Diabetes：伤口迟迟不愈合，还留疤？王小萌，洪万进报道可能和这个「阴阳蛋白」有关

作为人体内最大的器官，皮肤是帮助我们抵御外界病原侵袭以及维持人体稳态的第一道屏障。与皮肤的重要功能形成巨大反差的是，它在大自然面前非常脆弱，很容易在磕磕碰碰中受伤。愈合缓慢的伤口不仅更容易留疤，在一些诸如糖尿病的慢行疾病的影响下，能导致截肢以后高达 50% 的死亡。但遗憾的是，由于伤口愈合中涉及的生理变化非常之多，我们对这个复杂的过程的理解依旧非常有限。

进一步了解伤口愈合的生理病理机制，对疤痕以及慢性伤口的治疗药物的开发至关重要。

图片来源：Diabetes

2020 年 9 月 4 号，来自新加坡南洋理工大学的王小萌（Xiaomeng Wang）教授与新加坡分子细胞生物学研究院院长洪万进（Wanjin Hong）教授带领团队在内分泌领域老牌期刊 Diabetes 在线发表了题为 A Multifunctional Role of Leucine-Rich-Alpha 2 Glycoprotein 1 in Cutaneous Wound Healing Under Normal and Diabetic Conditions 的研究 ^[1]，报道了富亮氨酸 α-2 糖蛋白 1 ( Leucine-rich-alpha-2-glycoprotein 1，LRG1 ) 在伤口愈合这个复杂过程中的多重作用，为今后相关药物的开发提供了新的方向。

研究内容：

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为了探究 LRG1 是否在伤口愈合中扮演任何角色，作者首先检查了在小鼠伤口愈合中的不同阶段是否有 LRG1 的上调。Western Blot 结果显示，在伤口愈合的最早期，也就是创伤 6 小时后，小鼠伤口就出现了 LRG1 的上调，并在一天后达到峰值，随后随着炎症反应的消退与肉芽组织的形成慢慢降低，这证明 LRG1 的上调可能与伤口中的炎症反应有关。

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因此，研究团队通过免疫染色确认了骨髓来源的 CD11b⁺ 细胞表达 LRG1，并通过流式细胞仪分析进一步确认了骨髓来源的中性粒细胞，巨噬细胞以及树突细胞等多种免疫细胞中都出现了 LRG1 的表达。由于此前有研究报道证明表皮细胞在伤口愈合中也表达 LRG1，作者向野生型小鼠中移植了 LRG1 敲除小鼠的骨髓细胞，并发现 LRG1 在这些小鼠中的伤口并未出现上调。这些结果表明了骨髓源免疫细胞是伤口中 LRG1 的主要来源。

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随后，作者利用两种伤口愈合模型，研究了 LRG1 敲除对正常情况下伤口愈合速度的影响。结果显示，LRG1 的缺失显著降低了伤口愈合的速度以及伤口中的中性粒细胞数目。进一步分析结果显示，LRG1 能够促进中性粒细胞中附着因子 L-Selectin 的表达以帮助中性粒细胞进入伤口，这些数据证明伤口的正常愈合与炎症反应需要 LRG1 的参与。

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由于此前有研究报道了 LRG1 在表皮角质细胞与其他表皮源癌症细胞中的作用，且与 LRG1 相关的 TGFβ 通路涉及多个伤口愈合中的过程。作者怀疑 LRG1 在伤口愈合中的作用远不止影响免疫这么简单。因此他们验证了 LRG1 缺失小鼠中的其他进程有没有受到影响。

在 LRG1 缺失的小鼠中，表皮的愈合速度以及厚度都出现了显著的降低。进一步的细胞生物学实验说明，LRG1 不仅影响了炎症反应，还能够通过促进角质细胞的迁移与增殖来帮助表皮愈合。

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而对伤口愈合中另外一个重要的步骤 - 血管生成进行检测后发现：同此前在癌症与糖尿病眼病中观测到的一样，LRG1 能够促进伤口愈合中血管的形成。这些数据证明 LRG1 在正常状况下的伤口愈合中起着关键的作用，能够影响多种细胞在伤口中的功能，意味着 LRG1 过少可能会导致伤口愈合缓慢，增大感染风险。

