Leptin 与创伤修复 

　　        创伤修复是一个复杂的病理过程
,可分为三个胃、肠等均亦发现有ob 基因的表达。重叠阶段:止血与炎症反应期、ob 基因编码脂肪组织特异性mRNA , 翻译成167 改建期。创伤不仅使身体局部发生一系列的变化, 

,其中包括多种细胞、细胞因子和细胞外基质之间错综复杂的网络作用与关系,因此它涉及细胞运动、黏附、通讯、增殖和分化等细胞生物学的各个方面。同时创伤修复又是一个非常有序的过程。Leptin 亦称瘦素、消脂素,是一种脂肪组织特异性分泌的蛋白活性因子。近年来的研究发现,leptin 在创伤的修复过程中发挥着重要的作用,使之有可能成为一种新型创伤修复、创伤代谢改善调节药物[1] 。本文就leptin 的结构和主要功能,以及对应于上述三个阶段,leptin 在创伤的炎症反应、促进创伤部位血管的再生、成纤维细胞的增殖和上皮再生、合成和分泌胶原等几个主要方面作一综述。
　　1 Leptin 的结构与功能
1994 年,Zhang 等[2] 从肥胖小鼠中克隆到肥胖基因(obese2gene ,ob2gene) 。不久,小鼠、大鼠和人类的ob 基因相继被克隆并定位。人ob 基因位于7q311 3, 为单拷贝基因。ob 基因只在成熟的脂肪组织中表达,并且不同部位脂肪组织中的表达量各不相同。多数学者认为皮下脂肪较内脏脂肪的表达低,最高表达部位通常在附睾(男性) 和肾周组织;也有人认为皮下脂肪组织ob2mRNA 水平较网膜、腹膜后和肠系膜脂肪组织高。其它组织如脑、
收稿日期:2006208217 ; 修回日期:2006210219 
个氨基酸的蛋白质,具有分泌蛋白的性质,其N 末端有21 个氨基酸残基的信号肽,在循环血液中信号肽被切掉而成为146 个氨基酸的leptin , 其活性部位为106～140 个氨基酸残基。Leptin 分子中有4 个α2螺旋,它们呈升2升2降2降排列,折叠成独特的四螺旋结构。Leptin 含有两个半胱氨酸残基
(Cys96 和Cys146) ,它们形成链内二硫键结构,这个二硫键结构对leptin 分子的正确折叠、与受体的结合、发挥生物功能具有重要作用。Leptin 分子α2 螺旋的长度和三维空间位置、二硫键位置和构建的计算机模型等方面的数据表明,leptin 属于长螺旋细胞因子家族,这个家族包括IL22 、睫状神经抑制因子和粒细胞集落刺激因子等蛋白,它们主要介导和调节免疫应答及炎症反应,并参与组织的修复。Leptin 分子的改变能引起一些生理功能的改变。研究表明: 构建leptin22256 肽段、1162130 肽段和1162122 肽段等leptin 类似物都具有独立的生物活性。Leptin 分子量约16000 , 由脂肪细胞合成后以内分泌、自分泌或旁分泌的形式作用于分布在大脑脉络丛、下丘脑、肝、胰腺、肺及肾脏等部位的lep2 tin 受体,通过下丘脑2垂体2外周器官途径发挥一系列中枢性效应,同时还能作用于许多外周组织细胞以自分泌和旁分泌的方式发挥直接外周生理作用。Leptin 与胰岛素、糖皮质激素等多种细胞因子存在联系,在与下丘脑特异受体结合后参与造血、生殖、发热、血管新生、缺血/ 再灌注创伤、炎症反应以及免疫应答等作用。在感染、肿瘤、创伤等多种病理条件下leptin 的水平均有改变。

　　2 Leptin 受体及其信号通路
Leptin 发挥其生理作用是通过其受体介导的, 随着分子生物学技术的发展,在leptin 受体的基因表达、结构、功能等方面的研究取得了一些进展。小鼠的ob2R mRNA 呈单个带状,长度约51 1kb 。后来又通过对糖尿病模型db/ db 小鼠的研究,发现小鼠的ob2R 基因图中4 号染色体的51 1cm 间隔内包含有db 位点,它存在于脉络神经丛以及包括下丘脑在内的其他组织中,如大脑、肝脏、肾脏、心脏、肺、脂肪组织以及胰岛细胞的表面等。ob2R 属于细胞激肽类I 型受体,由三个位点组成,即: ①细


