纤连蛋白FN的临床医学应用价值

1、纤连蛋白FN的临床医学应用价值【摘要】 纤连蛋白（Fibronectin，FN）是一种大分子糖蛋白，它广泛存在于血浆、多种细胞表面及细胞基质中，作为一种重要的黏附分子与11种整合素受体结合，在细胞与细胞之间、细胞与基质之间的相互作用中发挥极其重要的功能。大量研究发现，纤连蛋白（FN）参与伤口愈合、组织修复、胚胎分化、免疫反应、肿瘤分化 与转移、分娩等过程，与多种疾病有着密切的联系。本文就纤连蛋白（FN）的分类、结构、功能以及在临床医学上的应用价值作一综述。【关键词】纤连蛋白纤连蛋白，又称纤维结合蛋白、纤维连接蛋白，英文名fibronectin，英文缩写FN。纤连蛋白（FN）是一种大分子糖蛋白，

2、主要由肝脏及血管内皮细胞生成，广泛存在于动物血浆、多种细胞表面及细胞基质中。纤连蛋白（FN）由两个相似的亚基通过一对二硫键连接构成，整个分子呈V形，总分子量约为450kd，具有多种生物活性。纤连蛋白（FN）参与伤口愈合、组织修复、胚胎分化、免疫反应、肿瘤分化、分娩等过程，与多种疾病有着密切的联系。1. 纤连蛋白概述1.1纤连蛋白的结构纤连蛋白是存在于细胞外基质中的一种大分子糖蛋白，含糖4.5%9.5%，分子量约为450kd，能够和细胞表面整合素受体蛋白结合。和大多数整合素相同，纤连蛋白能结合胶原、纤维蛋白原、肝素、细胞等各种物质。纤连蛋白可溶性与不溶性两种形式。血浆中的纤连蛋白为可溶性的，常被

3、称为“冷不溶蛋白”，主要由肝细胞、内皮细胞和巨噬细胞合成。它是血浆中的一种主要蛋白组分，含量在300ug/mL。不溶性纤连蛋白主要存在结缔组织、组织基质、血管基质和细胞表面，是由多种细胞主要是成纤维细胞分泌的可溶性蛋白质二聚物经过复杂的细胞介导过程组装成一个不溶性母体1。FN较耐热，于55存放10 h仍能保持其功能，N末端25KD片断可耐85高温，FN在碱性条件下易变性而丧失活性2。1.2 纤连蛋白的功能纤连蛋白在细胞粘附、生长、迁移和分化中起着非常关键的作用，并参与到伤口愈合、胚胎发育、机体免疫调控等过程中，改变纤连蛋白表达、降解和组织已经与许多疾病有关，包括癌症和组织纤维化。纤连蛋白功能非

4、常复杂，主要有一下几方面的作用：1、介导细胞粘着，纯化的纤连蛋白可增强细胞间粘连及细胞与基质间的粘连。纤连蛋白通过与胶原特异性结合，为胶原的沉积构成基质支架，利于细胞与间质结合，是细胞黏着和移动的基础。2、促进细胞迁移，实际上，细胞移行时某些细胞表面有少量纤连蛋白；停止移行时，细胞表面纤连蛋白增加，形成致密的小纤维基质。因此，根据纤连蛋白的浓度，纤连蛋白通过改变细胞与细胞、细胞与基质之间粘着力的平衡关系来调节细胞的运动和粘附3。3、具有非特异性调理素作用，GrineU等认为，FN是创伤后机体调动网状内皮系统功能、清除凝胶样组织碎片的必需因素。血浆FN分子中有巨噬细胞、胶原、细菌、纤维蛋白及其他

5、细胞结合的位点。FN与这些物质结合后再与巨噬细胞结合，促使巨噬细胞对这些物质的吞噬4。4、参与止血和血液凝固，FN可加速血凝过程。5、具有生长因子作用，FN可促进成纤维细胞增殖，还可诱导表皮细胞通过肉芽组织，并促进表皮下基底膜再建和正常角化过程。6、促进细胞分化，FN对各种器官的形态发生均具有重要作用，它参与胚胎发生和神经再生中的细胞分化过程。在骨髓幼稚细胞成熟分化过程中也有重要作用。7、阻止肿瘤细胞的转移，研究发现，体外恶变细胞的表面FN显著减少，细胞发生转移时，细胞间FN和胶原消失；在培养基中加入FN可部分阻止细胞的转移。2. 纤连蛋白目前在临床的应用2.1 纤连蛋白在伤口修复中的作用机理

