糖尿病创面中防御素的表达和免疫调节新功能研究

Because of the high frequency and difficulty of complete healing in the diabetic wounds, which results in high disability and motality, it is highly essential to investigate the pathological and healing mechanisms. Based on the novel discovery that human beta-defesin hBD2 can act as an inhibitor of potassium channel Kv1.3 in immune cells and have immunomodulatory function (Cell Mol Life Sci, 2015, 72: 845-853), the scientific issue that defesins may act as an immune modulator and have a protective effect by the interaction with Kv1.3 ion channel on diabetic ulcers was raised and need to be proven. Our research project consists of three parts: (1) Investigation of dynamic expression profile of defensins from the diabetic wounds during the different healing periods; (2) Identification of diabetic wound-related defensins interacting with potassium channel Kv1.3 in the immune cells; (3) Researches on the novel immunomodulatory and healing functions produced by the wound-related defensins through interactions with potassium channel Kv1.3 in the immune cells. All these studies will further enrich the knowledge on the pathological mechanisms in the diabetic wounds at the clinical, animal model, cell and molecule levels, and provide new strategy on treating diabetic wounds, which are undoubtedly full of scientific value and clinical.

糖尿病创面具有难愈性、反复进展性和较高致残/死率的特点,迫切需要深入研究其发病和愈合机制。在我们项目组成员首次发现人内源性防御素hBD2作用于T细胞膜钾通道Kv1.3并发挥免疫调节新功能的基础上(Cell Mol Life Sci, 2015, 72: 845-853), 围绕“糖尿病创面中天然免疫分子防御素与免疫细胞膜钾通道Kv1.3相互作用”的关键科学问题,创新开展(1)糖尿病创面中不同治疗阶段防御素的动态表达谱研究;(2)糖尿病创面中疾病相关防御素与钾通道Kv1.3相互作用的鉴定;(3)糖尿病创面中疾病相关防御素通过与钾通道Kv1.3相互作用发挥免疫调控和促进创面愈合的新功能及机理研究。这些工作将在临床、动物模型、细胞、分子等不同水平上丰富人类对糖尿病创面发病机理的新认识,为糖尿病创面治疗提供新策略, 具有重要的科学价值和临床实际意义。

背景：糖尿病创面具有难愈性、反复进展性和较高致残/死亡率的特点，迫切需要深入研究其发病和愈合的机制，为糖尿病创面的治疗提供更多的理论依据。糖尿病患者的创面相对于正常人的创面更加的难以愈合，有研究表明持续的感染和中性粒细胞的浸润是糖尿病患者伤口难以愈合的一个很重要的特征。降低糖尿病患者创面分泌的炎症因子有助于患者伤口的愈合。防御素是一类具有抗菌功能的阳离子多肽，作为一类天然免疫分子，其在天然和适应性免疫过程中均发挥着很重要的作用。 .主要研究内容：糖尿病创面中防御素的表达分布情况，根据防御素在糖尿病足创面中的表达分布特征，通过细胞学、分子生物学和实验动物学方面深入研究糖尿病创面中高表达的防御素在高糖病理环境下的新功能。 .重要研究结果和关键数据：临床研究结果显示，a防御素在糖尿病创面中心区域高表达，糖尿病创面的渗出液中同时也检测出高表达a防御素；通过细胞学和分子生物学研究进一步证实了糖基化终产物（AGEs）和a防御素协同作用于皮肤成纤维细胞，明显促进其分泌炎症相关因子IL-8，通过其免疫调节作用加重了糖尿病创面内的炎症反应过程；在动物学方面的研究中，借助于糖尿病创面动物模型，从创面的愈合过程方面证实a防御素明显延迟创面的愈合，从生物化学检测方面（mRNA和蛋白质水平）证实a防御素干预的糖尿病创面中IL-8的水平较单纯的糖尿病创面和非糖尿病得创面高（P<0.05），对应的糖尿病创面标本中的炎症反应细胞（中性粒细胞和巨噬细胞）的量较高。体外通过在HEK293细胞中初步验证了a防御素对于Kv1.3通道的调节作用(具有明显的抑制作用），可能是a防御素发挥免疫调节作用的主要途径之一。.科学意义：通过临床、细胞、动物模型和分子等不同水平，深入分析了糖尿病创面中高表达防御素分布情况，糖尿病创面中高表达的a防御素延迟愈合创面的分子机制，为后期临床治疗糖尿病创面药物的研发提供新的前期研究基础。