非编码RNA及其递送载体在调节糖尿病创面管理炎症阶段中的机制概述

《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Mechanistic overview of non-coding RNAs and its delivery carriers in regulating the inflammatory phase in diabetic wound management

• 糖尿病患者通常表现出持续性的炎症反应，这会延缓伤口愈合。
• 由于高血糖导致的过量的活性氧（ROS）生成，细胞抗氧化防御机制不堪重负，从而加剧了氧化应激。
• 调节不当的长链非编码RNA（ncRNAs）会阻碍炎症的消退和中性粒细胞的募集转录途径。
• 由ncRNAs介导的递送载体能够精确地恢复异常的基因网络，改善糖尿病伤口（DWs）的愈合和组织再生。

**引言**
糖尿病是一种严重的慢性代谢疾病，其全球患病率正在上升（1）。根据国际糖尿病联合会（IDF）的最新统计数据，20至79岁之间有5.89亿人患有糖尿病，即每9人中就有1人患病。预计到2050年这一数字将上升到8.53亿（2）。根据IDF的报告，印度是东南亚地区7个国家和领土之一，也是该地区20至79岁成人糖尿病患者数量第二多的国家（3）。在糖尿病患者中，腿部和足部溃疡是最常见的损伤类型。神经损伤可能导致血液循环不良，从而使得微小损伤难以察觉，并使擦伤和脓疱愈合缓慢。这种情况可能有利于病变的扩散和感染，进而发展成糖尿病足溃疡（DFUs）（4, 5）。高达25%的糖尿病患者在其一生中会发展出足部溃疡（6）。DFUs是糖尿病常见的并发症，与更高的发病率和下肢截肢风险相关。最近的一项全球荟萃分析显示，溃疡的发生率为每千人每年10.93例（95%置信区间：6.67–17.91），截肢的发生率为每千人每年3.58例（95%置信区间：1.93–6.63）。此外，对49项研究的系统评价显示，DFUs的复发率为每人每年22.1%（7, 8）。在印度，大约25%的糖尿病患者会发展出DFUs，其中约20%的患者可能需要截肢（9）。一项针对印度的研究的荟萃分析报告称，DFUs的患病率为6.2%（95%置信区间：4.0-9.4%）（10）。在受影响的患者中，43.4%因为已有溃疡而需要截肢，42.4%的患者经历了溃疡的复发（11）。

1型和2型糖尿病都会损害血管和神经系统，最终降低皮肤在受伤后的再生能力（12）。作为身体最大且适应性最强的器官，皮肤在抵御外部影响方面起着至关重要的作用（13）。受伤后的有效愈合依赖于一系列有序的生理过程，包括止血、炎症、增殖和重塑（14）。炎症阶段启动了免疫防御机制，并清除坏死组织和感染源（15）。在糖尿病伤口（DWs）中，免疫功能受损会显著延缓愈合进程，阻碍从炎症向增殖阶段的转变（16）。特别是，葡萄糖代谢异常会导致高血糖状态，进一步阻碍愈合，并可能导致慢性伤口（17）。此外，高血糖环境有利于生物膜的形成、氧化应激和活性氧（ROS）的产生（18）。在这种条件下形成的晚期糖基化终产物（AGEs）会改变细胞外基质（ECM）的结构，限制免疫细胞的移动并降低其清除感染的能力（19）。此外，慢性DWs中的M1巨噬细胞产生的细胞因子会招募循环中的单核细胞并促进它们分化为M1巨噬细胞，形成正反馈循环，加剧炎症。这种高M1/M2比例的状态会促进慢性、不愈合的伤口形成（20）。在整个愈合过程中，巨噬细胞需要向M2表型转变。然而，DWs中的代谢障碍常常使巨噬细胞保持在持续的M1状态，导致炎症持续且过度（21）。传统上使用抗生素治疗DFUs的方法受到细菌持续感染、生物膜形成和抗菌素耐药性的影响，从而导致伤口愈合缓慢且治疗效果不佳。传统抗生素主要针对细菌感染，但无法单独恢复基本的糖尿病伤口微环境，包括抑制的组织再生和持续的炎症（22）。基于生长因子的DFUs治疗方法受到蛋白质水解降解、难以渗透深层伤口组织、小型临床试验证据不足以及需要多次给药的限制（23）。

