褪黑素与增生性瘢痕的研究进展

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医学综 述 2012 年 1 月 第 18 卷第 1 期 Medical Recapitulate, Jan. 2012 , Vol. 18 , No. 1
褪黑素与增生性瘢痕的研究进展
杜高伟△ ( 综述) , 谢有富※ , 张俊成( 审校)
( 暨南大 学医学 院附 属广州 市红 十字会 医院 烧伤整 形科, 广 州 510220)
关键词: 褪黑素; 创面愈合; 增生性瘢痕
1 褪黑素及其受体在皮肤 中 的 合 成 、分 泌 、表 达 和 代 谢
哺乳动物皮肤拥有 能使 色氨酸转变为褪黑素所 需的 整套 细 胞和 生 物 化学 酶 系
Study Progress of Melatonin and Hypertrophic Scarring DU Gao-wei, XIE You-fu, ZHANG Jun-cheng. ( Department of Burns and Plastic Surgery, Affiliated Guangzhou Red Cross Hospital of Jinan University Medical School, Guangzhou 510220, China)
芳烷 脘 N-乙 酰 基 转 移 酶 和 ( 或) 芳 香 胺 N-乙 酰 基 转 移
褪黑 素是由松 果体合 成分泌的 一种神 经内分泌 酶催化[ 4] 。N-乙酰色胺和芳烷脘 N-乙酰基转移 酶作
激素, 化学名称为 5-甲氧基-N-乙酰色胺, 以色氨酸为 用在人皮肤主 要 结构 中均 被发 现。同 样, 羟 基吲 哚-
Abstract: Melatonin, as a neurohormone, displays many physiological functions including regulating day and night rhythms, sedating, antioxidant, anti-tumor and strengthening immunity. The skin, as a targeted organ of circulation melatonin, can secrete melatonin and express melatonin receptor, which plays an important role in preserving the skin structure and physiological function. The number of studies indicated that the melatonin and its receptor participate in modulating the process of the wound healing and increase the speed and quality of wound healing. The hypertrophic scar is an aberrant wound healing. The skin melatonin system is one of
褪黑素 在皮 肤中 的代 谢 有 Indolic 和 Kynuric 两 种途径。Indolic 途径 是通过 在皮 肤中找 到 6-羟 基褪 黑素和 5-甲氧基 吲 哚 乙酸 而 被 发 现的 [ 7] , 因 此 也揭 示了在哺乳动物皮肤中, 褪黑素代谢与先前已被证 实的在哺乳动 物 肝、视 网 膜 及 青 蛙皮 肤 中 褪 黑 素代 谢途径相似[ 8] 。但是, 在 培养的 人角 质细胞 中, 褪黑 素代谢大部分通 过 Kynuric 途 径或 紫 外线 B 直 接非 酶催化作用转化为 2-羟基褪黑素和 N1 -乙酰-N2-甲酰 基-5-甲氧犬脲酰胺[ 9] , 而紫外线 B 对 Kynuric 途径有 促进作用。
中 图分类 号: R622
文献标识码: A
文 章编号 : 1006 -2084 ( 2012 ) 01 -0016 -04
