糖尿病伤口愈合的新希望：阻断 CXXC5 的神奇功效

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【字体：大中小】 时间：2025年02月26日 来源：Cell Communication and Signaling 8.2

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　　为解决糖尿病伤口愈合难题，南京鼓楼医院的研究人员开展 CXXC5 对糖尿病伤口愈合影响的研究，发现阻断 CXXC5 可激活相关信号通路促进伤口愈合，为治疗提供新方向。

　　糖尿病，这个全球范围内的健康 “杀手”，正严重威胁着人们的身体健康。其中，糖尿病引发的慢性伤口愈合问题，更是让众多患者苦不堪言。想象一下，小小的伤口在普通人身上可能几天就愈合了，但对于糖尿病患者来说，却可能变成久治不愈的溃疡，甚至面临截肢的风险，这不仅极大地降低了患者的生活质量，还给他们带来了沉重的心理负担。目前，糖尿病伤口的治疗手段十分有限，常规的血糖控制和坏死组织清除等方法，并不能有效促进伤口的愈合，患者迫切需要更有效的治疗方案。

在这样的背景下，南京鼓楼医院的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于 CXXC5 蛋白，深入探究其在糖尿病伤口愈合过程中的作用机制。经过一系列严谨的实验研究，研究人员发现，阻断 CXXC5 的功能能够激活 Wnt/β -catenin、VEGFA/VEGFR2 和 NFκB 信号通路，进而诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化，促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的迁移和管腔形成，最终显著促进糖尿病慢性伤口的愈合。这一发现，无疑为糖尿病伤口愈合的治疗开辟了新的道路，给众多患者带来了新的希望。

该研究成果为糖尿病伤口愈合的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略，有望推动糖尿病伤口治疗领域的进一步发展。目前暂未提及论文发表在哪个期刊。

研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：细胞实验，使用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人真皮成纤维细胞（HDFs）进行体外实验；动物实验，构建糖尿病小鼠模型进行体内研究；分子生物学技术，如蛋白质免疫印迹法（Western blotting）、免疫荧光（immunofluorescence，IF）、定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcription - PCR，qRT - PCR）等检测相关蛋白和基因表达；还进行了 mRNA 文库构建测序及数据分析等。

