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1、西部医学2 0 0 9 年1 1 月第2 l 卷第1 1 期M e dJW e s tC h i n a ，N o v e m b e r2 0 0 9 ，V 0 1 2 1 ，N o 1 1 糖尿病创面愈合与G M - C S F 关系的研究 李斌1 ，吴晓勇1 ，徐丽红1 ，黄伟琪1 ，王健1 ，邓海涛1 ，沈耀明1 ，方勇2 ( 1 东南大学附属江阴医院整形烧伤科。江苏江明2 1 4 4 0 0 2 上海交通大学医学院第三人民医院烧伤整形科) 1 8 5 3 【摘要】目的探讨糖尿病创面愈合与粒细胞巨噬细胞集落刺激因子( G M C S F ) 的关系。方法7 0 只C5 7 BL 6 小
2、鼠分为野生小鼠组( 对照组，竹= 3 5 ) 和糖尿病模型组( D M 组，n = 3 5 ) 腹腔麻醉后在背部中线两侧各制作0 8 c m 0 8 c m 创面。创面动态摄像并于相应时间段取标本，现察创面组织愈合情况，同时计算创面愈合率；E LI S A 法测定 创面G M _ C S F 表达结果创面形成后第3 天起，D M 组小鼠创面愈合率较对照组明显下降，以创面形成后7d 内变化 最为明显；创面形成后第1 天，两组小鼠创面G M C S F 表达均明显增高；创面形成后第1 天和第3 天，对照组小鼠创面 G M - C S F 表达显著高于D M 组。结论G M C S F 的低表达可能
3、与创面愈合早期炎症细胞浸润减少有关。 【关键词】糖尿病；创面愈合I粒一巨噬细胞集落刺激因子 【中图分类号】R - 3 3 ；R5 8 7 1【文献标识码】A【文章编号】1 6 7 2 - 3 5 1 1 ( 2 0 0 9 ) 1 1 - 1 8 5 3 - 0 3 R e l a t i o n s h i pb e t w e e nw o u n dh e a l i n go fd i a b e t e sm e l l i t u sa n d g r a n u l o e y t e - m a c r o p h a g ec o l o n y s t i m u l a
4、t i n gf a c t o r L IB i n g ，W UX i a o - y o n g ，X UL F h o n g ，e ta l ( 1 D e p a r t m e n to yB u r n s P l a s t i cS u r g e r y ，T h eP e o p l eH o s p i t a lo fJ i a n g y i n 。S o u t h e a s tU n i v e r s i t y ，J i a n g y i n2 1 4 4 0 0 ，J i a n g s u C h i n a ) A b s t r a c t O
5、 b j e c t i v eT os t u d yt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nw o u n dh e a l i n go fd i a b e t e sm e l l i t u sa n dg r a n u l o c y t e - m a c r o p h a g ec o l o n y - s t i m u l a t i n gf a c t o r M e t h o d s 7 0C 5 7 B L 6m i c ew e r ed i v i d e di n t oc o n t r o lg r o
6、u p ( i t = 3 5 ) a n dD Mg r o u p ( 靠 = 3 5 ) T h ea n i m a l sw e r em a d ef u l lt h i c k n e s ss k i nw o u n d ( O 8c m 0 8c m ) i ne a c hs i d eo fm i d l i n ea f t e rd e e pa n e s t h e - s i a T h ew o u n ds i t e sw e r ed i g i t a l l yp h o t o g r a p h e dt Oc a l c u l a t e
7、t h ep e r c e n t a g eo fw o u n dc l o s u r ec o m p u t e ri m a g ea n a l y s i s s o f t w a r e T h ec o n t e n tO fG M C S Fi nt h ew o u n dw a sm e a s u r e db yE L I S A R e s u l t sT h ew o u n dh e a l i n gi nD Mm i c ew a s s i g n i f i c a n t l yd e l a y e dc o m p a r e dw i
