研究人員揭示了小鼠蛋白質(zhì)折疊基因的新傷口愈合作用
馬里蘭州貝塞斯達(dá), 2016年10月27日,星期四 - 美國國立衛(wèi)生研究院的研究人員已經(jīng)確定了一種名為熱休克蛋白60(Hsp60)的基因的新作用,發(fā)現(xiàn)它在組織再生和傷口愈合中至關(guān)重要。該研究發(fā)現(xiàn),含有Hsp60的凝膠的局部治療顯著加速了糖尿病小鼠模型中的傷口閉合。
該研究還描述了其起作用的機(jī)制,發(fā)現(xiàn)Hsp60蛋白在損傷部位釋放,表明傷口愈合開始。國家人類基因組研究所(NHGRI),國家眼科研究所(NEI)及其同事的研究人員報(bào)告的研究結(jié)果可能有助于開發(fā)有效的治療方法,以加速糖尿病患者的傷口閉合,以及正常傷口愈合和疤痕減少。
“這項(xiàng)研究提出了一個(gè)眾所周知的基因的不同尋常的作用,”NHGRI發(fā)育基因組學(xué)部負(fù)責(zé)人,該研究的資深作者Shawn Burgess博士說,該研究于今天在線發(fā)表于npj Regenerative Medicine期刊。“這種基因存在于從細(xì)菌到人類的每一種生物體中。我們已經(jīng)證明,在脊椎動(dòng)物中,它對(duì)免疫力具有驚人的作用,這對(duì)于傷口愈合至關(guān)重要。”
已知Hsp60基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物主要是因?yàn)樗鼈冊(cè)诖_保其他蛋白質(zhì)正確折疊中的作用。據(jù)報(bào)道,Hsp60蛋白也可作為信號(hào)分子,誘導(dǎo)對(duì)切割細(xì)菌感染的炎癥反應(yīng)。
“一個(gè)主要問題是糖尿病會(huì)抑制傷口愈合,”伯吉斯博士說。“患者常常會(huì)出現(xiàn)永不愈合的足部潰瘍。”
事實(shí)上,大約15%的糖尿病患者會(huì)發(fā)生足部潰瘍,通常位于足底。潰瘍由多種因素組成,例如腳部感覺減弱,血液循環(huán)不良和皮膚刺激。足部潰瘍可能很嚴(yán)重,可能導(dǎo)致住院甚至截肢。糖尿病是美國非創(chuàng)傷性下肢截肢的主要原因。
研究人員希望,更深入地了解傷口愈合的遺傳因素,有朝一日可以為這種疾病提供更好的治療方法,從而更好地了解組織的再生方式。
根據(jù)之前的研究結(jié)果,Hsp60蛋白是炎癥反應(yīng)所必需的,研究人員假設(shè)該分子也可能參與了生物體的再生能力。
使用斑馬魚 - 這項(xiàng)工作的理想模型,因?yàn)轸~可以再生許多組織,包括鰭 - 研究人員使用定向誘變,對(duì)基因的DNA序列進(jìn)行特定和有意的改變,從基因組中“敲除” Hsp60。突變魚似乎正常發(fā)育,但當(dāng)研究人員通過傷害聽覺或切斷尾鰭的細(xì)胞來傷害它們時(shí),魚分別無法再生它們的細(xì)胞和鰭。
研究人員使用熒光標(biāo)記的白細(xì)胞(在正常情況下作為炎癥反應(yīng)的一部分聚集到損傷部位的免疫細(xì)胞)證明,沒有Hsp60基因,損傷部位的白細(xì)胞數(shù)量顯著減少。這表明Hsp60蛋白以某種方式作為誘導(dǎo)炎癥的引誘劑,炎癥是傷口愈合的必要組成部分。
“當(dāng)我們將Hsp60直接注射到損傷部位時(shí),傷口周圍的組織開始更快地再生,”Burgess博士說。“那時(shí)我們真的很興奮。”
然而,該研究中最引人注目的發(fā)現(xiàn)是,實(shí)際上將Hsp60蛋白的局部治療應(yīng)用于糖尿病小鼠的穿刺傷口僅在21天后刺激完全愈合。沒有治療的小鼠在相同的時(shí)間范圍內(nèi)沒有顯示出改善。
雖然有希望,但這一發(fā)現(xiàn)僅在小鼠中顯示,尚未在人體中進(jìn)行測(cè)試。
“我們希望Hsp60的局部治療在人體中的作用方式相同,”Burgess博士說。“我們相信它會(huì),但需要做更多的工作。我們也想知道它是否有助于任何傷口愈合,而不僅僅是糖尿病患者所遭受的傷口。它會(huì)減少疤痕并提高愈合速度嗎?”
這項(xiàng)工作為未來的研究開辟了許多途徑。伯吉斯博士的研究小組正在研究其他一些熱休克蛋白,看看它們是否也參與傷口愈合。
這項(xiàng)研究揭示了治療發(fā)展的潛力,但也突出了基礎(chǔ)科學(xué)研究的價(jià)值。傷口愈合和組織再生中細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的基本原理仍然知之甚少,基礎(chǔ)科學(xué)研究有助于澄清這一復(fù)雜過程的許多重要方面。
“當(dāng)我們更好地了解生物學(xué)時(shí),我們可以更容易地將它應(yīng)用于人類治療,”Burgess博士說。
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