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既然 LRG1 在伤口愈合中扮演着重要的作用，那么诸如糖尿病足病的慢性伤口是否与 LRG1 不足有关？为了解决这个问题，研究团队检测了糖尿病足与腿部静脉性溃疡中 LRG1 的表达，但与出人意料的是，LRG1 在糖尿病足病病人的伤口和血液中的表达不仅没有降低，还显著高于作为对照的腿部静脉性溃疡患者以及普通糖尿病患者。这证明过多的 LRG1 可能也对伤口愈合有负面作用，LRG1 是一把双刃剑。

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为了验证了这个假设，作者使用了 Streptozotocin 诱导的糖尿病小鼠模型。不出所料，在糖尿病小鼠模型中出现了与普通小鼠相反的表型，糖尿病 LRG1 缺失小鼠的伤口愈合速度显著野生型小鼠。结合之前 LRG1 在糖尿病足病患者中高表达，这些数据表明过高的 LRG1 与糖尿病患者中无法愈合的伤口有关。

近期，有研究证明过多的中性粒细胞细胞外机制（NETs）的形成是糖尿病足病的重要诱因；而之前的数据表明了中性粒细胞表达高水平的 LRG1，且 LRG1 表达的峰值出现在中性粒细胞占伤口中免疫细胞一半以上的时期；加上 TGFβ 信号通路最近被报道与肿瘤 ΝΕΤs 的形成有关。作者假设过多的 LRG1 会进一步导致中性粒细胞的激活，并诱发 NETs。

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通过检测了 NETs 标记物瓜氨酸化組蛋白 H3（H3Cit），作者发现 LRG1 敲除的糖尿病小鼠伤口中 NETs 显著低于野生型小鼠。而从 LRG1 缺陷小鼠中分离出来的骨髓中性粒细胞在 NETs 诱导剂的作用下生成的 NETs 远远低于野生型。重组 LRG1 蛋白也能诱导中性粒细胞中 NETs 的产生。这些数据都指向糖尿病足病患者中高水平的 LRG1 能够诱导 NETs 形成，并导致伤口愈合变慢。作者随后也通过一系列细胞实验证明 LRG1 诱导的 NETs 与 TGFβ 信号通路与 Αkt 信号通路的激活有关。

研究意义：

本研究揭示了糖蛋白 LRG1 在伤口愈合中的多重功效，以及在糖尿病伤口的负面影响。在正常情况下，过少的 LRG1 会导致多种伤口中的生理过程受损，减缓伤口愈合，增加感染导致留疤的风险。但过多的 LRG1 会导致具有细胞毒性的 ΝΕΤs 的形成，同样会导致伤口愈合缓慢。

值得注意的是，此前有研究证明过多的炎症是导致慢性伤口最主要的原因，而清除 NETs 能够将糖尿病慢性伤口恢复到普通水平，所以在糖尿病足病发生的早期使用抗体中和 LRG1 依旧是一种值得尝试的治疗方向。

延伸阅读：

作为被一种发现了四十余年的糖蛋白，LRG1 生理病理功能的发现其实并不太早。

图片来源：Nature

2013 年，本次研究的通讯作者王小萌教授在 Nature 发表了题为 LRG1 promotes angiogenesis by modulating endothelial TGF-β signaling 的研究 ^[2]，首次系统化的报道了 LRG1 在人体的作用，那就是作为血管内皮 TGF-β 信号通路的「调节杆」，将其转向促进血管异生的方向，相关 LRG1 抗体也正在进行 I/II 期临床试验。

在此之后，包括王小萌教授团队在内的研究人员陆续发现 LRG1 在心脏纤维化、代谢疾病、癌症以及免疫疾病等十数种疾病类型中扮演着重要的功能。LRG1 作为 TGFβ 通路的调解者，了解它在各个疾病中的作用，对基于 TGFβ 信号通路的药物研发至关重要。