从网络药理学到实验室:天津大学团队如何用芪红糖足膏“改写”糖尿病伤口治疗史?
时间:2025-03-06 12:15:26 热度:37.1℃ 作者:网络
糖尿病(DM)是一种以胰岛素功能受损为特征的代谢性疾病,随着全球生活水平的提升及饮食习惯的改变,DM的发病率呈上升趋势。尽管DM可以通过适当的管理得到良好的控制,但该病仍可能引发多种并发症,包括血管病变、神经病变、糖尿病肾病、免疫紊乱以及糖尿病足溃疡(DW)。据估计,约有19%至34%的DM患者会遭受并发症的困扰,其中DW是较为常见的一种。DW以其高截肢率、高复发率和高死亡率而著称,对患者的健康状况和生活质量造成了显著影响。目前,DW的治疗与护理已成为全球医疗保健系统所面临的重大挑战之一。
在慢性伤口的治疗及愈合过程中,传统医学扮演了至关重要的角色。传统中医(TCM)在处理伤口方面的应用,其历史可追溯至远古时期。依据古代中医典籍,多种中药被提倡用于医治创伤。随着时代的演进,对于这些草药促进伤口愈合的活性及其潜在作用机制的研究,已取得了显著的进展。
尽管如此,中药复方制剂在疗效评估及临床应用推广方面仍面临若干挑战。一篇刊载于《Traditional Medicine Research》杂志的文章,题为“Investigation on the mechanism of Qi-Hong-Tang-Zu ointment in the treatment of diabetic wound by network pharmacology and experimental validation”,深入探讨了芪红糖足膏(QHTZO)在局部应用治疗大鼠DM创面方面的效用。研究细致观察了QHTZO对创面愈合的影响,并通过免疫组化和免疫荧光技术进一步阐释了QHTZO在治疗DM创面中的作用机制,从而为其在DM创面治疗中的应用提供了分子生物学层面的支持。
图1 论文首页
QHTZO加速糖尿病创面大鼠的创面闭合
研究采用链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠全层皮肤创面模型,系统评估了QHTZO对组织修复的促进作用(图2A)。结果显示,QHTZO在糖尿病大鼠创面愈合中表现出显著的疗效,创面愈合率显示:在治疗第10天时,QHTZO组的创面愈合率接近70%(70.15±2.19%),显著高于其他两组。这一结果表明,QHTZO能够显著加速糖尿病大鼠创面的愈合进程,并有效缩短愈合时间;创面愈合质量显示:通过HE染色分析,QHTZO组在治疗第3天和第7天均表现出优异的创面修复效果。与阳性对照组相比,QHTZO组的肉芽组织排列更为规则,炎症细胞浸润明显减少,再上皮化层厚度显著增加,这些变化共同促进了创面的快速修复;炎症调控结果显示:模型组中观察到明显的炎症细胞浸润和坏死组织形成,导致肉芽组织再生受限。相比之下,QHTZO组显著减少了炎症细胞浸润,表明其具有抗炎作用,能够改善创面微环境,为组织修复创造有利条件(图2B-E)。
由上可知,QHTZO在糖尿病大鼠全层皮肤创面模型中展现出显著的促愈合作用,其机制可能与促进肉芽组织生成、抑制炎症反应以及增强再上皮化过程密切相关。这些发现为QHTZO在糖尿病相关创面治疗中的潜在应用提供了重要的实验依据。
图2 QHTZO可加速糖尿病创面大鼠的创面闭合
QHTZO调节巨噬细胞极化,减轻体内促炎状态
在糖尿病创面的病理环境中,糖基化终末产物的累积和高血糖状态会阻碍巨噬细胞从M1表型向M2表型的转换,导致炎症反应和氧化应激的持续延长。研究发现,QHTZO能够显著促进巨噬细胞的极化,调节其表型转换,从而减轻促炎效应。首先,通过双阳性免疫荧光染色分析,研究发现模型组显著促进了CD86(M1型巨噬细胞标志物)的表达,而阳性对照组和QHTZO组的CD86荧光强度较弱,M1型巨噬细胞数量较低(图3B)。进一步分析显示,与模型组相比,阳性对照组和QHTZO组中CD163(M2型巨噬细胞标志物)的表达水平均有所提升,其中QHTZO组的CD163表达尤为显著(图3C)。这表明QHTZO能够有效促进巨噬细胞从M1型向M2型的极化,从而改善糖尿病创面的炎症微环境。
其次,为了评估QHTZO的抗炎效果,研究在治疗后第3天和第7天对伤口部位皮肤组织进行了ELISA检测。结果显示,与未治疗组相比,QHTZO显著提升了抗炎标志物IL-10和TGF-β的表达水平(图3D,3E)。这表明QHTZO能够通过增强抗炎因子的表达,促进创面修复。
研究表明,在STZ诱导的糖尿病大鼠模型中,M2型巨噬细胞过量产生的IL-10与促炎细胞因子的生成存在相关性。该实验中,QHTZO组显著降低了炎症标志物TNF-α和IL-1β的水平(图3F,3G),进一步证实了其抗炎作用。
总之,QHTZO通过促进巨噬细胞从M1型向M2型的极化,显著提升了抗炎因子的表达,同时降低了促炎因子的水平。这些作用共同改善了糖尿病创面的炎症微环境,为创面愈合提供了有利条件。
图3 QHTZO调节巨噬细胞极化,减轻体内促炎状态
QHTZO增强了再上皮化、胶原沉积和血管生成
为评估QHTZO对皮肤再生作用的影响,研究采用免疫荧光染色法对细胞增殖标志物Ki67的表达进行了检测。相较于其他各组,经QHTZG处理的伤口显示出Ki67细胞表达的显著增强,这表明QHTZO在恶劣的伤口微环境中促进了细胞增殖(图4A)。为了验证胶原代谢的激活情况,研究通过免疫荧光染色法检测了整合素α3的表达。结果显示,QHTZO组的整合素α3阳性表达显著增加,这暗示了胶原沉积的增加以及胶原分布的均匀性。这些结果进一步证实了QHTZO在促进皮肤细胞增殖和胶原合成方面的潜力(图4B)。Masson三色染色法的结果亦显示,QHTZO组的胶原沉积最为丰富(图4C)。
图4 QHTZO增强了再上皮化、胶原沉积和血管生成
结论
综上所述,QHTZO可能通过调节AKT1、TNF、IL6、TP53、IL-1β、EGFR等关键靶点,发挥治疗糖尿病伤口的潜力。同时,QHTZO能够调节TGF-β、IL-10、IL-1β、TNF-α的表达,以及调控巨噬细胞的极化状态,减轻体内炎症反应,增强机体的愈合能力,促进皮肤细胞的增殖和胶原蛋白的合成,从而对DM大鼠的伤口展现出显著的治疗效果。
参考文献:
Xian-Ce Che, Xiang-Mei Xiong, Zheng Liu, Peng-Wang Wang, Xia Li , Wen-Yuan Gao .nvestigation on the mechanism of Qi-Hong-Tang-Zu ointment in the treatment of diabetic wound by network pharmacology and experimental validation.Traditional Medicine Research.2025, Vol. 10 | Issue (7): No.38.DOI:10.53388/TMR20240520001