导途径。在JAK 蛋白质被活化以后接着STA T 磷酸化。磷酸化的STA T 进入细胞核内,结合在相关活化基因的DNA 转录因子结合位置上,从而影响蛋白的表达。Leptin 在分子构造上可归类为细胞激素, 而其受体则属于细胞激素受体家族。Leptin 受体表达在不同的组织上,包括肺、睾丸和脂肪组织。这种受体具有酪蛋白激酶的激活信息转换、转录的作用,JA K 与STA T 结合是细胞激肽受体信息传递的关键。Leptin 受体的结构以及信号转导的途径与某些促进创伤愈合的细胞因子有着相似性。
　　3 Leptin 在炎症反应中的作用
组织创伤后,血液从受损的血管内流出,浸润到周围组织,血小板在伤口处凝集,凝血块形成并启动修复,免疫细胞进入创伤组织,特别是多核型中性粒细胞首先出现,抵抗可能出现的感染,并产生炎症性的细胞因子。随后,巨噬细胞才进入创面,去除伤口内的巨噬细胞将导致伤口愈合障碍。这是由于巨噬细胞能分泌多种参与并促进愈合的递质。Leptin 能增强野生型和肥胖型小鼠巨噬细胞的吞噬活性,刺激人单核细胞的增殖和激活,其表现为单核细胞早期激活的标志CD69 表达增加, 并使激活的单核细胞产生更多的细胞因子,加速创面的愈合过程。同样淋巴细胞在组织修复的炎症反应中也具有重要作用。Leptin 能增强淋巴细胞

　　4 Leptin 与毛细血管的生成
组织创伤的修复过程中血管生成是一个很重要的方面。血管生成是一个具有重要生理、病理意义的过程,血管生成为创伤的修复提供养料和氧分,贯穿于创伤修复的全过程。在成体的创伤愈合、炎症反应、器官再生过程以及肿瘤生长转移、血管增生性疾病中血管生成也有重要的作用。近年来的研究发现,leptin 具有促进血管生成的作用。Leptin 促进实验大鼠的动脉重塑和新生内膜的生长,还可通过FGF (成纤维细胞生长因子) 发挥促进鸡胚胎尿绒膜囊血管生成的作用。腹膜内给予leptin 或用leptin 抹伤口都促进了ob/ ob 小鼠伤口VEGF (血管内皮细胞生长因子) 的表达,leptin 、FGF 和VEGF 三者能协同刺激新血管的生成[11] 。促愈合因子相互作用,相互协调,组成了一个机制复杂的网络,共同调节伤口修复细胞的行为,调控创伤愈合,leptin 也参与了这个网络的形成。Am2 gen 等发现, leptin 可与人的皮肤细胞,尤其是血管表面的蛋白质结合在一起,并影响这些蛋白的活性,从而可能促进了血管内皮细胞增殖及调节细胞基质,完成毛细血管生成的一个重要步骤。Leptin 还可以使脂肪和角膜等组织的血管内皮细胞聚集, 促进血管新生。另外,血管的内皮细胞存在有lep2 tin 的短型受体,leptin 与这种受体的结合不仅能使血管内皮细胞聚集,形成类似血管早期形态管状物,促进新生血管的生成,而且与血管的增殖密切相关。脂肪产生的leptin 还可以以旁分泌的形式作用于脂肪组织上皮,增加脂肪酸的氧化,促进血管生成应答等。但也有学者不认同这一结论,Ring 等[12] 研究显示,在ob/ ob 鼠中外源性应用leptin 并不能增加伤口内血管的密度。

