviewed the development of moist healing and the therapeutic mechanism of moist therapy , summarized the clinical application of medical dressings based on moist healing theory ,and looked forward to the future development direction of moist healing therapy.Key words :moist healing ; therapeutic mechanisms ; medical dressings皮肤作为人体的第一道屏障,在保护机体的同时很容易受到损伤,如组织破损、开裂或流血等。
基质金属蛋白酶在组织创伤愈合中的作用基质金属蛋白酶(matrix metallo proteinases,MMPs)在皮肤组织的结构和功能中发挥重要作用,尤其是创伤愈合过程中。
有研究表明组织的创伤愈合是一个复杂有序和精细的病理生理学过程[1],包括从组织损伤开始到组织结构和功能恢复的每一个阶段,可分为纤维蛋白凝块的形成、炎症反应的急性应答阶段、新生组织的上皮覆盖、枝芽状血管的新生、新生的肉芽组织形成、细胞周围基质的形成、胶原的重塑等病理进程。
以上过程均需要细胞外基质(extracelluar matrix,ECM)的降解,并涉及到多种病理平衡的失调。
MMPs作为降解ECM的重要基因和蛋白,对调节创伤愈合有重要的作用[2]。
但是,MMPs在形成过程中其表达常失控,尤其是表达过多时将引起创伤愈合的障碍[3],目前,关于MMPs在创伤愈合过程中的作用研究较少,本文将MMP-1、MMP-2和MMP-3在组织创伤愈合中的作用进行综述,对于MMPs 在病变的作用及机理的研究可以提供新的思路。
1 MMPs的结构及其在组织创伤愈合中的作用MMPs是一个大家族,因其需要Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子而得名,其家族成员具有相似的结构,一般由5个功能不同的结构域组成:①疏水信号肽序列;②前肽区,主要作用是保持酶原的稳定。
当该区域被外源性酶切断后,MMPs酶原被激活;③催化活性区,有锌离子结合位点,对酶催化作用的发挥至关重要;④富含脯氨酸的铰链区;⑤羧基末端区,与酶的底物特异性有关。
其中酶催化活性区和前肽区具有高度保守性。
MMPs包括胶原酶(MMP-1、MMP-8)、明胶酶(MMP-2、MMP-9)和基质溶解素(MMP-3、MMP-10)等,是由MMP 基因编码的一组金属依赖性蛋白酶家族。
MMPs是一类由正常组织细胞或肿瘤细胞合成、分泌,并依赖金属锌离子存在而获得催化活性的锌金属蛋白酶超家族,其作用较为广泛,但是在创伤愈合和肿瘤进展中主要调节细胞外基质的降解作用。
同时受体内多种细胞因子的调节,MMPs也在生长因子的分泌、激素的产生、细胞形态和功能的改变等方面具有重要作用。
MMPs在体内可由不同的细胞分泌产生,如软组织中的间叶细胞、炎细胞、内皮细胸、胸腺上皮细胞、角质形成细胞、成纤维细胞、肌成纤维细胞等。
MMPs分泌后以酶原的形式存在,当其激活后可以有效地降解IV型胶原和纤维粘连蛋白,并参与组织重塑及伤口愈合等过程[4-5]。
MMPs能参与皮肤的许多病理生理学过程,被覆上皮的修复、皮肤组织的老化、神经细胞和神经纤维的形成、枝芽状血管的新生等。
MMPs对细胞的增殖和分化过程也有显著调节作用。
在创伤愈合早期,MMPs可以降解ECM中的胶原肽段,并产生趋化因子,加速炎性细胞吞噬作用,对清洁炎性反应区有重要的作用。
在此过程中,炎性细胞的移动也要通过MMPs降解ECM,引起营养成分的进入,加速愈合。
不仅炎性细胞需要MMPs的参与,与创伤愈合有关的其他细胞,如成纤维细胞、肌成纤维细胞、血管内皮细胞和基底细胞也需要MMPs 的参与,此过程也与降解ECM有关。
MMPs还能通过受体激活血管内皮生长因子,加速血管的新生,此机制在肿瘤中的研究较多。
在组织创伤愈合中的作用与肿瘤中血管新的机制相似。
相关研究也发现,在细胞外基质的降解中另外一类起重要作用的物质是基质金属蛋白酶抑制剂(TIMP)家族[6-7]。
目前的研究发现TIMP 家族有四个成员,TIMP1、2、3、4,相关研究认为TIMP-1 和TIMP-2对MMPs 家族成员的活性均有抑制作用,因此TIMP-1 的表达升高增加能起到保护IV型胶原和细胞外基质大分子的作用,同时可以有效地减少胶原酶对其细胞外的降解作用。
而且,TIMPs 可以促进生长因子的表达,进而调控由MMPs引起的细胞增殖和细胞凋亡的作用。
TIMP-1可以导致胶原水平降低[8]。
因此,MMPs和TIMP之间的平衡对病变的进展有重要作用。
2 MMP-1在伤口愈合中的作用及其机制MMP-1是MMPs家族中首先被认识的蛋白。
研究表明,在皮肤角质形成细胞发挥功能和创伤愈合的过程中,成纤维细胞、肌成纤维细胞、鳞状上皮细胞、基底细胞和血管内皮细胞等均可以表达MMP-1蛋白。