6、纤连蛋白是创面修复中一种关键的蛋白质。经研究发现，创伤修复由参与修复的细胞和细胞外基质相互作用共同完成。FN是细胞外基质的重要成份，可通过介导分子间或细胞间粘附来参与修复。它有助于固定细胞分化和指导细胞运动。对创伤修复过程均有重要的调节作用。创伤时，FN与纤维蛋白一起由内皮细胞和吞噬细胞分泌到伤口局部，它的作用主要是参与启动成纤维细胞分泌，以作为胶原纤维集聚的原始模板和胶原结构后续成熟、构建的单位，在修复早期，反应性纤维蛋白-纤连蛋白网络形成了一个临时介质“床”使白细胞和角化上皮细胞可以顺利移行进入创面局部，而白细胞与细胞外介质分子通过整联蛋白受体的相互作用，并通过这些作用、影响各种参与炎症反

7、应的细胞的活动，尤其是通过影响细胞的黏附、移行和炎症因子的产生。伤口愈合时，角化上皮细胞移行进入FN、玻连蛋白、键生蛋白和型胶原共同构成的支架中。在正常皮肤重建时，FN和上皮的基底膜对维持皮肤基底角化细胞层的增生非常重要，FN可促进成纤维细胞、内皮细胞增生5。简而言之，FN具有促进细胞黏附、迁移、增殖、分化的作用，进而能促进成纤维细胞、内皮细胞生长，促进创面肉芽组织形成和生长，同时调动吞噬细胞对异物进行吞噬，在创面修复中具有关键性的作用。5 胡敏,李劭伟,赵钢等. 人体组织工程学M.人民军医出版,2006,3:44-452.2 FN在新鲜创面上的应用FN在创面修复的重要作用在新鲜创面用药上影响

8、深远。碰伤、磕伤、机械伤等都可以使用纤连蛋白皮肤抑菌剂，同时，FN可以用于整形术后修复，不仅快速愈合，还能减轻色素沉着。大连市红十字血液中心输血研究所以60 例皮肤创伤患者为研究对象。经临床观察表明，FN 制剂止痛效果较好，用药30 min后，FN观察组80%患者痛值下降。用药12 h左右，创面形成一层较干燥的透明薄膜，渗出减少；36 h左右肿胀明显减轻，抗感染效果较好; 愈合后薄膜自动脱落，创面新生皮肤完好，仅含少量纤维组织，瘢痕很轻或不留瘢痕，创面1期愈合27例，2期愈合3例，创面修复最短时间为4 d，最长为6 d6。2.3 FN在顽固性疮疡上的应用FN在治疗顽固性疮疡如褥疮、老烂腿、糖烂

9、足等有显著的效果。河南省中医院对80例患顽固性皮肤溃疡患者进行FN和祛腐生肌散的对照治疗，结果显示：FN治疗顽固性疮疡具有显著效果，可加速愈合，缩短疗程，未发现任何毒副作用。薛战等人通过110例褥疮患者进行FN和甲硝唑的对比治疗，结果显示，FN的治愈率和有效率均高于甲硝唑组，FN的褥疮治愈率达91%，并且FN可有效抑制细菌感染，加速褥疮修复和愈合7。目前，许昌市中医院内二科对27例褥疮患者采用TDP局部熙射配合纤连蛋白皮肤抑菌剂(郑州德福恩生物技术有限公司)局部喷涂的方法进行治疗，结果显示该方法不但提高了治愈率，缩短了住院时间，减轻了患者的痛苦和经济负担8。“纤连蛋白皮肤抑菌剂”以FN 为主要

10、成分，辅以蛋白稳定基质及伤口保湿因子，在褥疮、烧伤、臁疮、糖尿病足、顽固性溃疡、术后不愈合等领域应用效果良好。该公司收集的上述各类患者200 余例中，总有效率达95. 7%，总治愈率达83. 3%，其中褥疮、伤口不愈合、臁疮、植皮感染不愈合及糖尿病足的有效率分别为98. 1%、97. 5%、99. 4%、90. 8% 和89. 7%，治愈率分别为85. 2%、88. 7%、82. 1%、80. 6%和75. 0%，进一步证明了FN 产品在慢性难愈合创面防治中的效果6。2.4 纤连蛋白在烧烫伤中的应用由于纤连蛋白的显著的创面修复作用，纤连蛋白也广泛使用在烧烫伤不愈合中。陆艳琦等人通过观察FN和贝

11、复济对小鼠度烧伤创面愈合效果对比研究发现，FN各组均能缩短创面愈合时间，FN高、中纯度组脱痂时间均短于贝复济组，说明FN能明显促进烧伤皮肤各层细胞、组织的再生修复及结构改善，进一步证明了FN对治疗小鼠中小面积度烧伤效果显著，值得进一步进行临床试验以期推广应用7。吴学军等人通过研究FN治疗大鼠烧伤创面愈合效果，证明外用FN能促进烧伤创面愈合，较祛腐生肌散组，FN创面愈合率明显升高8。2.5 纤连蛋白在角膜修复上的应用据大量文献证实，纤连蛋白在角膜溃疡修复中效果显著。Nishida通过动物实验证明：将FN涂到大鼠皮肤的伤口表面其愈合速度明显加快。对患有营养型角膜溃疡的病人，用一些介质混合FN，以眼

