中国医科大学高兴华团队发现瘢痕治疗新线索

成人皮肤创伤通常由于再生修复中异常的纤维增生反应而导致瘢痕。伤口愈合形成的瘢痕虽然有助于防止长期感染和损伤部位的营养流失，但也会给患者造成身体与心理上的极大负担。相比之下，胚胎的伤口愈合显示出较低的炎症水平和显著的重建能力。有趣的是，胎儿无瘢痕愈合的能力与年龄密切相关。与小鼠妊娠早期(胚胎第16天，E16)损伤后的接近正常愈合相比，妊娠晚期(胚胎第18天，E18)伤口愈合有明显的纤维化，而导致这种转变的机制在很大程度上是未知的。

2023年8月30日，中国医科大学高兴华/袁正伟/吴严教授在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=39.3）在线发表题为“IRF7 and CTSS are pivotal for cutaneous wound healing and may serve as therapeutic targets”的研究论文，该研究表明IRF7和CTSS是皮肤伤口愈合的关键，可以作为治疗靶点。

作者从大体和组织学观察来看，E18年龄代表了从无瘢痕到瘢痕愈合过渡的关键时间点。全层皮肤切除手术后48小时， E16处的胚胎小鼠伤口愈合无不规则性，而E18处的胚胎小鼠显示完全不同的变化。E18显示出密集的胶原重构和明显的炎症细胞积聚。与E16伤口相比，E18伤口的胶原束在损伤后48 h呈现明显的瘢痕样结构。

研究表明，E18组中存在更突出的白细胞间素6、NF-κB途径和破骨细胞分化的积累。提示它们在从炎症反应到损伤后晚期修复，以及从无瘢痕到纤维化和瘢痕反应的转变中发挥潜在作用。值得注意的是，在E18组中发现了Toll样受体(TLR)信号通路，并证明TLR信号通路在E18伤口中被全局激活和上调。因此，在胚胎发育后期，TLR信号通路的激活与瘢痕的产生之间似乎存在一致的正相关。组织蛋白酶S (Cathepsin S, CTSS)是一种参与TLR信号通路的分泌性蛋白酶，通过RNA测序分析发现，CTSS在E18组差异表达显著，而在E16组差异表达不明显。此外，免疫组化染色显示，在损伤后24小时，E18组CTSS在切除边缘和残余部位的表达显著增加，在那里发现了真皮区域细胞(成纤维细胞和炎症细胞)和细胞间基质的明显阳性染色。

机理模式图（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

接下来，作者研究了CTSS对人皮肤成纤维细胞(HSFs)的影响。转染敲低质粒下调CTSS后，I型胶原、III型胶原和纤维连接蛋白的表达均下调。在增生性瘢痕C57B1/6J模型小鼠瘢痕的肉芽化和增殖阶段给予CTSS抑制剂LY3000328。结果显示，连续给药10天，LY3000328显著降低了瘢痕生长，抑制率为65.1%，并且减少了瘢痕组织厚度。因此，LY3000328处理减少了瘢痕组织的横截面积，LY3000328有效抑制了肌成纤维细胞的活化，提示瘢痕形成减少。进一步分析发现，IRF7是上调CTSS的因素之一。IRF7与HSF细胞中CTSS 启动子的内源性结合，过表达的IRF7极大地增强了CTSS mRNA和蛋白质表达。作者进一步证实IRF7与CTSS均在病理性瘢痕——瘢痕疙瘩中表达上调。因此，IRF7和CTSS的过表达可能是瘢痕疙瘩形成的关键因素。研究人员认为在小鼠的切除伤口模型中很难形成瘢痕疙瘩，对人类增生性瘢痕的研究是必要的，但临床样本的获取存在困难。

综上，作者证明了IRF7对成纤维细胞中CTSS的转录激活作用及其作为减轻纤维化的治疗靶点的潜力。然而，它们在伤口修复过程中与其他细胞和分子间的相互作用，如炎症单核细胞，仍然需要进一步研究。

中国医科大学附属第一医院尹佳俐博士为文章第一作者，中国医科大学附属第一医院高兴华教授、吴严教授与中国医科大学附属盛京医院袁正伟教授为共同通讯作者。

文章资助情况：

Joint grant of Liaoning-NSF (U1908206)

National Natural Science Foundation of China (81972940, 82171649)

National Key Research and Development Program (2021YFC2701003, 2021YFC2701104)

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