基于糖尿病溃疡研究高糖高脂对Wnt信号通路的影响

Diabetic ulcers is a common complication of diabetes mellitis. Understanding the molecular mechanism of wound healing is of great significance to protect and relieve this disease. Vescular reformation and epidermis regeneration is the fundamentle to heal, while Wnt signal pathway, including the canonical and non-canonical subclasses, stimulates different subsignal to balance cellular proliferation, differentiation and migration, which highly related to the wound healing. Our research will create the environment of high blood glucose and high FFA, test the vital proteins and genes of Wnt signal pathway around the edge of wound in our DU mice model, find these special ones that can accelerate the healing process. Then we will fully evaluate the impact of Wnt signal pathway in three aspects: molecular, cell and animal model and finally adjust these special proteins we've found to relieve the damage from the high glocose and FFA environment, to protect the blood vessels, to promote the progression of the renewence of skin in order to accelerate the DU healing.

糖尿病溃疡(diabetic ulcer, DU)是糖尿病患者的常见并发症之一，理解创面愈合的分子机制对于其防治有非常重要的意义。血管生长和皮肤再生是愈合的基础。其中Wnt信号通路，通过经典途径和非经典途径，激活不同的下游信号，调控细胞的增殖、分化或迁移，与创面愈合密切相关。本课题希望通过对高糖高游离脂肪酸对创周Wnt信号通路中关键蛋白及关键基因的检测，寻找其中能特异性促进伤口愈合的Wnt蛋白，并从分子-细胞-动物三个水平充分研究高糖高脂环境下对Wnt信号通路的影响；进而通过调控Wnt通路中特异性蛋白来减轻糖尿病患者内环境中糖脂毒性的作用，保护外周血管，促进皮肤再生，达到促进糖尿病溃疡愈合的目的。

背景：在创面愈合的过程中，皮肤上皮及血管内皮细胞通过细胞增殖及促发炎症调节等方式参与创面修复，但这种功能在糖尿病等慢性疾病被严重削弱。Wnt信号通路被报道可通过经典途径或非经典途径激活不同的下游信号，从而调控调节细胞的增殖与自我更新，并最终影响创面愈合。但是Wnt信号通路在糖尿病糖脂毒性状态下对创面愈合的作用还未见研究。.研究内容：1.通过构建体外高糖高游离脂肪酸环境下血管内皮及皮肤上皮细胞培养体系，探索在糖脂毒性的条件下Wnt信号通路对血管内皮细胞及皮肤上皮的生长、增殖、分化的影响；2.建立稳定的糖尿病动物模型，揭示Wnt信号通路在高糖高游离脂肪酸条件是否存在表达异常；3.通过体外、体内实验全面评价血管内皮细胞及皮肤上皮细胞生长、增殖、分化的关键 Wnt 蛋白及其下游信号通路，并阐明其在糖尿病创面愈合过程的作用。.主要结果：我们发现在高糖及高糖高脂作用下，体外结果提示Wnt7a在脐静脉内皮细胞上的表达减少，体内结果同样提示在糖尿病模型中Wnt7a在创面上的表达较对照组减少。我们进一步发现糖尿病以及高脂糖尿病模型上大鼠的皮肤愈合速度相较于正常组都显著下降，且通过局部创周注射Wnt7a蛋白后，这两个代谢异常组的创面愈合率在愈合末期（第10天）的愈合速度较未处理两组的速度显著提升。Wnt7a蛋白诱导的创面愈合加速是伴随创面新生血管数量、CD31密度、一氧化氮（nitric oxide, NO）及内皮性一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）浓度的增高。当进一步分析愈合过程中创周的病理学特点、炎症浸润情况、免疫细胞类型以及炎症相关蛋白之后，我们还发现Wnt7a蛋白主要是通过调节L-selectin、ICAM-1、IL-6/8等的转录及表达从而显著改善高糖高脂组的炎症症状，其具有统计学意义。.结论：本次研究首次将Wnt信号通路家族中的Wnt7a蛋白与糖尿病创面联系起来，特别强调了高脂代谢对糖尿病创面延迟愈合中的影响，并阐明了Wnt7a蛋白对于这两种代谢异常状态下受损血管功能上的调节以及炎症应激反应的平衡方面的重要作用，为靶向Wnt7a治疗糖尿病创面提供了理论依据。