《Journal of Tissue Viability》：Growth factors: Mechanistic insight of protein based biological macromolecules and its facets of delivery for diabetic wound healing
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一项近期研究发现，目前全球有5.366亿糖尿病患者，预计到2045年将增至7.832亿。研究人员利用Springer、Nature和PubMed数据库进行了广泛的文献调研，基于蛋白质类生物生长因子在糖尿病创面愈合中的有效性及可能的作用机制撰写了本综述。最常见的
一项近期研究发现，目前全球有5.366亿糖尿病患者，预计到2045年将增至7.832亿。研究人员利用Springer、Nature和PubMed数据库进行了广泛的文献调研，基于蛋白质类生物生长因子在糖尿病创面愈合中的有效性及可能的作用机制撰写了本综述。最常见的糖尿病创面类型是糖尿病足溃疡（DFU），其复发率为30%~50%。尤其在糖尿病创面中，生长因子（GFs）在不良创面愈合过程中扮演着重要角色。它们影响多种活动，包括炎症细胞、巨噬细胞等的变化。GFs能够加速并促进创面愈合。总之，所有生长因子均通过各种作用机制表现出有效的创面愈合反应，包括成纤维细胞增殖、增强增殖、肉芽组织形成、再上皮化、毛细血管密度增加、组织重塑、活性氧（ROS）解毒以及组织形成，这些作用在整合入多种新型药物递送系统（如微粒、水凝胶、支架及其他系统）后得以实现。未来，重组生长因子可能用于糖尿病创面（即急性或慢性创面）的愈合与管理。然而，仍需更多研究来确定这种联合治疗方法的有效性。这是一项有前景的研究，旨在确认重组生长因子的疗效和作用机制。
研究背景与问题
糖尿病是一种以高血糖为特征的复杂代谢性疾病，长期高血糖会导致蛋白质、脂类和碳水化合物代谢紊乱，进而引发多种并发症，包括心血管疾病、肾病、视网膜病变、神经病变和糖尿病创面。其中，糖尿病足溃疡（DFU）是最常见的糖尿病创面类型，复发率高达30%~50%。正常的创面愈合分为止血、炎症、增生和重塑四个阶段，但在糖尿病患者中，由于晚期糖基化终末产物（AGE）过度生成、新生血管不足、生长因子（GFs）浓度异常、代谢紊乱、基因表达异常以及血管形成缺陷等因素，创面愈合受到严重阻碍。传统医疗手段难以显著改善糖尿病创面的状态。近年来，基于生长因子（GFs）的治疗因其能够促进愈合各阶段的进程而备受关注。GFs通过调控炎症细胞、巨噬细胞等多种细胞的活性，参与创面修复。然而，仅有少数GF产品获批用于临床，面临患者依从性差、免疫原性风险、蛋白降解以及周围组织响应差异等问题。因此，深入了解糖尿病创面的特征、不同GFs的促愈作用以及可靠高效的GF递送机制，对于提出有效的GF治疗方案至关重要。
研究方法与技术
研究人员采用文献综述的方法，通过对Springer、Nature和PubMed等数据库中相关研究的广泛调研，系统总结了蛋白质类生物生长因子在糖尿病创面愈合中的作用机制及递送策略。关键技术方法包括：利用天然聚合物（如胶原、明胶、透明质酸、壳聚糖）和合成聚合物（如聚乳酸、聚己内酯、聚乙二醇）构建三维生物材料支架；采用静电纺丝技术制备纳米纤维膜；开发基于脂质体、固体脂质纳米粒（SLNs）、纳米结构脂质载体（NLCs）和微球的微粒递送系统；制备可注射水凝胶（如Pluronic-127/壳聚糖温敏水凝胶、羧甲基纤维素水凝胶等）；以及运用基因靶向递送技术，包括病毒载体（慢病毒、腺病毒、腺相关病毒）和非病毒化学载体（阳离子聚合物、脂质）进行局部转染，以实现GF基因的持续表达。
研究结果
2.1 血管内皮生长因子（VEGF）
研究表明，VEGF-A和VEGF-C在创面愈合中最为重要。VEGF-A由内皮细胞、角质形成细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、血小板、中性粒细胞和巨噬细胞产生，通过作用于受体促进内皮细胞趋化、增殖、分化和调节血管通透性。在非糖尿病创面中VEGF-A水平升高，可通过刺激血管生成改善组织灌注、重建微循环并提高创面氧张力。在糖尿病创面中，VEGF-A通过促进早期血管生成（尤其是内皮细胞迁移）来加速再上皮化和肉芽组织形成。经VEGF mRNA递送治疗后，糖尿病小鼠创面显示出更快的再上皮化和创面收缩。
2.2 血小板衍生生长因子（PDGF）
PDGF主要由血小板、巨噬细胞、内皮组织、成纤维细胞和角质形成细胞产生，存在于创面液中，损伤后由脱颗粒血小板释放。PDGF促进炎症介质的增殖和迁移，并通过刺激TGF-β等GFs的产生和释放来促进组织清创和肉芽组织生长。PDGF对成熟血管的生长也至关重要。PDGF与VEGF联用可显著改善糖尿病创面的血管生成和愈合。PDGF-BB能增强糖尿病大鼠创面愈合、促进血管生成、细胞增殖和上皮化，并使胶原纤维沉积更厚、排列更有序。临床研究显示，PDGF可显著降低糖尿病创面愈合时间并提高完全愈合的可能性。
