CREB/TGF-β3信号通路在周期性机械牵伸下介导肌腱内源性愈合的作用及机制研究

In flexor tendon healing, delayed endogenous healing and exogenous adhesion formation can seriously affect the function of the fingers. Our previous study found that TGF- beta 3 as a natural antagonist of TGF- beta 1 and TGF- beta 3 tissue engineering synovial sheath has good anti-adhesion effects. Recently, it has been found that cAMP binding protein (CREB-1) and TGF- beta 3 promoter regulate the expression of endogenous TGF- beta 3. We recently found that under periodic mechanical stretching, TGF-beta3 expression and CREB increased in tendon endogenous healing site. Therefore, we predict under mechanical stretch TGF-beta3/CREB signaling pathway mediate tendon endogenous healing. This research aims to test distribution of TGF beta 3, CREB and Smad in tendon and synovial sheath under periodic mechanical stretch; through the CREB gene expression and interference suppression, we respectively can detect the tendon extracellular matrix, TGF beta 3, collagen expression. Using tendon Scx-Cre transgenic animal, we can test that CREB induces TGF beta 3 secretion to promote tendon endogenous healing. At the same time, the mechanism of self feedback of CREB to promote TGF beta 3 secretion on endogenous tendon cell will be investigated. This project will provide a new theoretical basis for endogenous tendon healing and anti-adhesion.

屈指肌腱愈合时，内源性愈合延迟，外源性粘连形成，严重影响手指功能。我们前期课题发现，TGF-β3作为TGF-β1的天然拮抗剂，TGF-β3组织工程滑膜鞘有良好的抗粘连作用。近来研究发现，cAMP反应序列结合蛋白（CREB-1）与TGF-β3启动子结合调节内源性TGF-β3表达。我们新近发现，周期性机械牵伸下，肌腱内源性愈合处TGF-β3和CREB表达增加。因此，我们预测机械牵伸下CREB/TGF-β3信号通路参与介导肌腱内源性愈合。本课题拟在周期性机械牵伸下，检测肌腱、滑膜鞘TGFβ3、CREB及Smad的分布规律；通过CREB基因过表达和干扰抑制，分别检测其肌腱细胞外基质、TGFβ3、胶原等表达影响；通过肌腱Scx-Cre转基因动物检测，CREB诱导TGFβ3分泌促肌腱内源性愈合的作用；探讨CREB对肌腱细胞内源性TGFβ3自反馈分泌的机制。本项目将为促肌腱内源性愈合抗粘连提供新的依据。

屈指肌腱愈合时，肌腱粘连形成，严重影响手指功能。为了研究在肌腱愈合过程中内源性肌腱组织中TGF-β3、CREB-1的表达分布情况，我们通过建立肌腱损伤动物模型，观察到了随时间变化，肌腱周围粘连逐渐加重，步态行为逐渐改善，肌腱组织中的TGF-β3、CREB-1mRNA转录水平及蛋白表达水平升高，在术后2周达到高峰，在术后4周逐渐下降。为了研究在肌腱愈合时，周期性机械牵伸对肌腱愈合、抗粘连的影响及TGF-β3、CREB的影响，我们通过建立肌腱损伤后肌腱周期性机械牵伸模型，发现周期性牵伸肌腱可以减轻肌腱早期的炎症反应，减少肌腱周围粘连，并通过免疫组化和PCR等研究，发现周期性牵伸肌腱可以促进TGF-β3、CREB-1的mRNA转录及蛋白表达，减少TGF-β1的mRNA转录及蛋白表达。同时，我们研究发现外源性TGF-β3可以调节屈指肌腱粘连的形成，产生更好的肌腱愈合过程。为了研究CREB-1基因表达载体注射肌腱损伤处促内源性愈合抗肌腱粘连的效应，通过分别向损伤肌腱注射CREB-1基因过表达、干扰抑制表达病毒，大体观察发现注射CREB-1过表达病毒组肌腱周围粘连明显减轻，并且有更好的运动功能，观察肌腱荧光部分显影，观察到肌腱局部炎症降低、TGF-β3与CREB-1的高表达、Ⅰ型胶原低表达现象可能与CREB-1过表达相关。为了进一步研究CREB-1对肌腱细胞的影响，进一步向肌腱干细胞中转染CREB-1过表达及干扰抑制表达病毒，观察到了过表达组的肌腱细胞分化更少，CREB-1、TGF-β3表达增高，TGF-β1、Ⅰ型胶原表达降低，进一步说明了CREB-1过表达可能通过介导TGF-β3的表达减轻肌腱的粘连形成。在肌腱细胞研究中，通过调控CREB-1的磷酸化水平观察到增加CREB-1磷酸化水平可以增加TGF-β3、Smad7的蛋白水平，通过外源性TGF-β3影响Smad3、Samd7蛋白的表达研究，进一步说明CREB-1增加TGF-β3的表达可能通过TGF-β3/Smad途径介导肌腱抗粘连效应。本项目按研究计划执行，完成了全部研究内容，达到了预期研究目标，研究成果可能将为促肌腱内源性愈合抗肌腱粘连提供新的依据。