吳玉偉,金培生
(1徐州醫(yī)科大學(xué)研究生院,江蘇 徐州 221004 ;2徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院整形外科,江蘇 徐州 221002)
目前主要認(rèn)為缺血再灌注損傷(IR)的機(jī)制有以下幾個(gè)方面:活性氧損傷、炎癥反應(yīng)、鈣超載、能量代謝障礙、細(xì)胞凋亡、血液循環(huán)障礙等。IR是多因素綜合作用的病理生理過(guò)程,涉及多種分子機(jī)制調(diào)控,如何防治皮瓣IR是整形外科的重要課題。目前,涉及皮瓣缺血再灌注損傷過(guò)程相關(guān)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究不斷的深入,但對(duì)其相關(guān)研究進(jìn)展的總結(jié)、分析較少。運(yùn)用計(jì)算機(jī)檢索萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)及Pubmed數(shù)據(jù)庫(kù),中文關(guān)鍵詞為“皮瓣缺血再灌注損傷,信號(hào)通路,凋亡,氧化應(yīng)激,炎癥反應(yīng),微循環(huán),鈣超載”,英文關(guān)鍵詞為“ischemia and reperfusion of skin flap,signal pathway,apoptosis,oxidative stress,inf l ammatory reaction,microcirculation,calcium overload”,查閱納入文獻(xiàn)包括基礎(chǔ)、臨床研究及綜述,進(jìn)行資料初審,排除重復(fù)、陳舊性文獻(xiàn),保留經(jīng)典文獻(xiàn),選擇2005年至2017年間有代表意義文獻(xiàn),納入35篇符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。最終選擇36篇文獻(xiàn)對(duì)皮瓣缺血再灌注損傷過(guò)程中相關(guān)的細(xì)胞信號(hào)通路進(jìn)行闡述并總結(jié)、分析。
皮瓣缺血再灌注過(guò)程可產(chǎn)生的大量活性氧(ROS), ROS產(chǎn)生的有害因子與機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)的消耗共同導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙代謝及活性、細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和DNA等的改變,導(dǎo)致氧化與抗氧化間失衡,最終使細(xì)胞死亡。
絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)家族由5種亞 類:ERK1/2、JNK、p38、ERK3/4、ERK5組成,ROS激活的MAPKs信號(hào)通路主要包括p38、JNK1、JNK2基因表達(dá)增加,p‐ERK1、ERK2、p‐ERK2蛋白表達(dá)增加。P38 MAPK信號(hào)通路主要介導(dǎo)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程、凋亡等多種細(xì)胞反應(yīng)[1],有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,抑制P38 MAPK后大鼠皮瓣組織中ROS、丙二醛(MDA)、高級(jí)氧化產(chǎn)物(AOPP)[2]、8-羥基-2’-脫氧鳥苷(8-OHdG)量均下降[3]。抑制P38 MAPK可增加一些氧化還原敏感型基因如超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX)基因的表達(dá),使細(xì)胞產(chǎn)生預(yù)適應(yīng),對(duì)氧化應(yīng)激抵抗力增強(qiáng),從而減輕皮瓣IR。
硫氧還蛋白(Trx)是與SOD系統(tǒng)同樣重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的抗氧化系統(tǒng)[4-5]。Trx‐1可有效地清除ROS,發(fā)揮抗氧化的生理功能。Das K C,Kundumanisridharan等人發(fā)現(xiàn)Trx能夠通過(guò)MKK4‐NF‐κB 途徑上調(diào) SOD 的表達(dá)[6],而0過(guò)表達(dá)能夠增強(qiáng)Trx系統(tǒng)的抑制氧化應(yīng)激損傷功能[7],因而SOD系統(tǒng)和Trx系統(tǒng)在抗氧化和清除ROS機(jī)制上協(xié)同,預(yù)防性給予rhTrx‐1可進(jìn)入組織細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用,緩解氧化還原失衡,Trx可作為預(yù)防和治療皮瓣IR的潛在的靶點(diǎn)。
