二甲双胍是治疗2型糖尿病的“权威”用药,是目前应用最为广范的降糖药物之一。近些年随着对二甲双胍研究的深入,该药物被发现还可能有“减重”“抗癌”“延缓衰老”等神奇功效。同样是经典药物的二次开发,浙江大学医学院附属邵逸夫医院整形外科谈伟强团队阐明了ACE(血管紧张素转换酶)类降压药不仅能降低血压,还能抑制�:坌纬�。这里所说的ACE类降压药指ACEI(血管紧张素转化酶抑制剂,如雷米普利)和ARB(血管紧张素II受体拮抗剂,如氯沙坦)。

皮肤�:凼歉髦执瓷艘鸬恼Fし糇橹耐夤坌翁妥橹±硌Ц谋涞耐吵啤q:塾绕涫窃錾择:酆婉:鄹泶瘢唤銎苹得拦郏狗涟讼喙刈橹蚱鞴俚纳砉δ埽踔恋贾禄魏凸δ苷习现赜跋旎颊叩纳硇慕】怠D壳霸诹俅采像:鄣闹瘟贫嗖捎檬质跚谐�、植皮、放疗、激光、�:勰诩に刂瘟频确椒ǎ菩Ь焕硐隱1, 2]。研究�:鄣男纬�、发展和转化不仅仅对解决创面愈合的后遗症有重大意义,而且能够加深人们对人体一系列纤维化疾�。ㄈ缧募≈厮堋⒏斡不�、肾萎缩等)的认识。

近年对肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)的研究发现:局部RAS可通过促进细胞增殖和细胞外基质的合成参与多种组织器官纤维化(包括皮肤�:�)的形成。来源于肝脏的血管紧张素原,在肾素的作用下转化为Ang I (angiotensin I,血管紧张素I),Ang I在ACE(angiotensin-converting enzyme,血管紧张素转换酶)的作用下转化为Ang II (angiotensin II,血管紧张素II),Ang II通过血液循环分泌到靶组织,与I型受体结合,引起醛固酮释放和血管收缩等生理效应,调节机体的血压及血流变化,维持机体血容量和水电解质平衡[3]。国内外不断有学者在心脏、血管壁、肾脏、脂肪、脑部及皮肤等局部组织发现有RAS的表达;局部RAS是独立作用,但又与循环RAS相互影响,共同参与多种病理生理过程[4]。目前的研究已扩展了人们对RAS 作用的认识:RAS影响细胞增殖和炎症反应,而非仅仅是控制血压;组织纤维化与局部RAS 的激活有关;AngⅡ在心、肾、肺及肝等组织器官的纤维化过程中起到了重要作用,其机制与TGF-β 的信号传导的Smad 通路和/或TAK1 通路有关[5-7]。

但是,既往关于RAS和�:巯喙匦缘难芯勘冉狭闵ⅲ挥邢低逞芯垦芯緼CE和Ang II的效应,更没有阐明ACEI和ARB能否用于�:壑瘟�。

ACEI通过下调Smad和TAK1通路发挥�:坌纬梢种萍恋淖饔�

2018年8月28日,谈伟强为第一和通讯作者的论文“Angiotensin-converting enzyme inhibitor works as a scar formation inhibitor by downregulating Smad and TAK1 pathways in mice”在老牌药物学杂志“Br J pharmacol”在线发表(署名单位依次为浙医邵院、浙医四院和美国洛杉Cedar-Sinai医学中心),阐述了ACEI和ARB改善�:鄣男Ч捌淠谠诨疲ㄍ�1)。

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图1 小鼠全层皮肤缺损的�:郏˙r J pharmacol)

A) 小鼠�:勰P偷闹谱�。B)5组小鼠的创面/�:劭矶龋ㄓ伪昕ǔ卟饬浚�*”为与空白组比较时差异有显著性意义(p<0.05);其中,“KO”、“Ramipril”、“Losartan”、和“Hydralazine”和“Blank”依次为“ACE基因敲除”、“雷米普利”、“氯沙坦”、“肼苯哒嗪”(非ACE类降压药)和“空白组”。C)术后14天时的�:矍榭觯癒”、“R”、“L”、“H”和“B” 依次为“ACE基因敲除”、“雷米普利”、“氯沙坦”、“肼苯哒嗪”和“空白组”。