摘 要: 褪黑素 是一 种神经 内分 泌激素 , 具 有多 种生理 功能 , 参 与调节 昼夜 节 律, 有 镇静 、抗氧 化 应 激、抗 肿瘤 、增 强免 疫等作 用。皮 肤是 褪黑素 作用 的靶器 官, 皮肤 组织可 分泌 代谢 褪 黑素 和 表达 褪 黑 素受体, 在维护皮肤结构和功能中发挥重要作用。褪黑素及受体参与皮肤创面愈合过程, 影响创面 的愈合速度和质量。增生性瘢痕是皮肤创面愈合的病理性产物。因此, 皮肤褪黑素系统与增生性瘢 痕形成有关。
的皮肤损伤[ 16] 。近来对体内外暴露于致癌因素 的正 常皮肤角质细胞研究中发现, 外源性褪黑素对其有 化学保护潜力, 能预防紫外线辐射导致的皮肤红斑 及抵 抗紫外 线对人类 角质细 胞和真皮 成纤维细 胞损 伤[ 17] 。褪黑素能弱化声波辐射对小鼠表皮真皮 的作 用[ 18] , 也能降低 X 线 对人 类 皮肤 的损 伤[ 19] , 后者 提 示褪黑素可能对正在经历放射治疗的患者有益。
原料, 经 色 氨 酸-5-羟 化 酶、芳 香-L-氨 基 酸 脱 羧 酶、 O-甲基转移酶催化作用及 其 mRNA 在啮齿 动物 和人
N-乙酰转移酶和羟基吲哚-O-甲基转移酶等催化转变 类表皮真皮细胞中亦有发现[ 5] 。
而成。褪黑素的主要生 理功能 是通 过外界 的光 信号
在人 类表 皮的 不 同层 次, 芳 烷脘 N-乙酰 基转 移
统, 免疫细胞化学已证明皮 肤细胞及体外培养皮肤 细胞 的褪 黑 素 分 泌 并 予 定 位[ 3] 。 5-羟色胺的乙酰 化是 褪黑 素 生物 合 成过 程 中 的重 要 步 骤, 但在皮肤中, 这一步骤被
hypertrophic scarring factors. Key words: Melatonin; Wound healing; Hypertrophic scar
向机体传达关于昼夜节律的信息, 这些信息可用于 酶途径的证实提示环境因素( 如辐射等) 可能参与皮
机体一些生物节律的调节和控制, 还可以产生内分 肤褪黑素分泌系统的调节。此外, 皮内神经系统可
泌与神经内分泌效应来启动机体激素和神经激素的 能也参与皮肤褪黑素分泌系统的调节。人类头部皮
合成与分泌, 刺激免疫系统, 清除自由基, 预防心血 管疾病、肿 瘤 及 其 他一 些 器 官 的 功能 紊 乱[ 1] 。 皮肤
医学综 述 2012 年 1 月 第 18 卷第 1 期 Medical Recapitulate, Jan. 2012 , Vol. 18 , No. 1
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细胞和真皮成纤维细胞中, 紫外线辐射可刺激或影 响 MT2 的基因表达[ 6] 。除褪黑素细胞 膜受体( MT1、 MT2) 的表达外, 在所 有人 类皮 肤细 胞 中还 发现 了褪 黑素核受体, 它 因细胞类 型不同而 表达不同 亚型。 褪黑素受 体的非共 性与异 质性使褪 黑素功 能具有高 度选择性与靶组织特异性。
射可上调 MT1 在 正常 新生 表皮 黑 素细 胞中 的 表 达,
基 金项目 : 广东省 科 技 厅 社 会 发 展 项 目 ( 83095 ) ; 广 州 市 医 药 卫 生科技 重点项 目( 2009-ZDi-12 )
但抑制它在黑素瘤细胞中的表达。同样, 在成熟的 正常表皮细 胞、非 凋 亡 角 质 细胞 以 及 正 常 表皮 黑 素
褪黑素局部应用对雄 激素性 脱发 的有 效治 疗已 有相关报道 [ 14] 。褪黑素在体外培养人黑素瘤细胞有 抗瘤细胞增殖及 抗瘤 特性 [ 15] , 据此 推测 褪黑 素 是转 移性黑素瘤有效的治 疗辅助 剂。根 据剂量 及培 养条 件差异, 褪黑素能刺激或抑制人类角质细胞增殖, 但 在生理浓度下, 褪黑素能刺激啮齿动物表皮角质细 胞增殖[ 9] 。
褪黑素是强有力的自由基清除剂, 它不仅存在 于细胞膜及细胞核受体, 而且它具有较强的亲脂性 和部分亲水性, 能够顺利地进入细胞膜和细胞核, 清 除细胞内自由基。褪黑素通过其抗氧化应激, 抗细 胞凋亡, 弱化脂质过氧化损伤和维持线粒体膜电位 稳定等作 用来保护 皮肤的 完整性及 维持皮 肤有效的
功能屏障, 可减轻物理或化学诱变剂和致癌剂引起
