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看细胞外基质(ECM)如何在炎症反应中发挥作用!!

2022-02-12 17:52

皮肤炎症与痤疮的关系是什么呢?会造成哪些不良影响呢?

上期我们说到了,细胞外基质(ECM), 接下来我们就一起看看ECM在炎症反应中发挥的作用

古装剧里,需要扮丑的演员总是敷衍的点上几颗痘痘,美女和丑女就画上了等号。

皮肤的光滑细腻的人通常被夸“底子好”,而容易长痘爆皮或者是留下痘坑痘印的皮肤在美妆博主那儿通常被称为“底子差”或者干脆叫“瑕疵皮”,被推荐用厚厚的遮瑕或者粉底来掩饰。

——可见在很多人的心中,“痘痘”已然是美貌的天敌了!

 谁不想有无暇细嫩好皮肤?谁不想呢?可是熬夜、奶茶、小烧烤、加班、赶ddl……

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OKK,接下来就让小编就带大家来了解一下痘痘和炎症难解难分的“姻缘”;

以及痘痘肌的难兄难妹们,我们到底该怎么做?

哪里是能跟痘痘say goodbye的生活呢?

生活作息改不了!那我科学护肤总行吧?我对症下药总可以吧?

OKK,接下来就让小编就带大家来了解一下痘痘和炎症难解难分的“姻缘”;

以及痘痘肌的难兄难妹们,我们到底该怎么做?

Part Ⅰ痘痘肌的“祸根”何在?:

痤疮被认为是毛囊皮脂腺单位的慢性炎症性皮肤病,好发于青春期,与皮脂腺的阻塞(皮脂分泌过多、毛囊皮脂腺导管的异常角化)以及细菌感染(常见的有棒状杆菌属、丙酸菌属和葡萄球菌属)有关[1]。研究表明:高雄性激素、情绪和压力、不良的生活作息、遗传因素以及高脂高糖饮食被认为与痤疮的发生和持续有关。

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(图从左到右分别为:1.脱落的角蛋白和皮脂的堆积;2.皮脂腺阻塞,细菌的增生和轻度炎症反应3.脂质的大量积聚,获得性炎症反应被激活,不断加重的炎症反应会诱发毛囊壁断裂,脂质、微生物及毛发等进入真皮,产生异物样反应 )

痤疮丙酸杆菌(Propionibacteriumacnes)痤疮丙酸杆菌最近更名为痤疮皮肤杆菌(Cutibacterium acnes,是一种革兰氏阳性、非孢子形成的人类皮肤共生菌(皮肤的正常菌群),嗜好皮肤分泌的油脂,喜欢厌氧的生长条件。痤疮丙酸杆菌可以通过脂酶分解甘油三酯成自由脂肪酸, 后者直接参与粉刺形成过程,同时还可以调节角化细胞的分化,增加局部炎症,因此被认为是痤疮早期微粉刺和粉刺以及炎症性痤疮病变的主要病原体[3]。

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(痤疮丙酸杆菌的侵入和增殖)

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(痤疮丙酸杆菌的作用机制[4])

其作用机制,简单来说可以概括为三个方面:①它引起炎症反应并和固有免疫相互作用,包括toll样受体(TLRs)、抗菌肽(AMPs)、蛋白酶活化受体(PAR)和基质金属蛋白酶(MMP),并上调促炎细胞因子的分泌,包括白介素-1a (IL-1a)、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-12、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF),导致炎症性痤疮病变的形成。②它通过诱导角蛋白10、聚丝蛋白和去丝胶蛋白1的表达来调节角化细胞的分化。③它通过CRH/CRH受体途径刺激皮脂腺和皮脂合成[5]。 

Part Ⅱ 皮肤炎症与痤疮的关系是什么呢?会造成哪些不良影响呢[6]?