由于细胞外基质中的Ⅰ型胶原对诱导细胞表达MMP-1有重要作用,其可能作为重要的细胞外信号传导分子,因此MMP-1和胶原有密切的相关性。
MMP-1不仅可以有效地促进相关的细胞和蛋白的迁移,还可以有效地使创面Ⅲ型和IV型胶原比例增多,进而对组织的重塑有重要影响,对创面的愈合有明显的促进作用,影响组织的重塑,加速创面愈合。
也有研究显示层粘连蛋白和弹力蛋白均能替代I型胶原,同时能诱导MMP-1的产生[9-10]。
基底膜内的层粘连蛋白-1在上皮化生过程中对角质形成细胞表达MMP-1有重要作用,主要与抑制角质形成细胞迁移的作用有关。
而且角质形成细胞再上皮化生过程中,利用MMP-1裂解胶原成明胶,也提供了一种有利于细胞迁移的物质。
而损伤后角质形成细胞与真皮基质间的相互调节,对上皮化修复起到了重要作用。
在此过程中,角质形成细胞可以得到足够的信号,引起MMP-1分泌的增加,因而使角质形成细胞的迁移和方向更加具体化。
角质形成细胞形成定向移动后,使细胞间与胶原间的作用更强,MMP-1的产生更多,加速创伤愈合[11-12]。
MMP-1 在伤口愈合过程中的作用主要有以下机制:①在新生表皮细胞中的表达可帮助清除损伤引起坏死的组织,促进细胞的定向移动能力,对上皮化进程有明显的促进作用;②在成纤维细胞中高表达MMP-1后,使细胞的迁移作用增加,对基质的降解作用增加,进而参与组织的改建;③在毛细血管内皮细胞中的高表达是枝芽状血管新生的重要促进因素,有利于填补缺损,加速创伤的愈合;④在巨噬细胞中高表达,可以有效地清除坏死组织,增加炎细胞的吞噬作用,对炎区的清洁能力增强。
但是学者们也对损伤后的角质细胞中的MMP-1表达有相关研究,如紫外线,此时MMP1 合成减少,可能与射线对多种细胞包括成纤维细胞的损伤作用有关,也说明射线对成纤维细胞和未分化间充质细胞的损伤是放射复合伤口难愈合的主要机理[13],而表皮细胞的损伤对伤口愈合的影响较小。
3 MMP-2在创伤愈合中的作用MMP-2属于基质金属蛋白酶家族中的明胶酶类,与既往的研究热点MMP-1相比无论从其生物学功能还是活性调节上都有很多独特之处。
MMP-2与TIMP-1在不同时期角质形成细胞中表达分布的特征有差异。
而裂解的层粘连蛋白至今并未发现有效的抑制因子,因此,其在弥散到较远的位置时依旧可以发挥趋化作用。
MMP-2在调节细胞外基质的降解过程中,对细胞移动有明显的促进作用。
也有研究认为MMP-2活化后能促进细胞的移动功能,主要对血管内皮细胞、成纤维细胞和肌成纤维细胞的运动[14-15]。
血管内皮细胞在移动过程中,可以有效地促进血管内皮生长因子的表达,进而对血管的生芽起重要作用,在增生的高峰中期,血管内皮细胞中MMP-2高表达与血管内皮细胞的增殖密切相关,MMP-2能降解血管基底膜中的IV型胶原,使内皮细胞通过基底膜进入间质区。
活化的MMP-2通过促进MMP-3的激活间接降解细胞周围ECM的变化。
首先从生物学功能上来说MMP-2虽然不像MMP-1那样能降解过量沉积的胶原,但却能降解基底膜的主要构成胶原。
而且MMP-2能激活特殊的潜在活性蛋白。
MMP-2可以认为是最广谱的水解酶,较MMPs家族其他成员的水解作用均强[16-17]。
MMP-2 也能激活其他的MMPs。
MMP-2 可以释放出ECM 中IV 型胶原隐藏的刺激血管发生的抗原表位,促进创伤愈合的血管发生。
体外有学者将原代人角质形成细胞种植于I 型胶原上培养时,形成增殖和分化细胞灶,外周由迁移状态的细胞包绕,分析显示MMP-1 mRNA 仅由外周细胞表达,该细胞反映了体内再生上皮化过程中基层角质形成细胞的表型变化特点[18]。
4 MMP-3在促进伤口愈合中的作用MMP-3是基质溶解素,能降解明胶、III型、V型胶原层粘连蛋白和纤维粘连蛋白等,与多种病理过程及肿瘤的进展密切相关。
MMP-3是锌离子依赖的内分泌蛋白酶,它能降解细胞外基质中的各种蛋白成分,MMP-3的作用机制主要通过直接降解细胞外基质和基膜成分,调节肿瘤细胞与基质的黏附,激活具有潜在活性的蛋白质等作用来促进癌细胞的转移[19]。
ECM是储存多种生长因子和细胞活素类物质的容器,MMP-3可活化和动员ECM中的血管内皮生长因子、转化生子因子β(TGFβ)等,来加强血管内皮细胞间的空隙,增加通透作用[20]。
MMP-3对炎症病变、再上皮化和修复的改建有重要的调节功能。
研究表明,缺乏MMP-3时伤口收缩作用下降,引起创面组织的愈合减慢[21]。
MMP-3 对血管内皮的作用可能是通过降解血管内皮细胞产生的硫酸软骨素释放的碱性成纤维细胞生长因子进行调节的。
5 展望关于MMP-1、MMP-2和MMP-3在组织创伤愈合中的作用逐渐引起人们的重视,其作用过程中与多种基因和蛋白有密切关系。
目前MMP-1、MMP-2和MMP-3蛋白的阻断实验也在进行中,但是效果并不明显。
因此,构建合理的动物模型,进行阻断MMP-1、MMP-2和MMP-3相关通路及影响因素的研究,有望成为相关学者研究的靶点,可能为组织创伤愈合的治疗提供相应的新途径。
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