8、 t ht h a ti nt h ec o n t r o lm i c ef r o mt h et h i r dd a ya f t e rw o u n d i n g I nt h eD Mm i c e ，t h e1 e v e l so fG M - C S Fe x p r e s s i o nw e r em a r k e d l yi n c r e a s e df r o mt h ef i r s td a ya f t e rw o u n d i n ga n dd e c l i n e dt Ol o w e rl e v e l si nt h e
9、t W Og r o u p s A tt h ef i r s td a ya n dt h i r dd a ya f t e rw o u n d i n g ，G M - C S Fl e v e l si nD Mm i c ew e r es i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a n t h o s ei nt h ec o n t r o lm i c e C o n c l u s i o nT h ed e l a y e dw o u n dh e a l i n gi nD Mm i c em a yb el o w e re x p
10、 r e s s i o no fG M C S Fi n w o u n ds i t e K e yw o r d s D i a b e t e sm e l l i t u s ；W o u n dh e a l i n g ； G r a n u l o c y t e - m a e r o p h a g ec o l o n y - s t i m u l a t i n gf a c t o r 创面愈合是炎症细胞、修复细胞外基质以及细胞 因子共同参与并高度协调、相互调控的复杂过程，任 何一个环节的失控均有可能导致创面修复不良。糖 尿病创面延迟愈合的机制一直是近年来的研究热点
11、。 目前已经证实口 ，糖尿病的微血管病变、周围神经性 病变是糖尿病创面难愈的病理基础。因炎症细胞在 修复中发挥着极为重要的作用，而粒一巨噬细胞集落 刺激因子( G M C S F ) 是重要的炎症细胞趋化和活化因 子，由于G M - C S F 是炎症细胞的趋化因子和激活 因子，而炎症细胞是G M - C S F 的靶细胞。故我们认 基金项目，东南大学附属江阴医院立项课题( N O t 澄政科2 0 0 7 6 1 ) 为，G M C S F 在调控修复细胞和炎症细胞的相互作用 方面可能起到了一定作用。本实验通过检测糖尿病 小鼠模型创面的G M C S F 表达，初步探讨其在糖尿病 创面延迟愈
12、合中的可能作用。 1 材料与方法 1 1 动物及分组雌性C 5 7 B L 6 小鼠7 0 只，8 1 0 周龄，体质量1 9 2 2g ，东南大学整形外科研究所提 供。 1 2 模型制备 1 2 1 分组模型制作7 0 只小鼠分成糖尿病模型组 ( D M 组，“ 一3 5 ) 和野生小鼠组( 对照组，7 = 3 5 ) 。 D M 组：小鼠腹腔内无菌注射无菌柠檬酸缓冲液配成 万方数据 1 8 5 4 西部医学2 0 0 9 年1 1 月第2 1 卷第1 1 期 M e dJW e s tC h i n a ，N o v e m b e r2 0 0 9 ，V 0 1 2 1 ，N o 1 1
13、 0 5 5 S T Z 溶液( S i g m a ，0 1m l 1 0g ，每日1 次，连 续6 日。注射前及注射停止后1 周经尾静脉采血测 定血糖。若诱导剂注射前基础血糖 O 0 5 ， 图2 ) 。 图1两组动物创面愈台率的变化 F i g u r e1W o u n dh e a l i n g 79l l1 3 T i m e ( d ) 田2 两组动物创面G M - C S F 表达的变化 F i g u r e2E x p r e s so fG M - C S Fa tw o u n ds u r f a c e 3 讨论 糖尿病创面延迟愈合的主要原因是血管、神经和 血糖等