ACE是肾素-血管紧张素系统的重要组成部分,参与刺激心脏、肺、肝脏和肾脏的纤维化过程,而ACEI促进这些器官的生理性组织修复。其作用机制与转化生长因子-β1(TGF-β1)通路密切相关。然而,ACEI在�:坌纬芍械挠τ帽ǖ篮苌伲狙芯康哪康恼俏颂教制湓谛∈篑:勰P椭械目瓜宋饔煤头肿酉附凇T诙锸笛橹校∈蟊巢吭斐梢痪匦蔚娜闫し羧彼鸷螅吧托∈螅╓T)被随机分配口服雷米普利、氯沙坦或肼苯哒嗪,ACE敲除(KO)和阴性对照小鼠只接受饮用水。用游标卡尺记录创面愈合过程中创面/�:劭矶龋鹾�14天取标本行组织学等检查。同时,在体外采用ACE KO和WT细胞评价ACEI通过TGF-β1信号通路减轻纤维化的作用。结果发现:ACE KO小鼠以及服用雷米普利、氯沙坦的小鼠�:劭矶缺湫。上宋赴鲋辰档停涸蚑GF-β1表达减少。雷米普利在体内、体外均能抑制小鼠对Smad2/3和TGF-β活化激酶1(TAK1)的磷酸化。ACE相关活性肽的表达在不同药物治疗的小鼠模型中表达量也不同。ACEI使AngⅡ(血管紧张素II)减少,AcSDKp(N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸)、Ang 1-7(血管紧张素-(1-7))和Sp(p物资)由于缺乏ACE的降解均增多。以上实验结果说明:ACEI通过调控其下游的活性肽来抑制TGF-β1/Smad和TGF-β1/TAK1通路,从而在�:坌纬芍衅鸬娇瓜宋淖饔�。这些发现提示ACEI对Smad和TAK1信号传导的双重抑制是开发新型抗�:垡┪锏挠行Р呗�。

辨别ACE的来源

上述论文只是论证了ACE确实影响�:坌纬桑种扑蚩梢愿纳岂:郏茿CE究竟来源于炎症细胞还是局部皮肤组织?并不清楚!这不仅是机制问题,还是一个很现实的问题:如果来源于炎症细胞,则应当全身用药为主;如果来源于局部皮肤,则应当局部用药为主;如果来源于两者,则全身和局部用药都有效。

2018年8月31日,谈伟强为通讯作者的论文,“The source of ACE during scar formation is from both bone marrow and skin tissue”在老牌生物学杂志“FASEB J”正式发表(2018 Sep; 32(9): 5199-5208,署名单位依次为浙医一院、浙医邵院和浙医四院),该研究采用了骨髓移植的方法,运用了3种基因修饰小鼠和大量流式细胞仪技术,证明了ACE同时来源于炎症细胞(图2)和局部皮肤组织(图3)。这具有重要的价值:说明全身和局部用药都有效;当然,既然局部用药有效,就尽量不要全身用药,因为全身用药可能带来血压下降等副作用。

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图2炎症细胞缺乏ACE对小鼠瘢痕形成的影响(FASEB J)

A) 三组小鼠伤口/�:劭矶龋ㄓ伪昕ǔ卟饬浚┑耐臣品治�。“*”为与“WT to C57”组比较时的差异有显著性意义(p<0.05)。B)术后16天的�:鄞筇迩榭�。C)术后16天小鼠�:鄣淖橹衅℉E染色)。K,KO to C57:ACE 基因敲除小鼠的骨髓移植到普通小鼠;10,ACE 10 to C57:ACE过表达小鼠的骨髓移植到普通小鼠;B,ACE WT to C57组:正常小鼠的骨髓移植到普通小鼠。骨髓移植2月后,以上3组小组皮肤中有正常量ACE,炎症细胞分别为无ACE、过量ACE和正常量ACE。实验结果为K组瘢痕明显改善,其余两组相差不大。