Nrf2/Keap1‐ARE是目前最重要的抗氧化應(yīng)激內(nèi)源性通路。核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)可誘導(dǎo)依賴性抗氧化反應(yīng)元件(ARE)啟動(dòng)表達(dá)多種抗氧化酶類基因,正常生理狀態(tài)下Nrf2為低水平轉(zhuǎn)錄活性,在發(fā)生氧化應(yīng)激、創(chuàng)傷時(shí)可誘導(dǎo) Nrf2轉(zhuǎn)位入核內(nèi)激活啟動(dòng)下游多種抗氧化、抗炎等相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄。研究表明過(guò)氧化物酶體增殖激活受體(PPARγ)參與氧化應(yīng)激反應(yīng),經(jīng)配體激活后的PPARγ有較強(qiáng)的抗氧化活性,增強(qiáng)細(xì)胞抗氧化能力,從而抑制或減輕細(xì)胞凋亡,PPARγ還可與Nrf2、FOXO、Wnt/β‐catenin等信號(hào)通路有聯(lián)系,Nrf2的表達(dá)可能是通過(guò)PPARγ其上游而被激活,Nrf2和PPARγ之間形成正反饋的環(huán)路[8]。蛋白激酶(PKC)信號(hào)通路在體內(nèi)、外氧化應(yīng)激條件下可通過(guò)直接磷酸化而激活Nrf2,磷酸化后的Nrf2,促進(jìn) Nrf2轉(zhuǎn)位于胞核內(nèi)并促使反式激活A(yù)RE。機(jī)體受到高水平ROS刺激時(shí)下游抗氧化酶表達(dá)水平的變化可能與MAPKs信號(hào)通路的激活相關(guān),MAPKs可直接磷酸化Nrf2,激活 Nrf2 促進(jìn)ARE的活化,而MAPKs、Nrf2信號(hào)通路在參與調(diào)控炎癥[9]、凋亡[10]、氧化應(yīng)激[11]等方面發(fā)揮重要作用。磷脂酰肌-3-激酶(PI3K)/不典型蛋白激酶C(aPKC)信號(hào)通路參與激活Nrf2和調(diào)節(jié)抗氧化基因,該通路激活Nrf2,引起Nrf2核轉(zhuǎn)位上調(diào)谷氨酰半胱氨酸合成酶mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)提高其活性增加谷胱甘肽合成對(duì)抗氧化應(yīng)激,而起到維持氧化與抗氧化平衡的作用。
FOXO屬于叉頭轉(zhuǎn)錄因子亞家族成員[12],可調(diào)控細(xì)胞凋亡、糖類代謝、應(yīng)激反應(yīng)抵抗等不同環(huán)境條件下細(xì)胞的反應(yīng)進(jìn)程[13]。FOXO在氧化應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程中可誘導(dǎo)錳型超氧化物歧化酶(MnSOD)基因表達(dá)及調(diào)節(jié)過(guò)氧化氫酶(CAT)的表達(dá),此外,F(xiàn)OXO信號(hào)途徑可減少線粒體ROS的產(chǎn)生,通過(guò)cAMP‐PKA‐CREB‐PGC1α 通路促進(jìn)線粒體增殖,起到保護(hù)線粒體結(jié)構(gòu)和功能的作用[14]。
皮瓣IR過(guò)程會(huì)激活炎癥反應(yīng)過(guò)程、促進(jìn)炎癥因子的釋放、表達(dá),譬如核蛋白因子κB(NF‐κB)、白細(xì)胞介素 ‐6(IL‐6)、腫瘤壞死因子 ‐α(TNF‐α)的表達(dá)[15],它們是缺血再灌注損傷過(guò)程中炎癥反應(yīng)的重要介質(zhì)。
P38 MAPK信號(hào)通路下游重要的轉(zhuǎn)錄因子NF‐κB是炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)因子在炎癥反應(yīng)中起重要作用,通過(guò)信號(hào)通路的級(jí)聯(lián)激活而增加NF‐κB的表達(dá),促進(jìn)其轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),進(jìn)而啟動(dòng)表達(dá)多種炎癥介質(zhì)[16-17]。NF‐κB 還可誘導(dǎo)趨化因子、粘附分子‐1(ICAM‐1) 、血管細(xì)胞黏附分子‐1(VCAM‐1)、炎性酶等基因表達(dá)使炎性反應(yīng)級(jí)聯(lián)放大。