14、多重因素导致细胞增殖受抑和胶原代谢障碍， 糖尿病创面主要采用传统处理。新开发的一些生长 因子类药物效果仍然值得商榷。由于创面生长是由 多细胞参与完成，单方向作用生长因子并不能促进糖 尿病创面愈合，已逐渐成为共识。因此，本实验将研 究转向多方向作用的细胞因子，希望从炎症反应和细 胞增殖等多重方向探讨糖尿病愈合的规律。 3 1有关G M C S FG M C S F 属于糖蛋白因子家 族，其在特有的激活信号作用下，被一系列细胞所合 成分泌。T 细胞、巨噬细胞、肥大细胞、内皮细胞、软 骨细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞都能够被诱导分泌 G M - C S F 蛋白。其中T 细胞和巨噬细胞可直接在免 疫应
15、答或炎症介质刺激过程中被激活分泌，而内皮细 胞，成纤维细胞、软骨细胞和平滑肌细胞则需要经细 胞因子如I L 2 1 和T N F 的诱导才能分泌 2 。另外，在 正常状况下，血循环中G M C S F 的浓度极低甚至难以 检测到，但在L P S 等物质的刺激下，其浓度可显著升 高 3 。创面上的G M - C S F 来源于上皮细胞、成纤维细 加 如 加 加 。 一j，嚣翻吝o。毫o2AM 万方数据 西部医学2 0 0 9 年1 1 月第2 1 卷第1 1 期 M e dJW e s tC h i n a ，N o v e m b e r2 0 0 9 ，V 0 1 2 1 ，N o 1 1
16、胞、血管内皮细胞以及炎症细胞( 如P M N 和M q D ，通 过自分泌作用并作用于这些细胞。人和小鼠G M - C S F 受体均由a 、B 两条链组成，其中a 链是连接亚单 位，负责和配体部分的结合，而B 链主要和信号转导有 关。单独a 链与配体的结合为低亲合力，p 链单独不 结合配体，但与a 链共同组成高亲和力受体，在信号转 导中起主要作用。在小鼠体内，若使得G M - C S F 受体 p 链的编码基因失活，则其表现型和G M - C S F2 2 的 小鼠是极其相似的 ，且在这种鼠的体内发现，除了 树突状细胞数量有少量降低外，并没有明显的对骨髓 细胞数量的影响。由此推测，G M C
17、 S F 在正常稳定的 髓细胞生成状态下并不起主要作用 4 。G M - C S F 不 仅能刺激造血祖细胞增殖、分化和成熟并从骨髓向外 周转移，而且在体外可以被用于刺激粒细胞和巨噬细 胞集落形成，促进巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细 胞及其他单核细胞的生成和分化，在细胞因子网络中 占有重要地位。实验证明，G M - C S F 在免疫反应中可 促进体液免疫及细胞免疫的建立，可作为一种免疫佐 剂以及将其作为免疫基因治疗途径的一部分来研究。 近年来，G M C S F 作为肿瘤疫苗和细胞疫苗的组成部 分而发挥抗肿瘤作用。 3 2G M - C S F 在创面愈合中的作用 3 2 1G M - C
18、S F 与创面愈合G M - C S F 可以被许多 创面修复过程中的细胞成分( 角质化细胞、内皮细胞、 成纤维细胞、树突状细胞及巨噬细胞等) 分泌，所以推 测其是创面愈合中一种极其重要的生长因子。动物 实验证明，外源性局部应用G M - C S F 于动物的外科切 口和类固醇激素处理致单核细胞缺乏的动物，可以促 进其创区的愈合嘲。M a n n 等分析认为机制如下： G M - C S F 可以刺激人角质化细胞和内皮细胞的增殖 和迁移，这样便加速了创面的再上皮化进程。G M C S F 可以加速并诱导内皮细胞的增殖和迁移，从而加 速新生血管化的进程。D i n e 等 5 发现局部应用G M
19、 C S F 可以明显提高手术中因放射、局部缺血因素及长 期应用糖皮质激素治疗导致的肠吻合不良的愈合，同 时对正常的肠吻合创面也有促进愈合作用。 3 2 2 G M - C S F 与糖尿病创面的愈合大量的实验 和临床研究报道，G M C S F 具有促进创面愈合的作 用，且创周皮下注射r G M C S F 比局部外敷更有效。 因为注射途径可以保证最大量的药物转运及渗透人 创区发挥药效，不仅创面愈合速率要比局部外用药 快，而且用药剂量更加容易标准化。糖尿病患者中性 粒细胞功能的受损导致了创面的延迟愈合，C a n t u r k 等通过对实验糖尿病鼠的切口模型全身应用G M 一 1 8 5
20、5 C S F 随机对照实验结果显示：糖尿病鼠的中性粒细 胞计数下降，G M - C S F 治疗组中性粒细胞计数及其吞 噬功能明显增高。糖尿病鼠创区羟脯氨酸的水平 明显低于用药组，表明G M C S F 对于创面愈合有促进 作用，且对患有糖尿病等全身疾病伴发的难愈创面有 促进作用。R e m e s 等观察临床两位因糖尿病脂性渐 进性坏死导致下肢慢性迁延不愈创面的胰岛素依赖 型糖尿病患者，在溃疡局部连续应用r H u G M C S F 后 1 0 周创面愈合，从而推论局部应用G M C S F 可能是 治疗糖尿病患者伴发慢性迁延不愈创面的一种有效 方法。本实验亦证明G M C S F 对创