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图3局部皮肤缺乏ACE对小鼠�:坌纬傻挠跋欤‵ASEB J)

A) 两组小鼠伤口/�:劭矶龋ㄓ伪昕ǔ卟饬浚┑耐臣品治觥!�*”为与“WT to WT”组比较时的差异有显著性意义(p<0.05)。B)术后16天的瘢痕大体情况。C)术后16天小鼠瘢痕的组织学切片(HE染色)。ACE 3为ACE基因敲除但白蛋白位点表达ACE的基因修饰小鼠,特点是皮肤中无ACE,血液中含有正常量ACE。K,WT to ACE 3:普通小鼠的骨髓移植到皮肤中没有ACE的小鼠;B,WT to WT:正常小鼠的骨髓移植到普通小鼠。骨髓移植2月后,以上2组炎症细胞中有正常量ACE,皮肤分别为无ACE和正常量ACE。实验结果为K组瘢痕明显改善。

本实验采用转基因小鼠骨髓移植的方法研究ACE的来源,并分析创面愈合中期的炎症细胞和一些生长因子。单独从骨髓或皮肤组织中去除ACE后,低ACE组的�:劭矶缺纫吧停╓T)对照组小。�:坌纬晒讨校档虯CE水平也降低了TGF-β1的水平。在伤口愈合期间,ACE水平显著影响炎性细胞。在ACE缺乏的小鼠中,TGF-β1和TNF-α的表达减少,而IL-4的表达则没有下降。研究结果表明,在�:坌纬芍械腁CE同时来源于骨髓和皮肤组织,去掉它们中的任何一个都会影响炎症细胞和生长因子,并降低TGF-β1的表达,从而降低�:刍�。

谈伟强团队较系统地研究了ACE类降压药的抗�:圩饔�

近5年来,谈伟强团队在2个国家自然科学基金的资助下,对ACE与�:鄣墓叵到辛私衔低车难芯浚ㄍ�4)。首先,在体外研究了ACE对小鼠成纤维细胞系和ACE基因敲除细胞活性的影响,再通过大鼠和基因敲除小鼠�:勰P投訟CE在�:坌纬芍械淖饔媒卸锸笛�。这两部分实验证实了ACE在�:坌纬芍械闹匾饔谩H缓螅褂米蛐∈蠛凸撬枰浦怖囱芯緼CE在�:坌纬善诩涞睦丛次侍�。此后,谈伟强团队进行了药物筛选、临床调查和各种乳膏的制备和疗效检测等,这些成果正在逐步发表中

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图4 ACE类降压药的抗�:坌Ч盗醒芯�

潜在的临床价值

ACEI和ARB有很好的降低TGF-β的作用,这是目前市场上商品所欠缺的!

虽然降低局部TGF-β的表达能改善�:坌纬梢延泄彩叮壳傲俅采嫌τ玫母纳岂:垡┪镆约に兀ㄍㄓ妹按姿崆材蔚履蛩厝楦唷钡龋⒀蟠刑崛∥锖透嗡兀ㄍㄓ妹案捶礁嗡啬颇蚰宜啬骸保唐访翱等鸨!钡龋蛔饔弥饕且种蒲字⒔橹屎腿砘:郏�、积雪甙(通用名为“积雪甙霜软膏”等;主要作用是促进创面愈合)、硅胶片(商品名为“美皮护”、“仙卡”等;主要是压力作用)和硅凝胶贴膜(商品名为“舒痕”、“倍舒痕”、“施可复”等;同样也是压力作用)为主;实验室研究有采用基因转染、抗体等降低TGF-β来抑制�:郏菔蔽醇墒觳�。谈伟强团队对各种局部抗�:垡┪锖土嫌靡┓椒ㄒ步辛俗芙幔⒈碛谌ツ闧8]。