TNF‐α啟動(dòng)子中有κB的結(jié)合位點(diǎn),NF‐κB活化后轉(zhuǎn)位入核,與多種目的基因序列結(jié)合,啟動(dòng)激活炎性因子基因的轉(zhuǎn)錄?;罨腡NF‐α、IL‐1可促使表達(dá)NF‐κB,這樣靶細(xì)胞因子TNF‐α、IL‐1 與NF‐κB之間形成正反饋的環(huán)路。研究表明,同屬M(fèi)APK家族的p38、ERK、INK三者協(xié)同作用增加TNF‐a基因表達(dá),TNF‐α 可通過(guò)引起IFN‐γI、L‐10等釋放,JAK/STAT通路被激活后,細(xì)胞表達(dá)高遷移率族蛋白‐1(HMGB1),產(chǎn)生 HMGB1 又促使釋放TNF‐a,不斷地放大炎癥效應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞、組織廣泛損害。應(yīng)用NF‐κB 活化抑制劑和抑制JAK‐STAT、P38 MAPK通路可減輕炎癥反應(yīng)。TLRs(Toll樣受體家族)是廣泛分布在免疫細(xì)胞表面的一類模式識(shí)別受體,現(xiàn)被認(rèn)為是缺血誘導(dǎo)性炎癥主要的因素。Toll4/NF‐κB 信號(hào)通路中 TLR4/髓樣分化蛋白88(MyD88)依賴性途徑是激活胞內(nèi)NF‐κB 主要信號(hào)通路[18-19],受體與配體結(jié)合后再結(jié)合連接蛋白MyD88,從而激活腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子‐6(TRAF6),TRAF‐6活化后使IRAK、IRAK‐2連接于NF‐κB 誘導(dǎo)激酶 (NIK),從而激活NIK使得α、β激酶進(jìn)一步活化,IκB絲氨酸位點(diǎn)以磷酸化方式導(dǎo)致IκB發(fā)生泛素化而降解,NF‐κB與IκB結(jié)合的抑制狀態(tài)被解除,NF‐κB 激活轉(zhuǎn)位入核內(nèi),啟動(dòng)激活細(xì)胞因子(TNF‐α、IL‐1、IL‐6、IL‐8、IL‐12)、黏附分子(CD80、CD86)等基因的轉(zhuǎn)錄,引起級(jí)聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,而這些因子又可反饋性激活TLR4,從而導(dǎo)致?lián)p傷進(jìn)一步加重。TLR4信號(hào)通路激活NF‐κB,增強(qiáng)炎性細(xì)胞因子表達(dá),促使中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)并到組織聚集,導(dǎo)致組織器官發(fā)生I/R,可通過(guò)調(diào)控TLR4信號(hào)通路中間重要環(huán)節(jié)減輕皮瓣IR炎癥。
PHD-HIF分子通路中氧敏感脯氨酰羥化酶(PHD)是廣泛存在于組織細(xì)胞質(zhì)中的基礎(chǔ)酶類,其可在有氧環(huán)境中羥化合成核因子NF‐κB的關(guān)鍵酶IKKβ而致其失活,使NF‐κB的合成、入核減少,從而抑制NF‐κB相關(guān)炎性細(xì)胞因子的表達(dá)。缺氧誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子(HIF)是炎性因子中重要的一種,NF‐κB 在核內(nèi)大量聚集,導(dǎo)致組織細(xì)胞HIF蛋白的表達(dá)明顯增加,同時(shí)促進(jìn)中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞合成炎性介質(zhì)(表達(dá)IL‐1、IL‐6、TNF‐α、IFN‐γ等)和趨化因子,從而介導(dǎo)組織細(xì)胞的炎癥損傷和壞死[20]。
皮瓣IR后細(xì)胞死亡的重要方式為細(xì)胞凋亡。P38 MAPK信號(hào)通路與凋亡密切相關(guān),陳拓等[21]發(fā)現(xiàn)P38蛋白激酶抑制劑SB202190干預(yù)組中大鼠皮瓣組織中Bcl‐2的mRNA表達(dá)量、蛋白表達(dá)量均顯著高于模型組,Bax、半胱氨酸天冬氨酸酶3(Caspase 3)的mRNA表達(dá)量、蛋白表達(dá)量均顯著低于模型組,這說(shuō)明抑制P38 MAPK能夠抑制移植皮瓣IR過(guò)程中的細(xì)胞凋亡。
水蛭素可有效的提高淤血皮瓣的成活率,凝血酶與蛋白酶激活受體(PARs)的結(jié)合由于天然水蛭素與凝血酶競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合而抑制,從而阻斷PARs/p38 MAPK/IKK/NF‐κB 信號(hào)通路,使得 Bax 的表達(dá)抑制,下調(diào)Caspase3活化水平以及Bax/Bcl‐2 比值,從而起到了抗細(xì)胞凋亡作用[22]。
