雷涛综述 高建华审校
增生性瘢痕及瘢痕疙瘩是较常见的病理性瘢痕。其形成是由于创伤愈合过程中成纤维细胞合 成胶原能力增强，导致细胞外基质（ECM）增多和过度沉积，胶原为其主要成分。已发现多 种细胞因子在创伤愈合和瘢痕形成中具有重要作用,本文就TNFα与病理性瘢痕的研究进展 作一简要综述。
一、 TNFα及其受体与细胞信号传导
TNF分为 TNFα和TNFβ两种类型。TNFα又称恶病质素(Cachectin)，是由单核巨噬细胞产 生，TNFβ又称淋巴毒素(lymphotoxin)，由活化的淋巴细胞产生。人的活性形式TNFα是由3 个17KD分子组成的三聚体（45KD），等电点为5.7。TNFα和TNFβ氨基酸序列具有36 %同源 性,其基因均编码于人的第6号染色体短臂上，TNFα与TNFβ竞争同一受体［1］ 。TNFα的各种生物学作用通过两个不同的细胞表面受体传递信号,分别为TNFR1和 TN FR2，它们由胞外结构域、跨膜域及胞内结构域3部分组成，均属于TNF受体超家族成员,已发 现的有：TNF-RP、CD30、CD40、NGFR、TNFR1、TNFR2、FAS等12个［2］。TNFα的两 个受体可激活不同的信号传导途径。已知的TNFα生物活性主要由TNFR1介导。TNFα的信号 传导正逐步被阐明，主要通过以下几个方面的途径［3～5］：① TNFα与TNFR1结合 ，引起TNFR1三聚化，通过激活细胞膜上的中性鞘磷脂酶(nSMase) 水解鞘磷脂(SM)生成鞘磷 脂神经酰胺(CM)，以CM作为第二信使激活神经酰胺激活的蛋白激酶(CAPK)传导细胞 因子信号，然后以某种未明的机制，从Raf途径，部分通过激活有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)，部分通过转录因子NF-kB发挥作用。②TNFα与其受体的结合，通过 激活膜上磷脂 酰胆碱特异性磷脂酶（PC-PLC）水解 PC生成 DAG，以 DAG为第二信使，进而激活 PKC 或激活酸性型鞘磷脂酶（aSMase）水解SM生成CM，后者再激活NF-kB，使其迅速释放抑制亚 单位IkB，接着NF-kB异二聚体传位到细胞核内，在核内直接结合于特异的DNA序列上，通过 调控基因的表达而发挥作用。③其它途径，通过激活P21的激酶（PAK）及c-Jun N端激酶 （JNK）而发挥作用。已知TNF副作用包括：大量TNF的产生并进入血流，可引起全身性反应 。例如，TNF可作为内源性致热源引起发热；作用于单核细胞和血管内皮细胞，刺激IL-1和 IL-6的分泌；激活前凝血质的平衡 和血管内皮的抗凝物活性；抑制骨髓干细胞分裂；引起恶液质，非常高浓度的TNF还可引 起心脏血管的变化和代谢紊乱等。
二、TNFα对成纤维细胞增殖的影响及在病理性瘢痕中的表达
近年的研究表明，TNFα对不同组织的成纤维细胞作用具有组织特异性及浓度依赖性。TNF α低浓度可促进成纤维细胞增殖，高浓度则阻碍血清或其他细胞因子诱导成纤维细胞增殖。 Jack［6］报道TNFα对静止期及正常肺成纤维细胞具有促增殖作用；Rapala等［ 7］报道TNFα对小鼠及人肉芽组织成纤维细胞无明显促进增殖作用；Benedict等［8 ］以TNFα(浓度分别为20、200、2000 U/ml)作用于瘢痕疙瘩成纤维细胞，72 h后观察， 发现可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖（抑制率：20 U/ml，13 %；2000 U/ml，34%） ；对真皮组织成纤维细胞，TNFα则具有促进增殖作用，依赖于PDGF-AA分泌，同时降低了 PDGFβ受体表达。有人以低浓度TNFα0－10ng/ml作用于皮肤及增生性瘢痕成纤维细胞 ，发现有促进增殖作用。目前TNFα体外调节机制仍不十分清楚，分析上述现象，原因可能 为，不同培养条件下，成纤维细胞对TNFα的反应存在差异，细胞外基质可能影响TNFα 对成纤维细胞的作用［9］；成纤维细胞具有异质性，不同种类部位取材的成纤维细 胞，其表面受体、合成胶原潜力及对细胞因子反应存在差异［10］；TNFα表现出 对细胞的不同作用，可能与TNFα与受体结合后产生的不同作用有关，与TNFα的结合位点 及细胞与TNFα的亲和力无关［11］。 