21、面恢复有利。 3 3 G M - C S F 在糖尿病创面愈合中的作用机制 G M C S F 对创面愈合必须的多细胞环节( 如对朗格汉 斯细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、成纤维细胞和内皮细 胞) 具有化学趋化作用，使上述细胞浸润于创面而加 快启动了糖尿病创面愈合的进程；其次是G M 2 - S F 具 有直接刺激创面修复细胞增殖的作用 6 。在非糖尿 病创面上，G M - C S F 可促进创区巨噬细胞的浸润，通 过趋化和激活成纤维细胞促进创区胶原的合成。 4 结论 G M - C S F 具有促进糖尿病创面再上皮化的作用。 而G M - C S F 的低表达可能与创面愈合早期炎症细胞 浸润减少
22、有关。 【参考文献】 1 - 1 C l a x t o nM J ，A r m s t r o n gD G ，B o u h o nA J ，e ta 1 H e a l i n gt h ed i a b e t i ew o u n da n dk e e pi n gi th e a l e d ；m o d a l i t i e sf o rt h ee a r l y2 1s t c e n t u r y J , C u r r D i a bR e p ，2 0 0 2 ，2 ( 6 ) 1 5 1 0 5 1 8 2 H a m i l t o nJ A G M C S
23、Fi ni n f l a m m a t i o na n da u t o i m m u n i t y 刀 T r e n d s l m m u n o l 。2 0 0 2 ，2 3 ：4 0 3 4 0 8 3 3 H a m i l t o nJ A 。A n d e r s o nG P G M 2 C S Fb i o l o g y J G r o w t hF a e - t o r s 。2 0 0 4 ，2 2 2 2 5 - 2 3 1 4 3 A s a iJ 。T a k e n a k aH ，I c h i h a s h iK 。e t a l S u
24、c c e s s f u lt r e a t m e n to f d i a b e t i cg a n g r e n ew i t ht o pi c a la p pl i c a t i o no fam i x t u r eo fp e r i p h - e r a lb l o o dm o n o n u c l e a rc e i l sa n db a s i cf i b r o b l a s tg r o w t hf a c t o r J J D e r m a t o l 。2 0 0 6 ，3 3 ( 5 ) t3 4 9 3 5 2 5 D i
25、n eS ，A l a g o lH ，G u l c e l i kM A ，e t a l L o c a l l ya p pl i e dg r a n u l o c y t em a c r o p h a g ec o l o n ys t i m u l a t i n gf a c t o ri m pr o v e st h ei m p a i r e d b o w e la n a s t o m o s e si nr a t sw i t hI o n gt e r me o r t i c o s t e r o i dt r e a t m e n t J w
26、 o r l dJ S u r g ，2 0 0 2 ，2 6 ：1 2 0 8 - 1 2 1 3 6 M a n nA ，B r e u h a h nK ，S c h i r m a e h e rP ，e ta 1 K e r a t i n o e y t e 2 d e f i v e dg r a n u l o c y t e 2 m a c r o p h a g ec o l o n ys t i m u l a t i n gf a c t o r a c c e l e r a t e sw o u n dh e a l i n g ts t i m u l a t i o no fk e r a t i n o e y t ePr o l i f e r a t l o n ，g r a n u l a t i o nt i s s u e f o r m a t i o n 。a n dv a s e u l a r i z a t i o n J JI n - v e s tD e r m a t o l ，2 0 0 1 ，1 1 7 ( 6 ) I1 3 8 2 1 3 9 0 ( 收稿日期t2 0 0 8 0 9 2 8 ，编辑：母存培) 万方数据