负压机械信号通过HSP90/eNOS通路促进伤口血管新生的分子机制研究

为解决慢性伤口血管新生障碍这一临床难题，第四军医大学唐都医院团队通过多组学分析和机械信号模拟，揭示了负压伤口治疗(NPWT)通过GNAS/CREB1/HSP90轴激活eNOS Ser1177磷酸化的新机制。研究发现机械刺激促使HSP90竞争性解离Cav-1-eNOS复合物，显著提升血管内皮细胞迁移和管腔形成能力，为慢性伤口治疗提供了新的靶向干预策略。

　　

慢性伤口难以愈合是临床面临的重大挑战，其核心问题在于血管新生障碍导致的局部血供不足。尽管负压伤口治疗(NPWT)已被证实能促进伤口血管化，但其背后的生物力学机制始终是未解之谜。更关键的是，机械力如何转化为细胞内生化信号，进而调控血管内皮细胞行为？这一"力-生物学"转换过程缺乏系统阐释。

第四军医大学唐都医院的研究团队通过创新性的多学科交叉研究，首次揭示了NPWT通过GNAS/CREB1/HSP90信号轴激活eNOS Ser¹¹⁷⁷磷酸化的分子机制。研究人员开发了可精确调控负压参数的体外细胞拉伸模型，结合单细胞转录组测序、染色质免疫沉淀(ChIP)、免疫共沉淀(Co-IP)和分子对接等前沿技术，系统解析了机械力诱导血管新生的全过程。

研究首先通过临床样本和动物实验证实NPWT显著提升伤口微血管密度和血流灌注。体外实验显示40 mmHg间歇性负压最有效促进人真皮微血管内皮细胞(HDMECs)增殖迁移。蛋白质组学发现HSP90表达显著上调，其抑制剂17-AAG可逆转NPWT的促血管效应。机制研究表明，NPWT诱导的HSP90增加会竞争性结合Cav-1，解除Cav-1对eNOS的抑制，使eNOS Ser¹¹⁷⁷位点暴露并磷酸化。分子对接模拟揭示Cav-1通过疏水作用将eNOS Ser¹¹⁷⁷位点"掩埋"，而HSP90可破坏这一空间阻碍。

单细胞测序揭示NPWT使伤口中毛细血管内皮细胞(CapECs)比例增加3.2倍，细胞通讯分析显示内皮细胞-成纤维细胞-髓系细胞的交互网络显著增强。进一步研究发现膜蛋白GNAS是机械力感知的关键分子，其通过激活cAMP/CREB1信号促进HSP90转录。双荧光素酶报告基因和ChIP实验证实CREB1直接结合HSP90启动子区MA0018.1位点。

该研究创新性构建了"机械力-GNAS-cAMP-CREB1-HSP90-eNOS"的完整信号通路，阐明了NPWT促进伤口愈合的核心机制。特别值得注意的是，研究首次发现HSP90与Cav-1的竞争性结合是调控eNOS活性的关键开关，这为靶向干预血管功能障碍提供了新思路。此外，开发的梯度负压细胞培养系统实现了体外机械微环境的精确模拟，为生物力学研究提供了重要技术平台。

论文发表在《Journal of Advanced Research》，其科学价值在于：从分子层面解析了机械刺激促血管新生的转化机制；确立了HSP90/Cav-1/eNOS轴作为慢性伤口治疗的潜在靶点；为开发模拟NPWT效应的药物组合提供了理论依据。这些发现不仅推动了伤口愈合领域的认知边界，也为心血管疾病、糖尿病足等血管相关疾病的治疗策略开发提供了新视角。