下面具体来看研究结果：

糖尿病小鼠显示慢性伤口愈合：通过在小鼠背部制造伤口模型，对比正常（CON）和糖尿病（DM）小鼠的伤口愈合情况。结果发现，DM 小鼠伤口愈合速度明显慢于 CON 小鼠，在伤口愈合的第 3、7、10 和 14 天，CON 小鼠的伤口尺寸显著减小。Masson 染色（MT staining）显示，DM 小鼠伤口处的胶原沉积明显减少；苏木精 - 伊红染色（HE staining）表明，DM 小鼠伤口边缘的间隙较大。此外，研究还发现，DM 小鼠皮肤组织中 CXXC5 的表达升高，而 β - catenin 和角蛋白 14 的表达则呈现相反的趋势。由此得出结论，DM 小鼠在伤口愈合过程中，伤口闭合速度较慢，胶原沉积较少，且皮肤组织中 CXXC5 的表达较高。
KY19382 促进糖尿病小鼠伤口闭合：鉴于糖尿病小鼠伤口周围 CXXC5 的上调，研究人员推测阻断 CXXC5 的功能可能有助于促进皮肤愈合。于是，他们使用小分子 KY19382 对小鼠背部伤口进行局部处理。结果显示，接受 KY19382 处理的 DM + KY19382 组小鼠伤口修复情况更好。MT 染色分析表明，该组伤口的胶原沉积比 DM + Vehicle 组更多；免疫组织化学染色（IHC staining）发现，DM + KY19382 组小鼠伤口周围组织中 VEGFA 和 CD31 的表达更高；HE 染色显示，KY19382 处理的伤口边缘距离更短。此外，蛋白质免疫印迹法（WB）和免疫荧光（IF）检测发现，DM + KY19382 组中肌成纤维细胞标记物（Col1a1、α - SMA）、伤口愈合标记物（角蛋白 14）和 β - catenin 的水平均高于 DM + Vehicle 组。这表明，KY19382 可通过上调 Wnt/β - catenin 信号通路，促进再上皮化、胶原沉积和血管生成，从而加速皮肤愈合过程。
敲低 CXXC5 通过 Wnt/β - catenin 信号通路增强 HDFs 的生长和迁移：为揭示 CXXC5 影响伤口愈合的分子机制，研究人员对用 shCXXC5 或 shCON 处理的 HDFs 进行 RNA 测序分析。结果显示，敲低 CXXC5 后，有 1039 个基因显著上调，958 个基因显著下调，且上调的基因主要与伤口愈合相关。KEGG 通路富集分析表明，这些增加的基因在 Wnt/β - catenin 信号通路等多个通路中积累。通过慢病毒转染敲低 HDFs 中的 CXXC5，蛋白质免疫印迹法检测发现，CXXC5 被有效敲低，同时肌成纤维细胞标记物（CoL1a1 和 α - SMA）和 β - catenin 的表达升高。细胞免疫荧光证实，shCXXC5 处理组 HDFs 中 CXXC5 的荧光减弱；细胞质和细胞核分离实验表明，shCXXC5 促进了 β - catenin 向细胞核的聚集。划痕实验和 Transwell 实验显示，敲低 CXXC5 显著促进了 HDFs 的迁移。进一步用 Wnt/β - catenin 信号通路特异性抑制剂 MSAB 处理 HDFs，发现 MSAB 可有效阻断 shCXXC5 诱导的 HDFs 激活标记物的表达，抑制 β - catenin 的增加，并显著抑制 shCXXC5 诱导的 HDFs 迁移和增殖。这些结果表明，敲低 CXXC5 可促进 HDFs 的迁移和激活，这可能与 Wnt/β - catenin 信号通路有关，且 shCXXC5 通过 Wnt/β - catenin 信号通路直接诱导 HDFs 的激活。
shCXXC5 诱导的 HDFs 通过 NFκB 和 VEGFA/VEGFR2 信号通路激活 HUVECs：研究人员在研究敲低 CXXC5 对 HUVECs 的影响时发现，敲低 CXXC5 后，HUVECs 的新血管形成标记物 CD31 和 p - NFκB 显著降低，而 shCXXC5 诱导的 HDFs 中 VEGFA、VEGFR2 和 p - IκBα 的水平显著升高。基于此，研究人员推测 VEGFA 可能通过旁分泌方式影响 HUVECs 的生理功能。通过共培养实验发现，共培养 + shCXXC5 组的 HUVECs 中，p - NFκB 进入细胞核，荧光强度显著增强，细胞迁移和管腔形成能力也显著提高。用 NFκB 特异性抑制剂 BAY - 11 - 7082 处理 HUVECs 后，共培养 + shCXXC5 组中 CD31 和 IκBα 磷酸化水平的增加被抑制。此外，免疫沉淀分析（IP analysis）显示，共培养 + shCXXC5 处理增加了 HUVECs 中 VEGFR2 和 VEGFA 的结合。综上所述，虽然敲低 CXXC5 在 HUVECs 中可能有负面影响，但细胞间相互作用不可忽视，共培养 + shCXXC5 可通过 NFκB 和 VEGFA/VEGFR2 信号通路激活 HUVECs。
KY19382 通过阻碍 CTBP1 转录释放 NFκB 促进 HUVECs 迁移和增殖：为阐明 CXXC5 在 HUVECs 中的分子机制，研究人员使用能特异性阻断 CXXC5 与 Dvl 相互作用的抑制剂 KY19382 处理 HUVECs。蛋白质免疫印迹法分析显示，用 KY19382 处理的 HUVECs 中，新血管标记物 CD31、促血管生成因子 VRGFA、VEGFR2 和细胞增殖生物标志物 PCNA 的水平显著升高，NFκB 和 IKKα 的磷酸化水平也显著增加。用 NFκB 抑制剂 BAY - 11 - 7082 处理 KY19382 诱导的 HUVECs 后，BAY - 11 - 7082 有效阻断了 KY19382 诱导的 NFκB 磷酸化，消除了 KY19382 诱导的 VEGFR2、CD31 和 VEGFA 表达的促进作用，并显著抑制了 KY19382 促进的 HUVECs 迁移和血管生成。此外，研究还发现，KY19382 诱导的 HUVECs 中 CTBP1 表达降低，免疫沉淀实验表明，KY19382 增强了 CTBP1 与 IκBα 的相互作用，减少了 CTBP1 与 NFκB 的结合。这些结果表明，KY19382 通过激活 NFκB 信号通路，刺激 HUVECs 的迁移、增殖和血管生成。
KY19382 通过阻碍 CTBP1 转录稳定 β - catenin 诱导 HDFs 激活：进一步研究 KY19382 在 HDFs 中的促愈合功能机制，用不同浓度的 KY19382 处理 HDFs 后发现，0.1 mM 的 KY19382 可使 HDFs 中肌成纤维细胞标记物（Col1a1、α - SMA）、β - catenin、Wnt 信号通路转录因子 TCF1/TCF7 和细胞增殖生物标志物 PCNA 的水平显著增加，且这种增加可被 Wnt/β - catenin 抑制剂 MSAB 消除。亚细胞分离实验显示，KY19382 触发了 β - catenin 向细胞核的定位，也可被 MSAB 消除。MSAB 还显著抑制了 KY19382 促进的 HDFs 迁移。免疫沉淀实验表明，KY19382 处理后，CTBP1 与 β - catenin 的相互作用减弱。由此推测，抑制 CXXC5 可能通过减少抑制因子 CTBP1 与 β - catenin 的相互作用，促进 β - catenin 向细胞核的转运。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，糖尿病皮肤修复是一个复杂的过程，涉及多个阶段和多种信号通路。本研究发现，CXXC5 在糖尿病伤口愈合中起着关键的调节作用，阻断其功能可激活多个重要信号通路，促进伤口愈合。这为糖尿病伤口愈合的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗靶点。然而，研究也存在一定的局限性，如仅聚焦于高糖环境下 HDFs 和 HUVECs 的分子机制，未来还需进一步研究 CXXC5 在糖尿病和正常小鼠中的不同功能，以及其对皮肤愈合其他阶段（如炎症阶段）的影响。此外，开发将特定小干扰 RNA 与生物医学材料实际整合用于临床的新平台也具有重要意义。

总之，这项研究成果为糖尿病伤口愈合的治疗带来了新的曙光，为后续的临床研究和治疗提供了重要的理论基础和方向，有望在未来改善糖尿病患者的生活质量，减少糖尿病伤口相关并发症的发生。

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