　　5 Leptin 与成纤维细胞增殖以及上皮再生
成纤维细胞增生和上皮的再生在组织创伤的修复过程中起着关键的作用。成纤维细胞以及其他类型细胞的增殖是创伤修复的基础,再上皮化是创面闭合的中心环节,它主要由角质形成以及迁移完成。创伤后由于表皮组织的缺损,首先要有基底的细胞完成增殖活动。在这个过程中各种生长因子和细胞因子的调节十分重要。其中最主要的就FB[19] (成纤维细胞),通过MTT 比色分析法、3H2 胸腺嘧啶核苷(3 H2TdR) 和3H2脯氨酸(3 H2Pro) 掺入法观察不同浓度的leptin (分别为0 、10 、50 、100 、200 及400ng/ mL) 对其增殖和胶原合成的影响,结果剂量在400ng/ mL 以下时,随leptin 剂量增加明显增加了体外培养大鼠FB2MTT 的光密度值和3H2TdR 的掺入量,3 H2Pro 的掺入量随leptin 剂量增加基本呈增大的趋势。这充分证实了leptin 能够促进FB 的增殖和胶原蛋白的合成。在创伤修复过程中,bFGF 可以影响创伤修复的整个过程。内源性bFGF 在创面局部通过复杂的调节过程促进创面愈合。外源性bFGF 可刺激组织分泌bF2 GF , 也可直接刺激成纤维细胞及细胞外基质的合成,形成胶原纤维,在创伤的修复过程中成纤维细胞发挥着很重要的作用,是创伤修复的基础。成纤维细胞含有所有类型的leptin 受体,并且还能分泌蛋白。这就说明了成纤维细胞既是leptin 的分泌细胞,又是leptin 的靶细胞。对Wister 大鼠创伤模型的研究也表明[20] ,用leptin 涂抹大鼠伤口7 天后,肉芽组织羟脯氨酸的含量明显升高,这充分说明有胶原蛋白的大量合成。伤口组织Masson 染色后的组织形态学的观察也显示,应用leptin 以后伤口的胶原蛋白的量明显增加。Leptin 促进胶原蛋白的合成还在其他组织中得到验证。有研究证明在肾间质纤维母细胞内,高度糖化终产物会经由JAK 信号传导路径诱发细胞增生和胶原蛋白产生。Leptin 是一个有着长型leptin 受体而活化JAK 的细胞激素。若给老鼠注射leptin , 短时间内



是角质形成细胞的促有丝分裂素。另外leptin 还能诱导脂肪组织中血管紧张素22 的表达[14] ,这样就间接的对组织中的血管紧张素21 、VEGF 以及bFGF (碱性成纤维细胞生长因子) 等因子起到了一定的调控作用。bFGF 与相应的受体结合后,可诱导内皮细胞的迁移、毛细血管的增生,促进成纤维细胞增殖,使肉芽组织迅速生长,加速受创组织再上皮化,从而完成皮肤的修复过程。生长因子之间多存在基因表达及活性的相互调控:bFGF 能促进TGF2β(转化生长因子) mRNA 的表达; TGF2β能促进PDGF (血小板衍生生长因子) 的A 链和B 链的mRNA 的表达和分泌,PDGF 由A 、B 两条同源多肽链连接能形成PDGF2AA 、PDGF2BB 、PDGF2 AB 三种二聚体, 它们能刺激叶间来源的细胞分裂、生长。PDGF2AB 是人急性创伤渗出液中的主要PDGF , 能诱导成纤维细胞、中性粒细胞和活化的淋巴细胞趋化,对创伤愈合和组织修复都是有利的。Cohen B 等[ 15] 用50ng/ mL 、100ng/ mL 的PDGF2AB 刺激肌腱细胞DNA 合成,作用72h 和96h 后,DNA 的合成与PDGF 呈显著量效关系。而PDGF 需在其它生长因子如EGF 的协同下才能充分发挥作用。Marikovsky[16] 用琼脂糖层析比较正常和愈合肌腱蛋白差异时,发现PDGF 和EGF 在修复过程中显著升高,因此通过创伤刺激而诱导PDGF 和EGF 的产生,可增强TGF2β对细胞的促增殖和基质合成的作用。另有实验[17] 对胃溃疡患

则会诱发显著的肾小球内皮细胞增生和Ⅳ型胶原蛋白mRNA 增加表达[21] 。另外,leptin 还能刺激成骨细胞、肾小球系膜细胞、肝星状细胞( HSC) 等多种细胞合成胶原。
　　7 问题与展望
对leptin 在创伤修复过程中所发挥的作用和作用机制刚刚开始研究,尽管前期的一些实验分别在各个方面表明leptin 在创伤的修复过程发挥了一定的作用,但是对在各个过程中所发挥的具体作用了解的还不够深刻,还需要更加深入的从宏观和微观方面研究探讨。创伤的修复是一个既杂乱又
有序的过程,其中有许多的组织、器官、细胞以及细
mass and serumconcentrationof leptinandinsulinin men[J]. 
胞因子参与。弄清楚leptin 在创伤修复过程中和Diabetologia ,2003 ,46 (1) :31239. 
[12] Ring B D, Scully S, Davis C R, et al. Systemically and to2