**ncRNAs与伤口愈合**
重要的伤口愈合事件受到非编码RNA（ncRNAs）如miRNAs、lncRNAs和circRNAs的影响（24）。miRNAs是一种长度约为20-24个核苷酸的小型单链ncRNA分子，通过调控mRNA表达来发挥作用（25）。尽管它们不编码蛋白质，但这些非编码RNA通过影响某些信号通路来调控细胞和组织的增殖、凋亡和分化（26）。总体而言，这些非编码RNA在伤口愈合过程中起着关键调节作用，涉及炎症、血管生成和组织重塑等重要过程（27）。通过影响内皮细胞、成纤维细胞、角质形成细胞和免疫细胞等愈合相关细胞的活性，miRNAs在糖尿病伤口愈合（DWH）过程中起到关键中介作用（27）。长链非编码RNA（lncRNAs）和环状RNA（circRNAs）通过作为miRNAs的“海绵”间接调节目标基因的表达，从而影响炎症、增殖、凋亡、迁移和分化等各种关键过程（28）。在DWs中，持续的炎症阶段也可能源于ncRNAs的表达失调，干扰了炎症的正常进展和消退（29）。虽然许多研究探讨了ncRNAs在DWH中的作用，但大多数研究仅提供了对慢性炎症的片段化理解。有些研究主要关注ncRNAs在DWH中的失调情况，而非具体的调控机制和治疗策略（30）。一些研究关注DWH的基因治疗，描述了miRNAs、lncRNAs和circRNAs的靶点及其病毒和非病毒递送系统以改善血管生成和组织再生，而不是将ncRNAs视为炎症阶段的特异性调节因子（31）。还有一些研究讨论了miRNAs介导的机制和递送策略在糖尿病伤口中的应用，但lncRNAs和circRNAs在DWs进展和治疗管理中的作用仍未得到充分研究（12）。另有研究将外泌体中的ncRNA cargo确定为巨噬细胞重新编程和炎症减轻的关键因素，但未明确糖尿病伤口的具体炎症亚阶段（32）。另一项研究评估了干细胞来源的外泌体递送ncRNA cargo以调控伤口愈合的各个阶段，但未涉及糖尿病伤口特异性炎症阶段的调控（33）。还有一些研究描述了伤口的空间炎症进展，区分了早期反应不足和可以通过巨噬细胞为中心的策略来解决的过度慢性炎症（16）。

因此，本综述旨在通过提供关于miRNAs、lncRNAs和circRNAs等ncRNAs调控机制的深入见解，特别是其在糖尿病伤口炎症阶段的调节作用，来填补这些空白。此外，本综述还强调了多种旨在加速伤口愈合的ncRNA介导的递送载体，通过恢复分子平衡和提高组织愈合效率来发挥作用。它还审视了现有的临床前和临床证据，强调了ncRNAs作为糖尿病伤口治疗中有前景的靶点和干预措施。

**方法**
进行了一项系统性文献回顾，以识别2016年至2026年间发表的相关ncRNA介导的炎症调节和递送载体研究，重点关注“糖尿病伤口”、“伤口愈合”、“糖尿病足溃疡”、“ncRNAs”、“miRNAs”、“lncRNAs”、“circRNAs”、“水凝胶”、“ extracellular vesicles”、“金属纳米颗粒”、“脂质体”、“慢病毒”、“质粒”和“外泌体”等关键词的组合。纳入的研究涵盖了伤口愈合、糖尿病伤口、ncRNA介导的炎症调控的分子机制、基于ncRNA的递送系统、伤口愈合结果以及这些方法在管理糖尿病伤口方面的临床和转化应用。排除那些语言不是英语且未提供足够材料或生物学数据的研究文章和论文。

**伤口愈合过程**
伤口愈合是一个动态且复杂的过程，涉及多个途径的协同作用，并受多种内部和外部因素的影响（34）。正常伤口的愈合过程包括四个连续阶段：止血、炎症、增殖和重塑（15）。正常伤口愈合过程如图1所示。

**慢性炎症对糖尿病伤口的影响**
伤口的有效愈合依赖于可控的炎症反应，急性伤口在炎症期间表现出强烈但短暂的炎症反应，使中性粒细胞和单核细胞能够清除受损组织和微生物（57）。与急性伤口不同，糖尿病伤口（DWs）的特点是存在大量巨噬细胞和中性粒细胞，这些细胞维持着炎症状态（图2）（16）。这种异常反应会扰乱愈合过程并增加慢性伤口的风险（58）。

