重组人酸性成纤维细胞生长因子通过抑制NLRP3炎症小体通路促进糖尿病急性伤口愈合

糖尿病伤口难愈是临床重大挑战，本研究聚焦炎症慢性化这一关键环节。深圳大学附属第一医院团队通过动物实验证实，重组人酸性成纤维细胞生长因子(rhaFGF)能显著抑制NLRP3炎症小体激活，降低IL-6、TNF-α等促炎因子表达，逆转高糖环境下细胞增殖迁移抑制，从而阻断急性炎症向慢性炎症转化。该研究为糖尿病伤口防治提供了新靶点，发表于《Scientific Reports》。

　　

在全球范围内，糖尿病及其并发症正成为日益严重的公共卫生问题。据统计，目前全球有5.37亿成年人患有糖尿病，每年因糖尿病及其并发症导致的死亡人数高达670万。中国的情况尤为严峻，过去十年间糖尿病患者数量从9000万激增至1.4亿。糖尿病足作为最常见的慢性伤口之一，是导致糖尿病患者住院、截肢甚至死亡的主要原因。约30%的糖尿病患者会出现糖尿病足溃疡，这不仅严重影响患者预后，也给社会带来巨大的经济负担。

伤口慢性化是指伤口无法按照正常、有序和及时的过程实现解剖和功能的完整性，从急性状态转变为延迟愈合或不愈合的慢性伤口。糖尿病伤口延迟愈合涉及复杂的机制，包括血管形成受损、局部缺血、再灌注损伤以及细胞功能老化等。然而，炎症反应对糖尿病急性伤口愈合的贡献在很大程度上被忽视了。

炎症在伤口愈合中是一把双刃剑，既有清除碎片和细菌、吸引修复细胞到伤口区域的有益初始炎症反应，也有作为慢性伤口主要罪魁祸首的有害持续和过度炎症。许多研究表明炎症小体是多种疾病的重要原因，同时也参与伤口愈合过程。NLRP3是一种含有NACHT、LRR和PYD结构域的蛋白3，其在炎症中的作用已被广泛研究。它独特地识别损伤相关分子模式(DAMPs)，在急性炎症阶段，NLRP3在促炎性巨噬细胞中表达，导致炎症介质的产生、巨噬细胞募集和极化为促炎介质。

在这项研究中，深圳大学附属第一医院急诊医学科的Ting Pang、Yuankai Shao、Li Zhou等研究人员假设重组人酸性成纤维细胞生长因子(rhaFGF)可能通过抑制过度炎症和预防急性伤口慢性化的发生来促进糖尿病伤口愈合。

研究人员通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病小鼠模型，并在其后肢爪部创建急性伤口。将小鼠分为四组：对照组(Con)、对照组+rhaFGF(Con+rhaFGF)、糖尿病组(DM)和糖尿病组+rhaFGF(DM+rhaFGF)。每天在伤口表面给予rhaFGF(0.08μg/cm²)或PBS，持续14天。使用ELISA检测血清和组织中IL-6和TNF-α的水平，通过Western blot分析检测组织中NLRP3炎症小体成分(NLRP3、ASC和caspase-1)和促炎细胞因子(IL-1β、IL-18)。使用CCK8实验和细胞迁移实验分别评估HUVEC(人脐静脉内皮细胞)、HFF(人真皮成纤维细胞)和HaCaT(人角质形成细胞)细胞的增殖和迁移能力。

研究结果显示，糖尿病组的伤口愈合率显著降低，而rhaFGF治疗7天及以上时间可有效缓解这种情况。值得注意的是，在伤口创建后第7天，糖尿病组中IL-6和TNF-α的水平以及NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β和IL-18的表达显著增加，而rhaFGF治疗显著抑制了这些变化。此外，当HUVEC、HFF和HaCaT细胞暴露于高糖和LPS条件下时，这些细胞的增殖和迁移能力显著受到抑制，而rhaFGF治疗有效逆转了这种抑制。

在机制方面，研究发现rhaFGF可能通过抑制NLRP3炎症小体信号通路促进伤口愈合。Western blot分析显示，与对照组相比，糖尿病小鼠的NLRP3表达显著增加，而rhaFGF治疗显著降低了NLRP3蛋白水平。同样，下游炎症小体成分ASC和Caspase-1的表达在DM+rhaFGF组中显著低于DM组。此外，NLRP3炎症小体活性的两个重要标志物IL-18和IL-1β的水平在糖尿病组中显著升高，而rhaFGF治疗显著降低了IL-18和IL-1β的表达。

这项研究有几个重要发现：首先，rhaFGF能显著促进糖尿病伤口的愈合；其次，rhaFGF能促进伤口愈合相关细胞的增殖和迁移；第三，rhaFGF能降低糖尿病小鼠中的促炎因子；第四，rhaFGF能抑制糖尿病小鼠中的NLRP3炎症小体。

研究的讨论部分指出，糖尿病伤口由于长期暴露于高糖环境，巨噬细胞功能发生变化，阻止了从炎症期向增殖期的转变，导致持续性炎症和过度反应。这导致促炎细胞因子分泌增加，降低了它们清除感染的能力，延迟了修复过程。此外，伤口愈合细胞功能的变化导致内皮细胞和角质形成细胞的迁移和增殖减少，导致伤口再上皮化不足，影响伤口愈合。

这项研究也存在一些局限性：首先，仅使用了动物模型，未来需要在人类临床伤口中进行进一步研究；其次，单细胞培养模型不能完全捕捉HUVEC、HaCat和HFF在体内人类肉芽组织环境中的复杂相互作用；第三，14天的研究持续时间限制了对rhaFGF长期效果的评估；第四，在探索NLRP3炎症小体在rhaFGF诱导的糖尿病急性慢性伤口中的机制时，没有使用NLRP3基因敲除或阻断实验；最后，研究仅关注糖尿病伤口，排除了其他慢性伤口类型。

总之，这项研究证明外源性rhaFGF可以有效防止炎症持续，从而阻止糖尿病急性伤口向慢性伤口转变，这可能与抑制NLRP3炎症小体通路激活有关。此外，rhaFGF被证明可以抑制HG+LPS(体外模拟糖尿病伤口)环境下细胞增殖和迁移能力的下降。该研究为rhaFGF应用于预防以抑制炎症慢性化为靶点的难愈性糖尿病伤口的发展提供了初步的理论支持。