首先,炎症反应贯穿了痤疮的整个发病过程。既往的观点认为非炎性痤疮只是单纯由于皮脂分泌过多,毛囊口角化过度而导致的。但随后研究人员通过基因技术证明:即使是在亚临床皮损(暂时看起来正常的毛囊)中,仍能检测到一系列炎症相关基因表达[7]。并且通过免疫组化实验证实了:炎症反应不仅参与了早期的亚临床非炎性痤疮,而且贯穿了痤疮的整个发病周期,包括炎性皮损的形成以及后期的炎症后红斑、炎症后色素沉着或瘢痕形成[8]。

    其次,随着越来越多研究的涌现,痤疮丙酸杆菌被提出不再是“背后的元凶”,而只是扣动了“炎症反应的扳机”。痤疮的病原微生物研究可以追溯到 20 世纪,因为从中重度痤疮患者毛囊通常都可以分离出“致病菌群”,人们一度认为是微生物感染(尤其是痤疮丙酸杆菌的感染 )在寻常痤疮的发病中起主要作用。但“打脸“总是来的很迅速,后来研究人员在健康皮肤的毛囊皮脂腺单位中也能分离出有很多定植的微生物:表皮葡萄球菌、糠秕马拉色菌、以及痤疮丙酸杆菌等,而它们通常在很长一段时间里都不致病(正常的定植菌群)。且通过抗体滴度的测量,发现在轻度或中度痤疮患者的血液中痤疮丙酸杆菌抗体滴度与正常人相似,只有重度炎症性痤疮患者抗体滴度升高,非炎症性的痤疮则基本检测不到抗体。因此痤疮丙酸杆菌作为主要致病因素的地位得到了质疑。所以,我们推测痤疮丙酸杆菌并不是痤疮发病的始发原因,而更可能是作为炎症的一个重要参与者。

    对于痤疮丙酸杆菌的研究也侧面印证了这点,在炎性皮损中定植后,痤疮丙酸杆菌可以通过一系列的酶链反应、抗原抗体反应、趋化作用及补体活化途径深化扩大炎症反应(正如前文所述)。

Part Ⅲ痤疮的常见治疗有哪些?

       关于痤疮的治疗,皮肤科医生提倡的是:分度诊疗,抗炎治疗贯穿始终,采用内服/外用/光动力等多种方法综合治疗,以达到预防复发和减少瘢痕形成的目的。

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(痤疮治疗方案表格[9])

在表格里治疗方案已经非常详尽,小编作为整形外科的医生,想提到的是一类较新的治疗方案——美塑疗法对痤疮炎症的治疗效果。

美塑疗法(Mesotherapy),即采用注射等微创方式将药物或其他活性物质分布到皮内、皮下结缔组织(筋膜、脂肪)、肌肉等组织内的治疗方法,也可以看作一种新型的物理辅助经皮给药技术[10]。

目前,通过水光针、微针注射以及保妥适皮内注射都被报道有针对痤疮的抗炎镇静作用[11],值得一提的是,随着近年来生物技术的发展,越来越多美塑产品被研发出来,细胞外基质这一新的注射材料开始进入到我们的视野,并在痤疮相关炎症的治疗方面表现出理想的效果。下面就让小编来为大家介绍一下这位美塑界冉冉升起的“新星”吧。

Part Ⅳ 什么是细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)?

细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)是动物组织中,包裹在细胞外的由细胞分泌的三维结构。由胶原蛋白、蛋白多糖/糖胺聚糖、弹性蛋白、纤维连接蛋白、层粘胶蛋白等多种糖蛋白组成的非细胞三维大分子网络(划重点就宛如一张3D的大网)[12]。

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(ECM的结构和成分)

细胞外基质的复杂功能:

细胞与细胞外基质成分(ECM)相互结合,形成一个复杂的网络。细胞驻留在细胞外基质(ECM)中,共同构成组织和器官。细胞外基质(ECM)决定了组织的形态、质地以及机械性能等特征。此外细胞外基质(ECM)还可以作为生长因子以及其它信号分子的库,来源于ECM的信号分子结合于细胞表面受体,将信号从外基质细胞转导到细胞内,调节细胞的多种功能,如生存、生长、迁移和分化,并对维持正常的内稳态至关重要[13]。细胞外基质成分 (ECM)还可以作为细胞锚定的位点,供细胞黏附和爬行迁移,以及细胞极性的维持。