综上所述, 哺乳动物皮肤褪黑素代谢存在酶催 化和非酶催化两种途 径。经何 种途 径代谢 表现 有种 系、部位和组织结构 差异, 这些 差异 受到各 种体 内外 因素调节, 如紫 外线 辐 射环 境 或局 部 肾上 腺 素水 平等。
2 褪黑素在皮肤中的作用 早在 1917 年, McCord 等[ 10] 发 现 了牛 的 松 果 腺
肤毛囊不仅能与褪黑素发生免疫反应, 而且能自身 合成褪黑素并分泌至囊外。
作为人体最大的器官, 能够维持人体内环境和外界 环境的相对稳定。近年 来发现 皮肤 不仅是 褪黑 素作 用的靶器官, 同时皮 肤中也 存在 着复 杂的、不同 于松 果体的褪黑素分泌和 代谢系 统。褪 黑素是 已知 的作
综上所述, 哺乳动物皮肤能通过经典( 芳烷脘 N乙酰基转移酶-依赖) 和( 或 ) 其他 ( 芳 烷脘 N-乙酰 基 转移酶-非 依 赖 等 ) 途 径 来 催 化 5-羟 色 胺 转 化 为 褪 黑素。
提取物能使青 蛙 的 皮 肤 褪色, 但 直 至 1958 年, Lerner[ 11] 从牛的松果 体腺 中 分 离并 鉴 定出 褪 黑素 ( 使青 蛙皮肤褪色的物质) , 由此开 创了松 果体 腺与 褪黑素 功能研究的新纪元。后 来研究 发现 褪黑素 使青 蛙皮
肤褪色这一反应有种属特异性, 并且褪黑素具有抗 α-促黑素的 作用, 临 床 上局 部 皮 肤 应 用褪 黑 素 同 样 有抑制黑素合 成的 作用[ 12] 。 在哺 乳动 物 皮肤 中, 褪 黑素参与了皮肤季节性与非季节性改变, 同时影响 了皮肤毛发及色素沉着的周期性循环[ 13] 。
免疫系统, 抑制炎性介质的产生与激活等作用减轻 炎性反应对组织的损伤, 迅速度过炎症期进入后期 修复阶段。人类免疫 器官 和细胞 都能 表达 褪黑素 受 体。Baltaci 等[ 23] 发 现 松果 体 切 除 后 的 SD 大 鼠, 血 液中 CD4 + 和 CD8 + T 细胞水平明显低于正常组, 可见 褪黑素分泌降低对 细胞 免疫 有负性 调节 作用。褪 黑
用最强的自由基清除 剂, 在 细胞 膜、细胞质 和细 胞核
褪黑素发挥生物学 效应 的第 一步是 与靶 组织 上
中均发挥强大的抗氧化作用, 能减轻皮肤氧化应激 的特异性受体结合。人体内许多组织器官都有褪黑
损伤来维 持皮肤内 环境稳 定和保持 完整的 皮肤屏障 功能, 是皮肤结构和 功能 的重要 调节 因子[ 2] 。另 外, 褪黑素能调节神经-免疫-内分泌系统, 抑 制炎 性介质 的产生和激活, 减轻皮肤创面的炎性反应, 促进创面 胶原合成和新生血管生成, 利于皮肤创面愈合, 从而 可改善皮肤创面愈合质量, 降低增生性瘢痕的形成。
另外, 褪黑素能降低皮肤内血管的通透性[ 20] , 能 促进血管新生 [ 21] , 同时 能通 过介 入花 生 四烯 酸代 谢 来抑制促炎性反应物质的产生, 因此能促进皮肤伤 口愈合。研究发现局 部或 腹腔内 应用 褪黑 素能阻 止 皮肤压迫性溃疡( 褥疮) 的发展和促进其愈合[ 22] 。 3 褪黑素与创面愈合及瘢痕增生
增生性瘢痕是创面wk.baidu.com合的病理性产物, 创面修 复与增生性瘢痕形 成和 转归 密切相 关。创 面愈合 时
间和创面感染是瘢痕增生的重要影响因素, 尤其是 反复感染或经历肉芽组织形成阶段伤口自愈者, 易 出现瘢痕增生。
炎性反应是创面正常愈合的过程, 但持续高的 炎性反应导致创面愈合环境恶化, 延长创面愈合时 间, 是增生性瘢痕形成因素之一。同时, 炎性细胞浸 润也是增生性瘢痕 的特 征之 一。褪黑 素能 通过调 节
素受 体表 达, Slominski 等[ 5] 发现 在 人皮 肤 组织 角 质 细胞、黑素细胞、成纤 维细 胞及毛 囊均 存在 特异的 褪 黑素受体。人类皮肤中褪黑素膜受体( MT1、MT2) 均 有表达, 但 MT1 的 表 达 占 优 势[ 6] 。 皮 肤 MT1、MT2 的表达受环境( 如紫外线等) 、潜在病理 疾病( 如 皮肤 癌等) 和遗传背景等因素的影响。如长期紫外线照
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