Trx‐1是多條細(xì)胞凋亡通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。在胞質(zhì)中還原型Trx‐1與凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(ASK1)直接結(jié)合,抑制其磷酸化激活,從而抑制ASKMAPK途徑相關(guān)的細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)過(guò)程,同時(shí)Trx‐1可使caspase 3穩(wěn)定性增強(qiáng),防止caspase 3被剪切而被激活,從而抗細(xì)胞凋亡。Trx‐1 作為皮瓣IR損傷的藥物干預(yù)靶點(diǎn)具有治療價(jià)值和臨床應(yīng)用前景。
細(xì)胞信號(hào)上游調(diào)節(jié)因子ROS 可激活其下游氧化還原狀態(tài)敏感性ASK1等不同信號(hào)分子,進(jìn)而激活其效應(yīng)分子MAPK。ASK1激活后可通過(guò)MKK4/MKK7激活應(yīng)激活化激酶(JNK)從而參與組織器官的缺血再灌注損傷。JNK 可通過(guò)多種途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,一方面可通過(guò)激活特定的轉(zhuǎn)錄因子上調(diào)促凋亡基因的表達(dá);另一方面,通過(guò)影響B(tài)cl‐2家族蛋白的功能調(diào)控細(xì)胞凋亡。應(yīng)用JNK特異性抑制劑SP600125抑制c‐Jun 氨基末端激酶信號(hào)通路可減輕大鼠缺血/再灌注模型皮瓣細(xì)胞凋亡,Bai等[23]在大鼠腹部皮膚缺血/再灌注模型應(yīng)用SP600125 后,發(fā)現(xiàn)SP組皮瓣存活面積大,血流灌注多,caspase‐3 活性降低 ,pAsk1 和 pJNK的低表達(dá)和Bcl‐2高表達(dá)水平,Bax顯著下降,提示皮瓣細(xì)胞凋亡受到了抑制。
PI3K/Akt信號(hào)通路具有細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)作用,是重要的抗凋亡通路之一。激活PI3K/Akt信號(hào)通路對(duì)皮瓣IR具有保護(hù)作用,Akt可正調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子NF‐κB、Bcl‐2,Bcl‐2是PI3k/Akt下游凋亡蛋白,磷酸化Akt可抑制Bad的凋亡作用,同時(shí)也可促進(jìn)Bcl‐2的抗凋亡作用,Akt通過(guò)對(duì)凋亡、抗凋亡基因表達(dá)的影響,并且通過(guò)Bad 直接磷酸化,維持細(xì)胞的生存。
血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌是血液微循環(huán)的基礎(chǔ),微循環(huán)障礙是皮瓣IR損傷的重要機(jī)制。糖尿病缺血皮瓣模型通過(guò)移植脂肪干細(xì)胞(ASCs),發(fā)現(xiàn)可激活HIF‐1α/VEGF通路,增強(qiáng)VEGF蛋白表達(dá),促進(jìn)新血管形成,通過(guò)改善缺血皮瓣的微循環(huán)血流灌注保護(hù)皮瓣[24]。局部移植 ASCs可促進(jìn)創(chuàng)面愈合、皮瓣成活,而ASCs參與組織再生主要通過(guò)分泌血管生成因子(VEGF等)和調(diào)節(jié)內(nèi)源性血管形成、血管生成[25-26]。Song 等發(fā)現(xiàn)Akt/c‐myc 通路可能與介導(dǎo)ASCs分泌VEGF相關(guān)[27]。內(nèi)皮細(xì)胞Akt的激活,可增加生成NO起到維持內(nèi)皮細(xì)胞功能層的作用,從而減輕血管損傷。因此,在皮瓣IR缺血、炎癥、氧化應(yīng)激的環(huán)境中移植入 ASCs分泌表達(dá)相應(yīng)生長(zhǎng)因子,發(fā)揮保護(hù)皮瓣的作用。Xu等[28]發(fā)現(xiàn)丹參酮IIA(TSA)預(yù)處理后,皮瓣組織中Wnt信號(hào)通路、干細(xì)胞相關(guān)生物標(biāo)志物、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、CD34的表達(dá)等均參與了血管再生,TSA預(yù)處理通過(guò)激活Wnt信號(hào)和上調(diào)干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物保護(hù)游離皮瓣缺氧損傷。
