诊断超声联合微泡通过miR-26b-5p介导的GSK3β抑制促进伤口愈合的机制研究

《Scientific Reports》：Diagnostic ultrasound-microbubble therapy promotes wound healing through miR-26b-5p-mediated GSK3β suppression

本研究针对难愈性伤口带来的沉重临床负担，探索了诊断超声联合微泡（USMB）这一非侵入性治疗新策略。研究人员通过大鼠急性伤口模型证实，USMB治疗可显著加速伤口愈合进程，并首次揭示该过程与miR-26b-5p下调及其对GSK3β的靶向抑制作用密切相关，从而激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路。该发现为超声微泡疗法的临床转化提供了重要的理论依据。

　　

皮肤伤口的修复是一个复杂而精细的生物学过程，涉及炎症反应、细胞增殖、血管新生、上皮化和胶原重塑等多个阶段。一旦这一过程被延迟或打乱，便可能导致伤口愈合障碍，形成难愈性创面。在全球范围内，伤口护理的经济负担高达数十亿美元，而我国每年约有1亿患者需要接受伤口修复干预，皮肤创伤相关死亡占总死亡率的10%，这已成为一个不容忽视的公共卫生问题。

目前，临床针对难愈性伤口的治疗手段多样，包括局部清创、敷料治疗、血管介入、负压伤口治疗、高压氧治疗、干细胞移植和胫骨横向骨搬移技术等。然而，这些方法普遍面临医疗成本高、疗效不尽人意以及并发症发生率高的问题。因此，开发创新性治疗替代方案显得尤为迫切。

诊断超声结合微泡对比剂（USMB）作为一种非侵入性技术，通过超声介导的血流增强效应改善组织灌注，其机制涉及空化效应产生的机械力作用于血管内皮细胞，进而激活PI3K-Akt-eNOS等信号通路。更重要的是，这些物理信号可转化为生物信号，通过调控转录因子活性和表观遗传修饰，影响微RNA（miRNA）的表达谱。已有研究表明，超声或机械力可调节miR-126、miR-21等血管生成相关miRNA，但USMB是否通过调控特定miRNA影响急性伤口愈合，其具体靶点和机制尚不明确。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，西部战区总医院超声科陈忠教授和黄楠博士团队通过建立大鼠急性全层皮肤缺损模型，系统评估了USMB对伤口愈合的促进作用，并深入探讨了其潜在的分子机制。

研究人员采用的主要技术方法包括：建立大鼠急性全层皮肤缺损模型，使用集成式超声诊断治疗系统进行USMB干预，通过超声造影定量分析组织血流灌注，利用组织病理学染色（HE和Masson染色）评估上皮化和胶原沉积，采用免疫组化检测CD31标记的微血管密度，通过ELISA法测定炎症因子（IL-1β、TNF-α）和生长因子（TGF-β、VEGF）表达水平，运用高通量miRNA测序筛选差异表达miRNA，并通过生物信息学分析和双荧光素酶报告基因实验验证miRNA与靶基因的相互作用，最后通过Western blot检测PI3K/Akt/GSK-3β信号通路关键蛋白的磷酸化水平。

USMB治疗增强大鼠伤口组织的局部血流灌注

研究团队首先通过超声造影评估了USMB对伤口局部血流灌注的即时影响。结果显示，在治疗后的第3天和第5天，USMB处理组的平均灰度值和曲线下面积（AUC）均显著高于治疗前水平，表明USMB能够持续增强伤口区域的血流灌注。

USMB疗法加速大鼠急性伤口愈合

宏观观察发现，USMB组在伤口闭合速度和愈合质量方面均表现出显著优势。至第4天，USMB组的愈合率已达约53%，明显高于单纯超声组（US组）和模型组。随着时间推移，这种优势更加明显，第8天时USMB组愈合率约80%，而US组和模型组分别为71%和55%。至实验终点（第12天），USMB组伤口几乎恢复正常，最终愈合率显著优于其他两组。

USMB促进大鼠伤口组织上皮化和胶原纤维沉积

组织学分析进一步证实了USMB的促进愈合作用。HE染色显示，USMB组在第4天即开始上皮化，第8天上皮化程度最为 advanced，肉芽组织间隙最窄。Masson染色表明，USMB组胶原纤维排列更紧密、含量更丰富，且均匀分布在全层皮肤中。

USMB处理显著增加组织中CD31和VEGF的表达

免疫组化结果显示，USMB组CD31标记的血管内皮细胞阳性表达在第4天和第8天显著增加，于第8天达到峰值。ELISA检测发现，USMB组VEGF表达在各时间点均高于模型组和US组，第8天达到最高水平，虽第12天略有下降，但仍维持较高水平。这些结果表明USMB治疗促进了伤口修复过程中的血管生成。

USMB处理增加组织中TGF-β的表达

炎症因子检测显示，USMB组促炎因子TNF-α和IL-1β水平随时间推移呈下降趋势，在各时间点均显著低于US组和模型组。相反，抗炎因子TGF-β在USMB组持续上升，第12天达到峰值，显著高于其他两组。

USMB促进伤口愈合：差异表达miRNA的分析与验证

为深入探讨USMB加速伤口愈合的机制，研究人员对伤口组织进行了高通量miRNA测序。结果显示，模型组与对照组相比有86个显著差异表达的miRNA，模型组与USMB组相比有29个差异表达的miRNA。交叉比对发现9个重叠的miRNA，其在模型组中的表达变化在USMB组中得到逆转。qRT-PCR验证证实了这9个miRNA的表达趋势与测序结果一致，其中miR-26b-5p的表达差异最为显著。

USMB促进伤口愈合的miRNA靶基因数据库分析

通过miRDB、miRWalk和TargetScan三个数据库预测这9个差异表达miRNA的靶基因，并利用Cytoscape软件按最大团中心性值排序。分析结果显示，rno-miR-26b-5p可能调控四个关键靶基因：Gsk3β、Bod1、Carm1和Hgf。

USMB通过rno-miR-26b-5p靶向GSK3β基因促进伤口愈合

双荧光素酶报告基因实验证实，miR-26b-5p可直接结合Gsk3β基因的3'非翻译区。在人脐静脉内皮细胞中抑制miR-26b-5p表达可上调GSK3β的mRNA和蛋白水平，而过表达miR-26b-5p则呈现相反趋势，表明miR-26b-5p介导了对Gsk3β的负向调控。

在动物模型中，Western blot分析显示，与对照组相比，模型组p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt和p-GSK3β/GSK3β比值显著降低，而USMB组这些磷酸化蛋白比值显著升高，表明USMB有效激活了伤口组织中的PI3K/Akt/GSK-3β信号通路。

研究结论与意义

本研究证实诊断超声联合微泡治疗可通过促进血管生成、减轻炎症反应和改善胶原沉积，有效加速急性伤口愈合过程。机制上，USMB可能通过下调miR-26b-5p，解除其对Gsk3β的抑制作用，进而激活PI3K/Akt/GSK-3β信号通路，从而促进伤口修复。

该研究的创新点在于首次将USMB这一非侵入性技术应用于急性伤口管理，并系统阐明了其通过miR-26b-5p-GSK3β轴调控伤口愈合的分子机制。这不仅为理解超声微泡疗法的生物学效应提供了新视角，也为难愈性伤口的临床治疗提供了潜在新策略。

然而，本研究仍存在一定局限性，如使用的是急性伤口模型而非感染性或难愈性伤口模型；缺乏关键分子的功能实验验证；未设置单独的微泡对照组等。未来的研究将聚焦于更多临床相关模型的应用，以及更深入的通路机制解析，以推动USMB治疗的临床转化。