昆医大杨新旺团队报道活性肽RL-QN15促进糖尿病皮肤伤口表皮神经纤维再生以及感觉功能恢复

撰文︱吴雨桐

审阅︱杨新旺

责编︱王思珍，方以一

糖尿病患者皮肤伤口内表皮神经纤维再生能力下降，即便伤口愈合后也会出现不同程度感觉功能受损[1, 2]。迄今为止，关于创伤后皮肤神经纤维再生的研究仍然很少，并且缺乏有效的临床治疗方法[3]。因此，如何改善皮肤伤口愈合后周围神经的再生以及在此基础上的感觉功能恢复以促进高质量的伤口修复仍有待进一步探索。

在之前的研究中，昆明医科大学基础医学院杨新旺博士团队从两栖动物皮肤分泌物中鉴定了一种具有良好促皮肤修复的活性多肽RL-QN15，研究结果发表于国际著名期刊Pharmacological Research且获得国家发明专利授权（ZL201910913216.X）[4]。基于此，作者提出和发展了围绕活性肽RL-QN15的促皮肤创面愈合干预策略。同时，为了推进RL-QN15的临床应用，作者进一步探索了该多肽对糖尿病伤口内神经纤维再生及感觉功能恢复的影响。

由杨新旺博士团队牵头，以推动高质量伤口修复为目标，活性肽RL-QN15的显著促伤口修复作用得到了更深入，更全面的证实。本次研究着眼于糖尿病伤口内表皮神经纤维再生，阐述了RL-QN15局部应用在促进伤口全面修复中的突出作用，相关研究结果已于2023年3月23日以“Peptide RL-QN15 promotes regeneration of epidermal nerve fibers and recovery of sensory function in diabetic skin wounds”为题发表在上The FASEB Journal上。（拓展阅读：杨新旺团队相关研究进展，详“逻辑神经科学”报道（点击阅读）：昆医大杨新旺团队阐述：短肽通过miR-6328/IKKβ/NF-κB轴减轻炎症对脑缺血再灌注损伤发挥神经保护作用）

在这项新的研究中，作者分别采用C57BL/6小鼠和SD大鼠构建了T2DM (二型糖尿病)模型。为了确保T2DM模型的成功建立，作者在连续3天时间内检测所有实验动物血浆中血糖、胰岛素以及总胆固醇浓度，并做HOMA-IR评分。检测结果如图1和图2所示，T2DM小鼠和T2DM大鼠各项生化指标（血浆血糖、胰岛素以及总胆固醇）均显著高于非糖尿病组，表明T2DM模型构建成功。

图1 成功构建C57BL/6小鼠T2DM模型

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

图2 成功构建SD大鼠T2DM模型

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

随后，作者在C57BL/6小鼠背部构建了全皮层损伤模型以探索RL-QN15促伤口愈合的作用。其中假手术组、对照组以及RL-QN15组所用实验动物均患有T2DM。研究结果如图3所示，糖尿病导致小鼠背侧伤口愈合受损，具体表现为假手术组与对照组同期愈合率显著低于非糖尿病组，但经过RL-QN15处理后伤口愈合率取得较大提升，并与非糖尿病小鼠相近（ 图3A和C）。与此同时，RL-QN15增加了糖尿病小鼠第7天时伤口表皮、肉芽组织厚度，并于第14天下降至正常水平（图3B、D和E），表明RL-QN15在加速伤口愈合的同时也有效避免了瘢痕形成。

图3 RL-QN15加速糖尿病小鼠伤口愈合

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

接下来，作者于第14天牺牲实验小鼠并对伤口内表皮神经纤维分布进行观察。如图4A-D所示，与对照组相比，RL-QN15治疗后伤口边缘以及新生表皮内神经纤维密度显著增加。除此之外，RL-QN15组一些轴突通过真皮延伸到表皮并形成规则的神经纤维，与对照组中稀缺和不规则轴突相比，这些神经纤维在形态和密度上更接近非糖尿病组。

图4 RL-QN15增强小鼠背部创面皮肤神经再生

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

在确定了RL-QN15具有增强糖尿病伤口内神经密度作用后，研究者试图进一步评估RL-QN15对轴突可塑性的影响。于给药后第14天使用GAP43/B50对可塑性较强的神经轴突进行标记[5]。如图5A-D所示，GAP43阳性轴突在对照组表皮中呈间歇性不规则分布，而在RL-QN15组的伤口边缘和新表皮中分布良好，其中，新生表皮区域轴突可塑性与非糖尿病组相近。

图5 RL-QN15处理后小鼠背侧伤口轴突可塑性的增强

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

除了糖尿病小鼠模型外，作者同时将以上实验应用于糖尿病大鼠足垫皮肤，通过对足底进行直径4mm全皮层损伤处理观察记录14天内创面愈合情况，并使用H&E染色以及免疫荧光染色评估RL-QN15促表皮愈合以及神经再生作用（数据未展示）。实验结果与糖尿病小鼠一致，进一步证实了RL-QN15在体内实验中发挥了良好的促修复作用。

改善表皮神经再生是确保正常感觉功能的恢复的重要前提。作者通过观察分析糖尿病大鼠脚垫皮肤损伤修复后的疼痛相关行为发现，经RL-QN15治疗的伤口对疼痛刺激表现得更为敏感（图6A-B），表明愈合创面感觉功能得到提升。

图6 RL-QN15促进大鼠足垫感觉功能的恢复

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

除了探索RL-QN15在体内实验中的促修复活性，作者还在类神经元PC12细胞上评估了RL-QN15促细胞增值迁移的能力[6]。实验结果如图7所示，RL-QN15以浓度依赖的方式促进了PC12细胞迁移，且在100nM浓度下表现出显著促划痕愈合效果（图7A-B）。MTS实验证明RL-QN15（100nM）增强了PC12细胞的增殖活性（图7C）。