**非编码RNA与糖尿病伤口**
编码RNA由核糖体翻译成蛋白质，而非编码RNA（ncRNAs）则不进行翻译，主要在多个层面调控基因表达（78）。ncRNAs占细胞总RNA的约99%，在许多细胞功能中起着关键作用。不同类型的ncRNAs，如lncRNAs、circRNAs和miRNAs，在大小、结构和作用方式上存在很大差异（29）。通过调节重要的细胞和免疫通路，ncRNAs在糖尿病伤口愈合中起着重要作用。

**糖尿病伤口愈合过程中的非编码RNA调控**
炎症反应是伤口发生后的初始阶段。此时，M1巨噬细胞通过激活NF-κB和TNF-α等信号通路分泌促炎分子（IL-1β、IL-6和TNF-α），随后向M2巨噬细胞分化（81）。由于持续的高血糖、氧化应激和持续的炎症反应，这种正常的巨噬细胞转换在糖尿病伤口中受到破坏（89）。

**非编码RNA的递送载体**
ncRNAs在糖尿病伤口中的治疗效果常常受到递送和稳定性的限制。将未经保护的自由ncRNAs递送到伤口中面临降解风险，并且它们难以穿越细胞膜，从而降低治疗效果。相比之下，病毒载体（如慢病毒）和非病毒系统（如脂质纳米颗粒（LNPs）、脂质体、聚合物纳米颗粒、质粒和外泌体）可以更好地解决这些问题（142）。

**临床试验**
非编码RNA（主要是miRNAs、lncRNAs和circRNAs）是炎症、血管生成、细胞迁移和基质重塑的关键调节因子，但在糖尿病伤口中这些过程功能紊乱。这些分子的强大机制效应使基于ncRNA的疗法受到越来越多关注（142）。最近，针对miRNAs的治疗已进入早期临床评估阶段，其中一些已经完成了I期试验。

**安全性和剂量依赖性毒性**
用于糖尿病伤口愈合的ncRNA（miRNAs、lncRNAs和circRNAs）递送载体包括外泌体、脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒和水凝胶等多种平台，这些载体可以保护RNA cargo并在伤口部位释放（192）。 Cargo的安全性受其基因调控特性、载体的理化性质以及外部因素的影响，这些因素共同影响生物相容性、细胞摄取、生物分布和潜在疗效。

**当前挑战、未来前景和结论**
本研究全面概述了ncRNAs在糖尿病伤口慢性炎症阶段的作用，并强调先进的递送载体作为增强糖尿病伤口愈合的潜在方法。由于糖尿病伤口的复杂环境，药物递送面临重大挑战，因此需要创新性的递送载体系统。在这方面，基于ncRNA的载体正在被研究作为一种有效方法来克服这些障碍。尽管如此，ncRNA的基础特性仍然存在一些复杂因素（CRedi）。

**作者贡献声明**
Deependra Singh：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、监督
Shradha Devi Dwivedi：撰写——初稿、软件、方法学
Sachindev Yadav：撰写——初稿
Manju Rawat Singh：监督、资源获取、研究设计、概念构思

**知情同意**
对于此类研究，不需要正式的知情同意。

**利益冲突**
作者声明没有利益冲突。

**伦理审批和参与同意**
不适用。

**出版同意**
所有作者均已阅读并同意发表。

**竞争利益**
作者声明没有竞争利益。

**数据可用性**
文章描述的研究未使用任何额外数据。

**数据披露**
如需数据，可随时提供。

**披露潜在的利益冲突**
不适用。

**涉及人类参与者和/或动物的研究**
不适用。

**资助来源**
作者感谢ANRF-PAIR的资助（批准编号）。ANRF/PAIR/2025/000007/PAIR 为与本研究相关的财务援助提供了支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所汇报工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢潘迪特·拉维尚卡·舒克拉大学（Pandit Ravishankar Shukla University）的药学研究所为完成这篇综述论文所提供的支持。作者还要感谢 ANRF-PAIR 的批准文件（编号：ANRF/PAIR/2025/000007/PAIR）为本研究提供的财务援助。相关图表是使用 BioRender.com 生成并进行了视觉优化处理的。图 1、图 2、图 3 和图 7 是在作者的 BioRender 账户下利用 BioRender 的资源生成的。
作者：Sachindev Yadav | Shradha Devi Dwivedi | Deependra Singh | Manju Rawat Singh