水蛭素可通過(guò)p38 MAPK/IKK/NF‐κB 信號(hào)通路影響術(shù)后血運(yùn)障礙皮瓣中IL‐6、TNFα、ICAM‐1 的表達(dá),ICAM‐1具有穩(wěn)定細(xì)胞間作用和促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和白血球遷移的作用[29],ICAM‐1表達(dá)過(guò)度增加,可導(dǎo)致白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附的瀑布反應(yīng),造成白細(xì)胞聚集并釋放炎癥介質(zhì)、組織溶解酶,使細(xì)胞損傷加重,TNF‐α在這一調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中具有重要作用,Min 等[30]證實(shí),被TNFα激活的細(xì)胞因子可作為炎性介質(zhì)加強(qiáng)內(nèi)皮與白細(xì)胞間的作用,上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)ICAM‐1 與VCAM‐1,通過(guò)PLC、蛋白激酶C (PKC)、PI3K、ROS等產(chǎn)生級(jí)聯(lián)反應(yīng),還能使NF‐κB激活啟動(dòng)內(nèi)皮細(xì)胞的炎性反應(yīng),從而引起血管損傷。
氧化應(yīng)激損傷內(nèi)皮功能,內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞高表達(dá)粘附分子和整合素,內(nèi)皮與中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞粘附加強(qiáng),改變血液的有形成分促使形成血栓,PI3K‐Akt‐eNOS‐NO‐NF‐κB、PKC‐ERKs信 號(hào)傳導(dǎo)通路與此過(guò)程有關(guān)。細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)、內(nèi)皮、血管緊張素Ⅱ可引起氧化應(yīng)激反應(yīng)刺激血管平滑肌細(xì)胞的增生、遷移、凋亡。缺血再灌注損傷的脂質(zhì)過(guò)氧化作用、蛋白質(zhì)氧化、炎癥因子與氧化還原蛋白的過(guò)表達(dá),共同導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載、DNA斷裂、血栓形成、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、血管重塑等,而這些因素將損傷血管平滑肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞[31]。ARE 可編碼Ⅱ型相解毒酶和抗氧化蛋白,而Nrf2可調(diào)控多種ARE抗氧化蛋白的表達(dá),在ROS損傷內(nèi)皮細(xì)胞過(guò)程起著至關(guān)重要的作用,Nrf2/ARE通路作用其靶基因醌氧化還原酶1(NQ‐01)、抗氧化酶血紅素加氧酶1(HO‐1)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)和硫氧還蛋白(TRX)等保護(hù)血管[32],改善微循環(huán)從而減輕皮瓣IR損傷。
皮瓣組織在長(zhǎng)時(shí)間缺血再灌注后可產(chǎn)生大量ROS,ROS產(chǎn)生主要部位是線粒體呼吸鏈,同時(shí)線粒體也易受ROS攻擊而損傷,大量的ROS干擾核酸復(fù)制、呼吸鏈酶復(fù)合物和氧化線粒體蛋白質(zhì),使其催化及降解功能喪失;線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔(MPTP)受ROS誘導(dǎo)而開放,導(dǎo)致線粒體發(fā)生腫脹、破裂及釋放細(xì)胞色素C,使其結(jié)構(gòu)受到破壞,從而導(dǎo)致線粒體功能障礙,能量生成減少,鈣泵活性降低,Ca2+泵出減少,使細(xì)胞內(nèi)Ca2+積聚;ROS作用于膜磷脂引起膜脂質(zhì)過(guò)氧化,增加細(xì)胞膜對(duì)Ca2+的通透性,細(xì)胞外Ca2+大量進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致Ca2+濃度增高,一旦鈣超載發(fā)生,可刺激線粒體、肌質(zhì)網(wǎng)耗能增加,導(dǎo)致細(xì)胞能量供應(yīng)不足發(fā)生酸中毒,Na在細(xì)胞集聚激活Na/Ca2+交換系統(tǒng),又使大量Ca2+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),加重鈣超載。鈣超載可激活Ca2+依賴性中性蛋白酶,介導(dǎo)TNF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及調(diào)控P53,從而誘發(fā)細(xì)胞凋亡。目前認(rèn)為鈣超載與細(xì)胞凋亡密切相關(guān),細(xì)胞鈣超載可能是細(xì)胞發(fā)生凋亡的條件。