2.3 表皮生长因子（EGF）
EGF家族成员（包括肝素结合EGF和TGF-α）通过与EGFR结合，引起二聚化和自身磷酸化，激活下游酪氨酸磷酸化信号。体外研究证实，EGFR激活促进角质形成细胞增殖和迁移，从而促进再上皮化。EGF由血小板、巨噬细胞和成纤维细胞产生，对角质形成细胞发挥旁分泌作用。在非糖尿病患者中，损伤后EGF过表达显著增强了创面再上皮化和抗张强度。然而，糖尿病创面中EGF水平降低，且大多数EGFR转位至细胞质而非定位于细胞膜。临床试验证明，局部应用EGF可增强糖尿病创面的上皮化并加速愈合。
2.4 成纤维细胞生长因子（FGF）
FGF家族中，FGF2（碱性FGF）、FGF7（KGF1）和FGF10（KGF2）在皮肤创面愈合中作用最大。FGF2主要促进肉芽组织形成、再上皮化以及基质形成和重塑。FGF7和FGF10不仅促进角质形成细胞增殖、迁移和再上皮化，还增强ROS解毒因子的转录。糖尿病导致FGF2缺乏，而局部应用FGF2可加速创面闭合。
2.5 转化生长因子-β（TGF-β）
TGF-β1和TGF-β2是创面愈合中的重要因子，能强效诱导整合素和细胞外基质蛋白的产生。损伤后血小板立即大量释放TGF-β1，创面基质中的潜伏型TGF-β则允许蛋白水解酶的逐步释放。TGF-β通过调节因子fork head box-1促进角质形成细胞运动，从而促进再上皮化。此外，TGF-β参与瘢痕组织形成、后续创面愈合、血管生成和肉芽组织形成。与其他减少的GFs相比，糖尿病创面中TGF-β未见上调，这可能是延缓愈合的因素之一。
2.6 肝细胞生长因子（HGF）
HGF通过作用于上皮细胞、角质形成细胞和内皮细胞，抑制炎症反应，参与肉芽组织形成、血管生成和再上皮化。虽然糖尿病创面中未观察到HGF水平改变，但通路的激活与失活之间的失衡似乎是愈合缓慢的原因。HGF还可协助其他GFs促进糖尿病患者的创面愈合。
2.7 神经生长因子（NGF）
创面发生时NGF水平升高。NGF mRNA存在于创缘新生的上皮细胞和成纤维细胞中，肉芽组织的肌成纤维细胞表达尤为强烈。NGF在创面愈合中主要影响角质形成细胞增殖、表皮干细胞增殖、分化和迁移、血管生成、纤维增生和外周神经再生。将NGF直接应用于糖尿病创面后，愈合率和有效率显著提高。
2.8 胰岛素样生长因子（IGF）
IGF-1和IGF-2具有调控全身细胞生长和分化的能力。正常皮肤中仅少数细胞表达IGF，但损伤后1~3天内，所有表皮细胞和部分炎症细胞均产生IGF。IGF-1已被证明可阻断凋亡通路、减少促炎细胞因子的产生并参与创面肉芽形成。糖尿病创面中IGFs的表达显著降低，且在成纤维细胞或表皮基底层中缺失。
2.9 结缔组织生长因子（CTGF）
CTGF可促进皮肤成纤维细胞的增殖和分化，参与细胞分化、炎症细胞趋化和细胞黏附。重组人CTGF在糖尿病创面中导致更好的IV型胶原积累和巨噬细胞浸润，并增强平滑肌肌动蛋白水平。
2.10 粒细胞集落刺激因子（G-CSF）
G-CSF主要参与创面的炎症反应并与中性粒细胞生成相关。随机临床试验证明G-CSF具有促进糖尿病创面愈合和抵抗感染的能力。
讨论与结论
研究人员指出，糖尿病创面中存在多种GFs缺乏，导致典型的GF调控愈合活动难以进行，从而阻碍了肉芽组织形成、止血、炎症、创面收缩、再上皮化和重塑等过程，并导致愈合延迟、组织缺氧、持续性炎症和创面感染。补充必要的GFs具有显著的促愈效果。GF的引入方式分为直接递送（局部涂抹或皮内注射）和利用生物材料递送两种。直接递送因蛋白水解和稳定性差而导致生物活性短暂，而将GFs整合入模拟细胞外基质的水凝胶、支架或微粒中，可实现持续释放。目前已开发的多种药物递送系统（DDSs）包括微粒（脂质体、SLNs、NLCs、微球）、支架（基于壳聚糖、胶原、透明质酸的薄膜和纳米纤维膜）、水凝胶（如Regranex?、Pluronic-127/壳聚糖水凝胶）以及其他系统（如凝聚层、融合蛋白、纳米纤维敷料）。此外，基因靶向递送通过局部转染互补DNA/治疗性转基因进入细胞，以提高GF信使RNA转录并维持局部高浓度GF，常用载体包括病毒载体（慢病毒、腺病毒、腺相关病毒）和化学载体（阳离子聚合物、脂质）。
研究结论：所有生长因子均通过各种作用机制表现出有效的创面愈合反应，包括成纤维细胞增殖、增强增殖细胞核抗原、肉芽组织形成、再上皮化、毛细血管密度增加、c-fos蛋白表达增加和ERK磷酸化、一氧化氮产生、TGF-β和转谷氨酰胺酶-II、胶原合成、组织重塑、ROS解毒以及组织形成，这些作用在整合入多样化的药物递送系统后得以实现。未来，重组生长因子可能用于糖尿病创面（急性或慢性创面）的愈合与管理，但仍需更多研究来确定联合治疗方法的效果。
