HIF-1α信号通路在改良处理自体血对糖尿病小鼠术后伤口愈合中的作用及其机制研究

Autologous blood transfusion to gradually replace the allogeneic blood transfusion is the inevitable trend of the development of medical, and autologous blood preservation methods will directly affect the red blood cells carry oxygen and tissue oxygen supply capacity, the use of appropriate methods of processing and preservation of autologous blood in patients with diabetes mellitus, keeping red blood cells from the body after the normal morphology and function, avoid because of red blood cell storage damage and the impact of diabetic wound healing essential. Our previous study found that high blood sugar can lead to erythrocyte osmotic fragility increased, red cell membrane stability of related metabolic enzyme GAPDH compensatory increase, diabetic mice local tissue oxygen supply and local wound collagen tissue and wound healing is closely related. The effect of diabetes mellitus on the oxygen carrying function of autologous red blood cells and the possibility of improving the wound healing of diabetic patients and the underlying mechanism is not clear. The effect of this study by means of diabetic wound healing model to observe the improved preservation solution treatment of autologous blood on the healing of wounds in diabetic mice and with red blood cells carrying the relationship between oxygen and hyperglycemia is how the red blood cell function to regulate local wound tissue into fiber cells of HIF-1 signaling pathway and its target gene level and at the molecular level to elucidate the diabetes, erythrocyte, relation between the fibroblasts in wound healing in diabetic rats, so as to provide a theoretical basis for the safe blood transfusion in patients with diabetes mellitus.

自体输血逐步替代异体输血是医学发展的必然趋势，而自体血的保存方法将直接影响红细胞携氧和组织供氧能力，采用适当方法处理和保存糖尿病患者的自体血，保持红细胞离体后的正常形态及功能，避免因红细胞贮存损伤而影响糖尿病患者的伤口愈合至关重要。我们前期研究发现，高血糖可导致红细胞渗透性增加、红细胞膜稳定相关代谢酶GAPDH代偿性增高，糖尿病小鼠局部组织氧供与伤口局部胶原组织及伤口愈合密切相关。糖尿病对于自体血红细胞携氧功能有何影响、自体输血能否改善糖尿病患者伤口愈合以及潜在的机制尚不明确。本研究通过糖尿病伤口愈合模型观察改良保存液处理的自体血对糖尿病小鼠伤口愈合的影响及其与红细胞携氧功能之间的关系，探讨高血糖是如何通过影响红细胞功能来调控局部伤口组织中成纤维细胞HIF-1α信号通路及其靶基因水平，在分子水平阐明糖尿病、红细胞、成纤维细胞在糖尿病伤口愈合中的相互关系，为糖尿病患者安全输血提供理论依据。

1. 研究背景：采取科学的方法处理及保存糖尿病患者的血液，避免对脆弱的糖尿病患者的红细胞产生进一步损伤，同时最大程度上保持红细胞离体后的正常形态及功能，提高围术期自体输血的有效性和安全性，避免因红细胞功能异常造成的糖尿病患者伤口愈合迟缓等并发症的发生至关重要。.2. 研究内容：建立糖尿病小鼠模型：（1）比较标准保存液和改良保存液处理后的红细胞，观察糖尿病小鼠红细胞携氧功能以及组织供氧能力；（2）通过糖尿病小鼠伤口愈合模型，观察输注改良自体红细胞对糖尿病小鼠伤口愈合的影响；（3）运用先进的分子生物学技术探究自体红细胞对糖尿病小鼠伤口愈合影响的分子机制。.3. 研究结果：与标准保存自体血比较，改良处理自体血组游离血红蛋白（fHb）含量降低，P50、pH、2,3-DPG，RCD升高（P<0.05）；改良组小鼠创面面积明显减小、皮肤组织和血管面积增加、胶原纤维的表达和纤维化程度升高（P<0.05）；改良组PI3K/AKT、MEK/ERK表达增加，PI3K/AKT、MEK/ERK磷酸化明显增强（P<0.05）。与标准保存自体血比较，改良组MALAT1表达上调，血小板聚集下降、血细胞生理功能改善，改良组HIF-1α、VEGF-A、MMP-9、FAP、Col Ⅰ、Col Ⅲ表达上调，创面愈合加速。与标准保存处理自体血比较，改良保存液处理的自体血可增加成纤维细胞中H19的表达，并能更好地维持其表达，载氧量、释氧量及凝血功能更佳。改良保存自体血液可通过激活HIF-1α信号通路上调MALAT1，从而促进糖尿病小鼠成纤维细胞的活化和伤口愈合。.4．研究结论：改良处理自体血可有效促进小鼠背部皮肤创面修复，其作用机制可能与改良处理自体血激活HIF-1α信号通路，调节成纤维细胞活性，提高细胞存活率，增强细胞增殖和迁移，进而促进糖尿病小鼠伤口的愈合相关。.5．科学意义：糖尿病人术后伤口愈合不良的治疗是医学界面临的亟待解决的临床难题，改良处理保存自体输血作为促进伤口愈合的治疗突破点，本研究为加速糖尿病人术后伤口愈合提供了一种具有较高科学价值的治疗方法。