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中美学者研究发现:Foxo1分子可以促进糖尿病伤口愈合
2015-01-29 08:56:11来源:元素商城

元素百科资讯频道:本文主要讲了中美学者发现影响糖尿病伤口愈合的原因的文章。人们通常对于糖尿病的理解可能只知道它是不治之症,而对于患有糖尿病来说,痛苦远不止这些。糖尿病患者还会伴随截肢的危害。一直以来医学界研究人员都想解开糖尿病伤口愈合困难之谜。虽然有许多因素,但是引起这一现象的具体分子事件仍不清楚,用来治疗这些顽固性伤口的治疗方法也寥寥无几。

影响糖尿病伤口愈合的原因

糖尿病患者伤口愈合之谜

最近,来自大连理工大学、宾夕法尼亚大学牙医学院、北京大学口腔医学院和河北医科大学第四医院的科学家们,发现了一个关键的分子,可帮助解释糖尿病患者为什么会出现这种问题,并指出了一个帮助促进伤口愈合的治疗靶点。

相关研究结果发表在糖尿病领域国际顶尖杂志《Diabetes》,通讯作者是宾夕法尼亚大学牙医学院牙周病学系教授Dana T. Graves。Dana T. Graves教授在同行业以及高端杂志中发表了近150篇文章,研究主要以炎症、创伤、修复、糖尿病及其与牙周疾病的关系为主,在2014年7月他获得了国际牙科研究协会(IADR)颁发的杰出科学家奖,该奖项是国际牙科协会颁发的最高奖项。本文第一作者是大连理工大学生命科学和生物技术学院的Fanxing Xu。

在2013年发表的一项研究中,Graves及其同事发现,一个称为Foxo1的分子在伤口愈合中起着意想不到的作用(Foxo1指蛋白,FOXO1是指其编码基因)。虽然早期的研究结果表明它的存在可能不利于伤口愈合,但是该研究小组发现,事实上这个分子通过做两件有利的事情而促进伤口愈合:保护细胞免受氧化应激,诱导伤口愈合过程至关重要的一个分子TGF-β1。

然而,研究小组成员想知道,同样的因子是否引起糖尿病患者中观察到的伤口愈合不良。为了弄清这一点,他们比较了糖尿病小鼠和正常小鼠,麻醉状态下在它们的舌头上制造了一点小伤口。正如预期的那样,糖尿病小鼠比正常小鼠的伤口愈合更慢。

但是,当研究人员在角化细胞(组成外层的原代细胞)缺乏Foxo1的小鼠所繁殖的糖尿病小鼠当中进行同样的实验时,伤口愈合明显得以改善。令人惊讶的是,删除角化细胞中的FOXO1基因所产生的效果,在糖尿病小鼠和正常小鼠中是相反的。

为了更加深入地探讨减少Foxo1如何改善愈合能力,研究人员检测了伤口愈合的各个方面,重点是角化细胞运动到损伤留下的孔洞并填充它、细胞增殖以缩小差距,在这种情况下,舌头表面上的细胞层称为粘膜上皮。

Graves说:“伤口愈合的一个重要方面是,覆盖伤口以限制其暴露于环境当中,从而阻止它被微生物膜占据。”在观察糖尿病小鼠的时候,研究小组观察到,细胞移动(在较小程度上)和细胞增殖在糖尿病小鼠中是受抑制的,除非小鼠的角化细胞缺乏Foxo1,在这种情况下糖尿病的负面影响被大大逆转。

相同的反应也存在于培养的细胞中:与生长在标准溶液中的细胞相比,生长在高糖介质中的细胞运动和增殖能力受损。当Foxo1基因被沉默时,这种损害降低。另外的实验表明,信号分子CCL20和IL-36γ——两者都受Foxo1调控,在糖尿病损害细胞运动从而损害伤口愈合的过程中发挥作用。

FOXO1可以改善伤口愈合

研究人员表明,FOXO1可促进蛋白质TGF-β1的生产,以改善正常小鼠的伤口愈合,正如在2013年的研究中所看到的,但是它们不能在糖尿病伤口中诱导TGF-β1。相反,在糖尿病条件下,FOXO1可刺激CCL20和IL-36γ的生产增加,这会干扰角化细胞的迁移。因此,根据动物是正常的还是患有糖尿病,FOXO1从愈合的一个积极因素切换到一个负面因素。

Graves说:“根据伤口愈合反应,似乎Foxo1可能是受糖尿病状况影响的一个中央调控因子。这可能使其成为一个很好的药物靶标,我们可以通过局部给药,以减少糖尿病创面的全身效应。”

为了跟进这些发现,研究人员正在探索Foxo1基因在其他动物模型中的表现,以探讨一种人类药物的可能性。

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