ACEI或ARB早已在临床上广泛应用,具有很高的安全性,目前只是老药新用的问题。

ACE类降压药相关的专利和产品

该系列研究已在去年9月份(申请号分别为: 201710842474.4,201710842475.9,201710842496.0和201710842805.4)和今年2月份(申请号分别为: 201810140878.3,201810141108.0,201810141047.8和201810140947.0)申请专利共8份,内容分别为为ACE类降压药和复方ACE类降压药在�:壑瘟浦械挠τ�。为了避免口服方式的副作用,谈伟强团队研制了数十种ACE类乳膏并逐个在动物实验中测试。

谈伟强简介

谈伟强,医学博士、主任医师、博士生导师。研究方向为创面愈合与�:郏簧贸ぱ鄄棵廊�、乳房整形、微创美容、抽脂塑形、�:壅吹�。1995年考入中国协和医科大学(现清华大学北京协和医学院)八年制临床医学专业;先后就读于北京大学(生命科学院医预专业,1995.09-1998.01)和中国协和医科大学(1998.02-2003.07);导师是戚可名教授(前整形外科全国主任委员、北京协和医院院长、北京整形外科医院院长,著名抽脂塑形专家)和乔群教授(前北京协和医院整形外科主任,著名乳房整形美容专家);于2003年7月获医学博士学位。毕业后在浙江大学医学院附属第一医院工作;2014年初赴美国洛杉矶作为访问学者留学一整年;2015年初作为专家在附属第四医院援建并任科室负责人;2018年中起组织人事关系转为浙江大学医学院附属邵逸夫医院整形外科,并继续在浙医四院援建直到完成任务。目前担任中华医学会整形外科学分会�:塾朐偕窖ёㄒ笛ё槲�、医学美学与美容分会美容外科学组委员,中国整形美容协会抗衰老分会理事、�:垡窖Х只嵛钡�。以第一或通讯作者发表SCI收录论文29篇,其中TOp(顶级)期刊4篇;参编专著3部;主编《医学实验基本技术》一书于今年7月出版,随后于8月28日受丁香园邀请直播“临床医生如何做科研”(https://e.dxy.cn/broadcast/live/id/4954);已授权国家专利14项,其中发明专利8项,实用新型专利6项,均为第一发明人;已获国家自然科学基金项目3项(负责人),参与国家重点研发计划1项(骨干成员);获得多项人才计划,如浙江省医坛新秀(2015年)、金华市321专业技术人才培养工程(第一层次,2017年)等。

参考文献

1. Tan WQ, Gao ZJ, Xu JH, Yao Hp. Inhibiting scar formation in vitro and in vivo by adenovirus-mediated mutant Smad4: a preliminary report. Exp Dermatol. 2011, 20(2): 119-24.

2. 虞渝生, 谈伟强. �:鄣男纬苫萍爸瘟�.《10000个科学难题医学卷》. 科学出版社, 2011: 442-4.

3. Zhou L, Liu Y. Wnt/β-catenin signaling and renin-angiotensin system in chronic kidney disease. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2016, 25(2): 100-6.

4. Tang Y, Hu X, Lu X. Captopril, an angiotensin-converting enzyme inhibitor, possesses chondroprotective efficacy in a rat model of osteoarthritis through suppression local renin-angiotensin system. Int J Clin Exp Med. 2015, 8(8): 12584-92.

5. Choi ME, Ding Y, Kim SI. TGF-β signaling via TAK1 pathway: role in kidney fibrosis. Semin Nephrol. 2012, 32(3): 244-52.

6. Thomas JR, Somenek M. Scar revision review. Arch Facial plast Surg. 2012, 14(3): 162-74.

7. Watkins SJ, Borthwick GM, Oakenfull R, Robson A, Arthur HM. Angiotensin II-induced cardiomyocyte hypertrophy in vitro is TAK1-dependent and Smad2/3-independent. Hypertens Res. 2012, 35(4): 393-8.

8. Fang QQ, Chen CY, Zhang MX, Huang CL, Wang XW, Xu JH, Wu LH, Zhang LY, Tan WQ. The Effectiveness of Topical Anti-scarring Agents and a Novel Combined process on Cutaneous Scar Management. Curr pharm Des. 2017, 23(15): 2268-75.