细胞外基质ECM的作用非常广泛,目前有的报道把ECM的功能粗略的分为五类:

1.作为细胞黏附的基质

2.提供支撑的支架结构、确定组织的边界

3.为细胞受体呈递生长因子

4.完成细胞因子的时间-空间调节

5.感应和传递机械信号

(Altınay, 2016) [14]

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(图6 ECM的功能)

Part Ⅴ ECM在炎症反应中发挥的作用[15]:

ECM中富含的蛋白多糖和透明质酸成分,被发现在多种疾病的炎性进展过程中有所升高(比如心血管、肺部疾病以及自身免疫病)。

ECM由于其独特的网状纤维结构,被认为是炎症细胞的“着陆带”,白细胞穿过内皮屏障后,与ECM直接相互作用(就好像被一张大网给“网住”),这张“大网”影响其粘附、滞留、迁移和活化。而白细胞的转移和定位的过程直接决定炎症反应持续的时间。

目前研究的热门“Versican”是ECM的重要组成成分,也是硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPG)和hyalectin家庭成员,它在炎症反应的过程中既能起到激活免疫细胞促进炎症的作用(添把柴,让它烧的更旺),也可以起到抑制炎症的作用(釜底抽薪)。

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(ECM激活免疫细胞的过程)

此外,ECM还可以参与调节巨噬细胞的表型。巨噬细胞有着“对抗炎症”和“促进炎症”的两种极端的表型,是一把“双刃剑”。在ECM纤维支架中,巨噬细胞可以被检测到促炎相关的基因表达明显下调,炎症因子分泌的减少,从而减轻了局部的炎症反应[16]。

值得强调的是,ECM不仅仅可以调节局部发炎症反应,还有招募内源性干细胞、促进血管生成、促进再上皮化以及促进新生肉芽组织良好重塑的作用,这对于痤疮后期的炎症后红斑、炎症后色素沉着或瘢痕形成都有积极的意义。

Part Ⅵ总结

中国人群统计痤疮发病率为 8.1%[17]。但研究发现超过 95%的人会有不同程度痤疮发生,3%~7%痤疮患者会遗留不同程度的瘢痕。特别是在青春期,反复发作的痤疮可能会导致青少年的心理出现自闭、自卑、恐惧以及焦虑和抑郁的情绪,对此我们医生应当给予更多的关注和关怀。

有过“战痘”经验的各位应该都知道,痘痘易长不易消,在漫长的治疗过程中尝试过的药物“千奇百怪”,很多被追捧的经验和疗法可能都是“甲之蜜糖,乙之砒霜”。目前能使用的武器主要是:抗菌药物、维A酸类、抗雄激素治疗以及糖皮质激素类等等,在一些顽固的痤疮患者身上可能取得的效果有限,时间久了还容易产生一些不良反应。

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(Merite S+美薇缇皮内导入治疗痘痘案例)

近年来,随着科学技术的进一步推进,已经出现细胞外基质ECM相关的美塑产品,比如国外有美国的SIGMA公司所研发的MaxGel(ECM);国内目前也有美柏生物Merite S+美薇缇,都是用人源间充质干细胞做为表达载体,规模化生产细胞外基质材料。这些材料在保有细胞外基质ECM的组成成分的同时,尽可能还原了其生理代谢的功能(比如外泌体成分),令其最大程度贴近人体微环境,有望成为一种可以平衡炎症反应、促进创面愈合、减少瘢痕增生的良好材料。作为一种局部治疗的方式,通过皮内导入的方式起到“点对点”的精准打击,通过减轻炎症反应来达到控制和治疗痤疮的效果,同时还可以带来“焕肤除皱,减少瘢痕”的美容效果,可能是未来痤疮治疗的全新思路。