PI3K‐Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活可減少Bcl‐2 的下降和caspase‐3 的活化[33-34],而作為細(xì)胞凋亡過(guò)程中起重要作用的Bcl‐2蛋白可阻斷線粒體上MPTP、減少細(xì)胞內(nèi)鈣超載,抑制細(xì)胞凋亡[35-36],Akt活化后可調(diào)控線粒體上的MPTP,促使細(xì)胞內(nèi)Ca2+排出,降低細(xì)胞內(nèi)鈣濃度。同時(shí)MPTP可調(diào)控白介素、細(xì)胞色素C、凋亡因子釋放,最終抑制細(xì)胞凋亡。
蛋白激酶C依賴Ca2+、DG和磷脂酰絲氨酸(PS)而激動(dòng),參與調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài),細(xì)胞內(nèi)PKC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可被氧自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物激活,使細(xì)胞膜上L型鈣通道磷酸化激活Na/Ca2+和Na/H交換及增強(qiáng)鈣泵活力,從而維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)。細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的升高可激活細(xì)胞內(nèi)鈣敏信號(hào):PKC、MAPKs、鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶(Ca2+/CaMK)和鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(CaN)等,此外細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高可使Fos、Jun、Nru77等轉(zhuǎn)錄因子活性改變,啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。Ca2+螯合劑、鈣通道阻滯劑及鈣調(diào)素拮抗物均可減輕鈣超載,減輕細(xì)胞凋亡,減輕皮瓣IR。
綜上所述,皮瓣缺血再灌注損傷的保護(hù)可從其發(fā)生、發(fā)展的一系列病理生理過(guò)程所相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路層面出發(fā),尋求減輕或預(yù)防IR方法、措施,但I(xiàn)R是多種細(xì)胞信號(hào)通路相交叉、相影響的結(jié)果,與IR相關(guān)的信號(hào)通路中仍存有許多疑問(wèn),未來(lái)對(duì)IR相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路進(jìn)一步深入地研究將成為了解IR發(fā)生發(fā)展過(guò)程,更好的預(yù)防和減輕皮瓣缺血再灌注損傷的關(guān)鍵。
[1]Han H H,Lim Y M,Park S W,et al.Improved skin fl ap survival in venous ischemia‐reperfusion injury with the use of adipose‐derived stem cells.Microsurgery,2016,35(8):645‐652.
[2]Mashima R,Okuyama T.The role of lipoxygenases in pathophysiology; new insights and future perspectives.Redox Biology,2015,6:297‐310.
[3]Song K,Zhang M,Hu J,et al.Methane‐rich saline attenuates ischemia/reperfusion injury of abdominal skin flaps in rats via regulating apoptosis level.BMC Surgery,2015,15(1):92.