图7 RL-QN15促进PC12细胞的增殖和迁移

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

最后，我们对RL-QN15促PC12细胞增殖迁移的机制进行了初步探索。有研究证明，PI3K/Akt信号通路的激活在神经系统损伤后诱导神经保护和再生，而阻断剂LY294002可通过抑制Akt磷酸化阻断信号传递[7-9]。如图8A-B所示，RL-QN15治疗通过激活PI3K / Akt下游信号转导途径促进了Akt磷酸化，从而刺激PC12细胞增殖和迁移，但LY294002对Akt磷酸化的抑制在一定程度上逆转了这种治疗效果。与此同时，RL-QN15的促轴突伸长作用也在LY294002加入后被部分抑制（图8C-D）。以上结果表明PI3K/Akt信号通路的激活在RL-QN15促进神经生长过程中起着重要作用。

图8 RL-QN15通过激活PI3K/AKT信号通路促进PC12细胞增值迁移以及轴突生长

（图源：Wu Y, et al., The FASEB Journal, 2023）

文章结论与讨论，启发与展望

综上所述，活性肽RL-QN15促皮肤修复作用不仅仅只局限于加速了糖尿病伤口面积的减小，更重要的是改善了伤口内神经纤维分布，促进了糖尿病伤口高质量修复。本研究进一步完善了RL-QN15作为一种生物活性肽所发挥出的显著促皮肤愈合作用，这不仅为改善糖尿病创面表皮神经再生受损提供替代治疗策略，更为将来RL-QN15发展为临床药物打下了坚实基础。

原文链接：https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.202201798RR

作者简介（上下滑动查看）  

主要第一作者：吴雨桐，男，昆明医科大学基础医学院硕士研究生。
通讯作者：杨新旺，男，昆明医科大学基础医学院党委委员、副院长，博士研究生。杨新旺博士入选第一批“云南省高层次人才培养支持计划-万人计划青年拔尖人才”、“昆明市中青年学术技术带头人”，目前担任中国毒理学会生物毒素毒理专业委员会委员、中国医药生物技术协会再生医学分会委员、全国大学生生命科学竞赛云南赛区委员会委员、中国医药生物技术协会科研实验室建设与管理分会委员、全国科技成果评价专家库（药学）专家、云南省人民政府发展研究中心专家库专家、昆明医科大学基础医学院教授委员会委员、一区TOP期刊Burns & Trauma青年编委，同时为昆明医科大学“肽类分子探针与候选药物创新团队”带头人。
杨新旺博士立足于中国西南特有的生物资源优势，围绕云南省生物医药大健康产业发展重点方向，目前的研究兴趣集中于“基于活性肽的重大人类疾病新型肽类分子干预策略及新机制解析、新药物靶标发现”。研究工作受国家自然科学基金、云南省基础研究重点项目和面上项目、云南省教育厅科学研究基金、云南省天然药物药理重点实验室开放基金重点项目等支持。研究成果共计发表/接收SCI研究论文53篇（通讯/第一作者50篇），总影响因子约310，代表性研究工作发表于国际著名期刊如PNAS、Pharmacological Research、Journal of Neuroinflammation、NPG Asia Materials、Cellular and Molecular Biology Letters、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Nanobiotechnology、Journal of Biological Chemistry、the FASEB Journal、Journal of Proteome Research（封面文章）、Burns & Trauma等，研究工作受国内外研究同行、新闻媒体广泛关注，如被Science Daily和国内著名公众号等作为研究亮点报道、JBC的文章被Faculty Opinion列为TOP 1%推荐；获得国家发明专利授权20项，其中10项实现了技术转移，在相关研究领域形成了具有显著优势的区域研究特色。          

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参考文献（上下滑动查看）  1. Pham VM, Tu NH, Katano T, et al. Impaired peripheral nerve regeneration in type-2 diabetic mouse model. Eur J Neurosci 2018; 47:126-39.2. Sato H, Ebisawa K, Takanari K, et al. Skin-derived precursor cells promote wound healing in diabetic mice. Ann Plast Surg 2015; 74:114-20.3. Theocharidis G, Veves A. Autonomic nerve dysfunction and impaired diabetic wound healing: The role of neuropeptides. Auton Neurosci 2020; 223:102610.4. Wang Y, Feng Z, Yang M, et al. Discovery of a novel short peptide with efficacy in accelerating the healing of skin wounds. Pharmacol Res 2021; 163:105296.5. Beiswenger KK, Calcutt NA, Mizisin AP. Dissociation of thermal hypoalgesia and epidermal denervation in streptozotocin-diabetic mice. Neurosci Lett 2008; 442:267-72.6. Yang X, Lee WH, Zhang Y. Extremely abundant antimicrobial peptides existed in the skins of nine kinds of Chinese odorous frogs. J Proteome Res 2012; 11:306-19.7. Dong L, Li R, Li D, et al. FGF10 Enhances Peripheral Nerve Regeneration via the Preactivation of the PI3K/Akt Signaling-Mediated Antioxidant Response. Front Pharmacol 2019; 10:1224.8. Ketschek A, Gallo G. Nerve growth factor induces axonal filopodia through localized microdomains of phosphoinositide 3-kinase activity that drive the formation of cytoskeletal precursors to filopodia. J Neurosci 2010; 30:12185-97.9. Ino D, Iino M. Schwann cell mitochondria as key regulators in the development and maintenance of peripheral nerve axons. Cell Mol Life Sci 2017; 74:827-35.          

编辑︱王思珍
本文完