Castagnoli等［12］运用免疫组化方法 证实，同正常皮肤相比，增生性瘢痕组织中，TNFα阳性浸润细胞数比例明显降低（增生性 瘢痕组织8%，正常皮肤 35.4%），是由于参与产生TNF的巨噬细胞或激活T细胞的功能 降低或存在TNF抑制因子，如TNF结合蛋白［13］。Peruccio等［14］运用反 转录PCR方法分析了增生性瘢痕组织中TNFαmRNA，认为由于生物合成的改变，使得TNFαmRN A水平处于较低状态。McCauly等［15］实验表明，黑人瘢痕疙瘩患者血清中TNFα 水平升高，认为是全身综合因素影响的结果。目前此方面报道仍不多见，却从不同侧面说明 TNFα与病理性瘢痕形成有关。
三、TNFα对成纤维细胞胶原合成的影响
Fugger等［16］制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵，海绵内每日注射 TNFα，发现胶原合成下降，同时动物模型伤口渗液TNFα浓度明显高于非创伤小鼠血清的 水平，但小于0.1 ng 。Raplala［17］亦制作小鼠创伤模型，伤口皮下置入明胶海绵 ，采用不同浓度TNFα注射入置入物（TNFα浓度 1，10，100ng/ml），连续4天，4天或7天 后观察，发现TNFα抑制组织修复，胶原合成减少，14天或 21天后观察未发现有上述作 用，提示TNFα对胶原合成的影响有浓度和时间依赖性。TNFα作用于体外培养小鼠肉芽组织 成纤维细胞，3H-羟脯氨酸掺入量降低75%，最大限度降低Ⅰ /Ⅲ前胶原mRNA水平67%～77%； TNFα100 ng/ml，抑制体外培养人的肉芽组织成纤维细胞3H－羟脯氨酸产物约56%，但 仅抑制а1（Ⅰ）前胶原mRNA水平，对а1（Ⅲ）前胶原mRNA水平无影响。Alain等［18 ］报道，TNFα处理正常皮肤成纤维细胞24 h后Ⅰ/Ⅲ前胶原mRNA水平降低，а1（Ⅲ）前 胶原mRNA水平受抑大于а1（Ⅰ）前胶原mRNA水平。Jose等［19］用TNFα（0～1.2 n M）作用成纤维细胞发现存在剂量、时间-效应关系，1.2 nMTNFα作用于成纤维细胞24 h， 其胶原含量降低50 %，(6-3H)胸苷DNA掺入量实验未发现TNFα影响细胞增殖，选用特异探 针标记，发现а1（Ⅰ）前胶原mRNA水平降低50 %，去核（Nuclear-runoff）检测（作 者未检测III型胶原），表明TNFα降低а1（1）前胶原转录活性约50 %。综合目前研究结 果认为，TNFα影响胶原基因转录降低其mRNA水平，从而降低胶原合成量；且TNFα能够直接 抑制纤连蛋白（Fibronectin）的合成，该效应具有浓度依赖性，并可促进胶原酶及蛋白多 糖酶合成，间接抑制胶原及氨基多聚糖（GAGs）合成［20］； TNFα还具有阻断其他 细胞因子及促进 成纤维细胞胶原合成的作用，从而降低了 胶原基因mRNA 表达［21］。
四、结语及展望
目前大多数的研究仍然基于体外实验，而且TNFα的体外调节机制仍不清楚。正常及病理 情况下，在体内细胞因子所形成的调控网络中，TNFα与过度纤维化及病理性瘢痕形成，仍 有待进一步深入研究。
作者单位：510515广州第一军医大学南方医院整形外科
参考文献
1 Tracey KJ, Vlasara H, Cerami A. Cachetin/tumornecrosis factor. Lancet, 1989,1:1122-1126.
2 Simth CA,Farrah T,Goodwin RG.The TNF receptor superfamily of ce lluar and viral protein:activation,costimulation and death.Cell ,1994 ,76:959-9 61.