[4]Mahmood D F,Abderrazak A,El H K,et al.The thioredoxin system as a therapeutic target in human health and disease.Antioxidants & Redox Signaling,2013,19(11):1266‐1303.
[5]Collet J F,Messens J.Structure,function,and mechanism of thioredoxin proteins.Antioxidants & Redox Signaling,2010,13(8):1205‐1216
[6]Kundumanisridharan V,Subramani J,Das K C.Thioredoxin Activates MKK4‐NFκB Pathway in a Redox‐dependent Manner to Control Manganese Superoxide Dismutase Gene Expression in Endothelial Cells.Journal of Biological Chemistry,2015,290:7505‐17519..
[7]Kim A,Joseph S,Khan A,et al.Enhanced expression of mitochondrial superoxide dismutase leads to prolonged in vivo cell cycle progression and up‐regulation of mitochondrial thioredoxin. Free Radical Biology & Medicine,2010,48(11):1501‐1512.
[8]Polvani S,Tarocchi M,Galli A.PPARγ and Oxidative Stress:Con(β) Catenating NRF2 and FOXO.Ppar Research,2012,2012(2):641087.
[9]Hristova M,Spiess P C,Kasahara D I, et al.The Tobacco Smoke Component, Acrolein, Suppresses Innate Macrophage Responses by Direct Alkylation of c‐Jun N‐Terminal Kinase. American Journal of Respiratory Cell & Molecular Biology, 2012, 46(1):23‐33.
[10]Hsu C L, Wu Y L, Tang G J, et al.Ginkgo biloba extract confers protection from cigarette smoke extract‐induced apoptosis in human lung endothelial cells: Role of hemeoxygenase‐1.Pulmonary Pharmacology & Therapeutics, 2009, 22(4):286‐296.
[11]Goven D, Boutten A, Le?onmalas V, et al.Prolonged cigarette smoke exposure decreases heme oxygenase‐1 and alters Nrf2 and Bach1 expression in human macrophages: roles of the MAP kinases ERK1/2 and JNK.Febs Letters, 2009, 583(21):3508‐3518.
[12]Webb A E,Brunet A.FOXO transcription factors: key regulators of cellular quality control. Trends in Biochemical Sciences,2014,39(4):159.
[13]Zhao Y,Wang Y,Zhu W G.Applications of post‐translational modifications of FoxO family proteins in biological functions.Journal of Molecular Cell Biology,2011,3(5):276‐282.
[14]Sheng B,Al E.Impaired mitochondrial biogenesis contributes to mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease.Journal of Neurochemistry,2012,120(3):419–429.
[15]Wang J,Min P,Grassetti L,et al.Preliminary Outcomes of Distal IMAP and SEAP Flaps for the Treatment of Unstable Keloids Subject to Recurrent Inflammation and Infections in the Lower Sternal and Upper Abdominal Areas.Journal of Reconstructive Microsurgery,2015,31(09):621‐630.
[16]Toni L G B D,Menaldo D L,Cintra A C O,et al.In fl ammatory mediators involved in the paw edema and hyperalgesia induced by Batroxase,a metalloproteinase isolated from Bothrops atrox,snake venom.International Immunopharmacology,2015,28(1):199.
[17]Du W,Wu P F,Qing L M,et al.Systemic and fl ap in fl ammatory response associates with thrombosis in flap venous crisis.In fl ammation,2015,38(1):298‐304.
[18]Ruth D,Moul D,Vummidigiridhar P,et al.MyD88‐dependent and independent pathways of Toll‐Like Receptors are engaged in biological activity of Triptolide in ligand‐stimulated macrophages.Bmc Chemical Biology,2010,10(1):3‐16.
[19]Guo J,F(xiàn)riedman S L.Toll‐like receptor 4 signaling in liver injury and hepatic fi brogenesis. Fibrogenesis & Tissue Repair,2010,3(1):21‐39.
[20]Chen G Y,Nu?ez G.Sterile in fl ammation: sensing and reacting to damage.Nature Reviews Immunology,2010,10(12):826‐837.