,从而有目pi2cally administered leptin both accelerate wound healing in diabeticob/obmice[J]. Endocrinology,2000,141:4462449. 

leptin activates human leukocytes via receptor expression on monocytes[J]. J Immuno,2001,167:459324599. 
[8]HosoiT,OkumaY,WadaS,etal.Inhibitionofleptininduced IL21beta expression by glucocorticoids in the brain[J ]. Brain Res ,2003 ,969 : 952101. 
[9] Kazumi T,Kawaguchi A,HiranoT,et al.C2reactive protein in young, apparently healthy men:associations with serum lep2 tin ,QTc interval , and high2density lipoprotein2cholesterol[J ]. Metabolism ,2003 ,52 : 111321116. 
[10] 林季, 颜光涛, 郝秀华, 等. 肠缺血再灌注损伤对Leptin 浓度变化影响的初探[J ]. 中国危重病急救医学,2003 ,1 (5) : 722 2725. 

[11] Zitzmann M ,Gromoll J ,Von E,et al. The CAC repeat poly2 morphism in the androgen receptor gene modulates body fat 



参考文献: 
[1] 林季, 颜光涛. Leptin 与内毒素[J ]. 标记免疫分析与临床, 2004 ,11 (2) :41244. 

[2] Zhang Y,Proenca R ,Maffei M,et al. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologne[J ]. Nature ,1994 , 372 :42245. 

[3] ShibuyaI,Utsunomiya K,Toyoh I,et al. Regulation of cate2 cholaminesynthesisbyLeptin[J].AnnN YAcadSci,2002, 971 :5222527. 

[4] Wallace A M ,Tucker P ,Williams D M ,et al. Short2term effects of prednisolone and dexamethasone on circulating concentra2 tions of leptin and sex homone2binding globulin in children be2 ingtreatedforacutelymphoblasticleukaemia[J].Clin Endocri2 nol (Oxf) ,2003,58:7702776. 

[5] Eikelis N ,Schlaich M ,Aggarwal lymphoblastic A ,et al. Inter2 actions between leptin and the human sympathetic nervous sys2 tem[J]. Hypertension, 2003,41:107221079. 

[6] Najib S,Sanchez M,Argalet V.Human Leptin promotes sur2 vival of human circulating blood monocytes prone to apoptosis byactivationofp42/44MAPKpathway[J].Cell Immunol, 2002 ,220 :1432149. 

[7] Zarkesh Esfahani H ,Pockley G,Metcalfe R A ,et al. High dose 


[13] Stallmeyer B ,Kampfer H , Podda M ,et al. A novel keratino2 cyte mitogen: regulation of leptin and its functional receptor inskin repair[J]. J Invest Dermatl. 2001Jul;117 (1):982 
105. 
[14] 杨力,郭树忠. 成纤维细胞与创伤修复的生物学过程[J ]. 中国临床康复,2002 ,6 (4) :4702471. 

[15] Cohen B ,Barkan D ,Levy Y,et al.Leptin induction angiopoie2 tin22expressioninadiposetissues[J]. BiolChem,2001,276: 6972700. 

[16]MarikovskyM,RosenblumCL,FaltinZ,etal.Appearanceof leptin in wound fluid as a response to injury[J ]. Wound Re2 pair Regen ,2002 ,10 :3022307. 

[17] 农兵,梁增文,周庆南. 胃溃疡愈合前后黏膜中leptin 的表达及意义[J ]. 广西医学,2006 ,5 (3) :21226. 

[18]MuradA,NathA K,ChaST,etal.Leptinisanautocrine/ paracrine regulator of wound healing[J ]. FASEB J , 2003: 1895. 

[19] 李培兵, 金宏, 刘佃辛,等. 瘦素促进大鼠皮肤创伤愈合作用的实验研究[J ]. 中华医学杂志, 2003 , 8 (3) : 8002802. 

[20] 李培兵,金宏,刘佃辛,等. leptin 对体外大鼠成纤维细胞增殖与胶原合成的影响[J ]. 中国修复重建外科杂志,2005 ,9 (1) : 19220. 

[21]Wolf G,ChenS,HanDC,etal. Leptinandrenaldisease[J]. 


AmJ MidneyDis,2002,3 (9):1211. (张增武编辑)