3 Heller RA , Kronk M. Tumor necrosis factor receptor mediated s ignaling pathways. J Biol Chem,1994,126 :5-9.
4 Kolesnk R,Golde DW. The sphingomyelin pathway in the tumor necrosis factor and interleukin-1 singnaling. Cell,1994,77:325-327.
5 Soto M,Ishikawa O,Abe M,et al.Opposite effect of tumor necrosis factor-alpha on dermal fibroblast in monolayer and three-dimensional cultures . Br J Dermatol,1998,138:118-21.
6 Jack AE, Frundlich B,Kern JA,et al. Cytokine networks in the re gulation of inflammation and fibrosis in the lung.Chest,1990,97:1439-1445.
7 Rapala KT,MO Vaha-Krenla J,JJ Heino,et al.Tumor necrosis facto r-а inhibits collagen synthesis in human and rat granulation tissue fibroblast s. Expetientia,1996,52:70-75.
8 Benedict L, Tharp M, Chan I.The inhibitory effect of tumor necr osis alpha on keloid fibroblast. J Invest Derm,1991,96:611-612.
9 Gerritsen ME,Shen CP,Perry CA.Synolvial fibroblast and sphingom yelinase path way:Sphingomyelin turnover and cermide generation are not singnali ng mechanisms for the actions of tumor necrosis factor-alpha.Am J Pathol,1998,1 52:505-512.
10 Garner WL,Karmiol S,Rodriguez J L,et al.Phenotypic differenc es in cytokine responsiveness of hypertrophic scar versus normal dermal fibrobla sts.J Invest Dermato,1993,101:875-879.
11 Sugarman B J .Recombinant human tumor necrosis factor-а:ef fetion proliferation of normal and transformed cell in vitro.Science,1985,30:943 -945.
12 Castagnoli C, Stella M, Berthod C, et al. TNF production and hypertrophphic scarring. Cell Immunnol, 1993,147: 51-52.
13 Mikael L,Urban G,Nilssen E,et al. Characterization in vitro of a human tumor necrosis factor-binding protein: a soluble form of a tumor necro sis factor receptor. J Clin Invest,1990,86:1396-1402.
14 Peruccio D,Castagnoli C,Stella M,et al. Altered biosynthesis o f tumor necrosis factor-а is in vitro in the postburn hypertrophic scars. Burn s, 1994, 20:118-121.
15 McCaulyRL,ChopraV,Li Y,et al.Altered cytokine production in bl ack patients with Keloids. J Clin Immuno,1992,12:230-232.
16 Fugger R, Zadrobilek E, Gotzinger P, et al.Perioperative TNF αand IL-6 concentration correlate with septic state organ function and APACHE Ⅱ scores in intra-abdominal infection. Eur J Surg ,1993,159:525-527.
17 Rapala KT. The effect of tumor necrosis factor-а on wound h ealing. An experimental study. Ann Chir Gynaecol Suppl,1996,211:1-53.
18 Alain M, Jyrki Heino, Veli-Matti Kahari, et al.Comparative e ffects of interleukin-land tumor necrosis factor-а on collagen production and corresponding procollagen mRNA levels in human dermal fibroblast. J Invest Derm , 1991, 96:243-249.
19 Jose A, Solis H, David AB, et al. Tumor necrosis factor-а i nhibits collagen gene transcription and collagen synthesis in cultured human fib roblast. J Bio Chem ,1988, 263:5841-5845.
20 Duncan MR,Berman B.Differential regulation of collagen glycos aminlglycan,fibronectin and collagenese activity production in cultured human a dult dermal fibroblast by interleukin 1-alpha and beta and tumor necrosis fact or-alpha and beta .J Invest Derm ,1989,92: 699-706.
21 Joseph PG,Deborah CM,Alan RZ. Modulation of collagen gene exp ression by cytokines:stimulatory effect of transforming growth factor-β1,with divergent effect of epidermal growth factor and tumor necrosis factor-α on col lagen type I andcollagen type Ⅳ. J Lab Clin Med,1997,130:476-478.
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