[21]陳拓,王榮春,林仕彬,等.抑制P38MAPK對(duì)皮瓣缺血再灌注損傷過(guò)程中炎癥因子、細(xì)胞凋亡的影響.海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2017,23(5):577-580.
[22]Liu P,Pan X,Yin G.Natural Hirudin Increases Rat Flap Viability by Anti‐Inflammation via PARs/p38/NF‐κB Pathway.Biomed Research International,2015,2015(12):1‐7.
[23]Bai M, Liu Y, Yin D, et al.Inhibition of c‐Jun N‐terminal kinase signaling suppresses skin fl ap apoptosis in a rat ischemia and/or reperfusion model.Journal of Surgical Research, 2016, 206(2):337.
[24]Gao W,Qiao X,Ma S,et al.Adipose‐derived stem cells accelerate neovascularization in ischaemic diabetic skin fl ap via expression of hypoxia‐inducible factor‐1α.Journal of Cellular&Molecular Medicine,2011,15(12):2575‐2585.
[25]Froehlich H,Gulati R,Boilson B,et al.Carotid repair using autologous adipose‐derived endothelial cells.Stroke,2009,40(5):1886.
[26]Grewal N,Yacomotti L,Melkonyan V,et al.Freezing Adipose Tissue Grafts May Damage Their Ability to Integrate into the Host.Connective Tissue Research,2009,50(1):14‐28.
[27]Song S H,Lee M O,Lee J S,et al.Genetic modification of human adipose‐derived stem cells for promoting wound healing.Journal of Dermatological Science,2012,66(2):98‐107.
[28]Xu Z, Wu L, Sun Y, et al.Tanshinone IIA pretreatment protects free fl aps against hypoxic injury by upregulating stem cell‐related biomarkers in epithelial skin cells.BMC Complementary and Alternative Medicine, 2014, 14(1):1‐10.
[29]Sareckahujar B,Zak I,Krauze J.Interactions between rs5498 polymorphism in the ICAM1 gene and traditional risk factors influence susceptibility to coronary artery disease.Clinical &Experimental Medicine,2009,9(2):117‐124.
[30]Min J K,Kim Y M,Kim S W,et al.TNF‐related activation‐induced cytokine enhances leukocyte adhesiveness: induction of ICAM‐1 and VCAM‐1 via TNF receptor‐associated factor and protein kinase C‐dependent NF‐kappaB activation in endothelial cells.Journal of Immunology,2005,175(1):531‐540.
[31]Phaniendra A, Jestadi D B, Periyasamy L.Free radicals: properties,sources, targets, and their implication in various diseases.Indian Journal of Clinical Biochemistry, 2015, 30(1):11.
[32]Gong X, Ivanov VN, Hei TK.2,3,5,6‐Tetramethylpyrazine (TMP)down‐regulated arsenic‐induced heme oxygenase‐1 and ARS2 expression by inhibiting Nrf2, NF‐κB, AP‐1 and MAPK pathways in human proximal tubular cells. Archives of Toxicology, 2016,90(9):1‐14.
[33]Adya R,Tan B K,Punn A, et al.Visfatin induces human endothelial VEGF and MMP‐2/9 production via MAPK and PI3K/Akt signalling pathways: novel insights into visfatin‐induced angiogenesis.[J]. Cardiovascular Research, 2008, 78(2):356‐365.
[34]Lim S Y,Davidson S M,Paramanathan A J, et al.The novel adipocytokine visfatin exerts direct cardioprotective effects[J].Journal of Cellular & Molecular Medicine, 2008, 12(4):1395‐1403.
[35]Tsujimoto Y,Croce C M.Analysis of the Structure, Transcripts, and Protein Products of bcl‐2, the Gene Involved in Human Follicular Lymphoma[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1986, 83(14):5214‐5218.
[36]Bajwa N, Liao C,Nikolovskacoleska Z.Inhibitors of the anti‐apoptotic Bcl‐2 proteins: a patent review[J]. Expert Opinion on Therapeutic Patents, 2012, 22(1):37‐55.