1.Farrar, M. D., & Ingham, E. (2004). Acne: inflammation. Clinics in dermatology, 22(5), 380–384. https://doi.org/10.1016/j.clindermatol.2004.03.006↑

2.鞠强.中国痤疮治疗指南(2019修订版)[J].临床皮肤科志,2019,48(09):583588.DOI:10.16761/j.cnki.1000-4963.2019.09.020. ↑

3.马英,项蕾红.痤疮发病机制及治疗目标的新认识[J].临床皮肤科杂志,2015,44(01):66-69.DOI:10.16761/j.cnki.1000-4963.2015.01.024. ↑

4.Platsidaki, E., & Dessinioti, C. (2018). Recent advances in understanding Propionibacterium acnes ( Cutibacterium acnes) in acne. F1000Research, 7, F1000 Faculty Rev-1953. https://doi.org/10.12688/f1000research.15659.1↑

5.Platsidaki, E., & Dessinioti, C. (2018). Recent advances in understanding Propionibacterium acnes ( Cutibacterium acnes) in acne. F1000Research, 7, F1000 Faculty Rev-1953. https://doi.org/10.12688/f1000research.15659.1↑

6.马英,项蕾红.痤疮发病机制及治疗目标的新认识[J].临床皮肤科杂志,2015,44(01):66-69.DOI:10.16761/j.cnki.1000-4963.2015.01.024. ↑

7.Del RJ, Kircik LH. The sequence of inflammation, relevantbiomarkers, and the pathogenesis of acne vulgaris: what does recent research show and what does it mean to the clinician[J]. JDrugs Dermatol, 2013, 12(8 Suppl):s109-s115. ↑

8.Kang S, Cho S, Chung JH, et al. Inflammation and extracellularmatrix degradation mediated by activated transcription factors nu-clear factor-kappaB and activator protein-1 in inflammatory acne lesions in vivo[J]. Am J Pathol, 2005, 166(6):1691-1699 ↑

9.鞠强.中国痤疮治疗指南(2019修订版)[J].临床皮肤科志,2019,48(09):583588.DOI:10.16761/j.cnki.1000-4963.2019.09.020. ↑

10.吴艳.美塑疗法在皮肤美容中应用的专家共识[J].中国美容医学,2020,29(08):44-48.DOI:10.15909/j.cnki.cn61-1347/r.003866. ↑

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12.Mendibil, U., Ruiz-Hernandez, R., Retegi-Carrion, S., Garcia-Urquia, N., Olalde-Graells, B., & Abarrategi, A. (2020). Tissue-Specific Decellularization Methods: Rationale and Strategies to Achieve Regenerative Compounds. International journal of molecular sciences, 21(15), 5447. https://doi.org/10.3390/ijms21155447↑

13.Rousselle, P., Montmasson, M., & Garnier, C. (2019). Extracellular matrix contribution to skin wound re-epithelialization. Matrix biology : journal of the International Society for Matrix Biology, 75-76, 12–26. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2018.01.002↑

14.(Altınay, 2016) ↑

15.Wight, T. N., Kang, I., Evanko, S. P., Harten, I. A., Chang, M. Y., Pearce, O., Allen, C. E., & Frevert, C. W. (2020). Versican-A Critical Extracellular Matrix Regulator of Immunity and Inflammation. Frontiers in immunology, 11, 512. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00512↑

16.Huleihel, L., Dziki, J. L., Bartolacci, J. G., Rausch, T., Scarritt, M. E., Cramer, M. C., Vorobyov, T., LoPresti, S. T., Swineheart, I. T., White, L. J., Brown, B. N., & Badylak, S. F. (2017). Macrophage phenotype in response to ECM bioscaffolds. Seminars in immunology, 29, 2–13. https://doi.org/10.1016/j.smim.2017.04.004↑

17.Shen Y, Wang T, Zhou C, et al. Prevalence of acne vulgaris in Chinese adolescents and adults: a community-based study of 17, 345 subjects in six cities[J]. Acta Derm Venereol, 2012, 92(1): 40-44 ↑

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