12、药形式对病人进行治疗，用药2天后，表皮便开始大量增生。三周后，溃疡完全消失，未产生疤痕及副作用。向溃疡处涂了FN，可以与伤口处胶原结合形成FN防护层，既有利于上皮细胞的迁移和增殖来修复伤口，又防止病菌的感染。Fujikawa等在实验中发现FN能促进兔角膜溃疡的愈合,这些都说明FN在角膜修复中具有重要作用11。FN滴眼液可治愈顽固性上皮缺损的角膜疾病包括单胞病毒性角膜炎、外伤性复发性角膜山皮糜烂、神经营养性角膜溃疡、糖尿病性角膜上皮缺损、角膜热烧伤、眼前段缺血、白内障术后及穿透角膜移植术后12。目前由郑州弗博瑞生物技术开发的纤连蛋白人工泪液仍处于开发阶段，已经证实纤连蛋白人工泪液在治疗轻度干眼症

13、、角膜损伤等有显著疗效。郑州大学第三附属医院高涛等人通过纤维连接蛋白活性泪液(郑州市通源生物技术有限公司提供)、人工泪液、硫酸软骨素的新西兰白兔对比观察试验，证实对配戴角膜接触镜的角膜，纤维连接蛋白活性泪液修复保护作用优于人工泪液13。2.6 纤连蛋白在宫颈糜烂上的应用宫颈糜烂是普遍发生在女性中的一种疾病，因鳞状上皮细胞脱落柱状上皮细胞增生发生糜烂，影响人体健康。在发现纤连蛋白可以修复角膜上皮细胞之后，曲宏晶，孙红军等人分别对照观察了纤连蛋白软膏和复方莪术油栓治疗宫颈糜烂的疗效, 结果发现纤连蛋白软膏治疗组对宫颈糜烂的治愈率达46.17%, 总有效率达90.17%,均高于复方莪术油栓组( P

14、< 0.01), 证明纤连蛋白不仅能修复角膜上皮细胞、牙龈细胞, 对子宫颈异常细胞也具有修复并加速愈合作用14。目前，纤连蛋白妇科凝胶已经开发成功并投放市场，也受到众多患者的好评。3. 纤连蛋白在临床医学上的应用前瞻3.1 纤连蛋白在癌症上的应用前瞻癌症又称恶性肿瘤，是患者死亡的主要原因之一，患者来医院就诊时常常已经是晚期癌症，如能对其早期诊断，可明显提高治疗效果和改善预后。纤连蛋白作为细胞外基质中的一种重要粘附因子，与其受体结合，在肿瘤细胞的侵袭、转移和散播中发挥着重要作用。ROUSLAHTIE认为，基质膜FN的减少，使肿瘤细胞的粘附性降低，容易脱落15，继而发生扩散转移。由此可见，纤

15、连蛋白含量可以作为癌症诊断的一项重要指标，根据纤连蛋白的粘附特性，可以看到，纤连蛋白在抑制恶性肿瘤细胞移动、扩散方面发挥重要作用，纤连蛋白在癌症治疗上也将会发挥巨大作用。首先，纤连蛋白可用于癌症治疗术后修复，不管是采用光子刀、热疗、手术切除等哪种方法，都会对组织造成损伤，纤连蛋白能有效促使损伤细胞再生，促进愈合；其次，纤连蛋白可用于抑制癌细胞扩散转移；最后，纤连蛋白可促进受损组织再生，包括血管和神经。3.2 纤连蛋白在周围神经再生上的作用纤连蛋白作为伤口修复的关键性物质，能否修复神经，对此，很多科学家做了大量研究。上海医科大学中山医院骨科张键等人通过实验拟采用在体周围神经再生室模型研究局部应用

16、F N 促进大鼠坐骨神经再生。实验结果证明FN具有明显的促进神经再生的能力16。纤连蛋白可以促进神经再生、加强神经连接、帮助构建神经网络，这项研究将解决器官移植术后、肢体再造、器官缺损中的神经再生难题。3.3 纤连蛋白在牙周修复上的应用前瞻万玲等人在利用体外细饱培荞技术和MITT比色法观察了纤连蛋白对牙周韧带细胞（PDLC）和牙周成纤维细胞（GF）作用，结果证明FN对PDLC和GF均有促进增殖的作用,前者在FN为0.044umol/L时增殖最旺盛,后者在FN为0.089一0.178umol/L时,增殖最明显。提示PDLC比GF对FN的刺激反应更为敏感。因此,在体内应用时,若局部FN浓度适量,可

17、促使来源于牙周膜的细胞优先附着于根面并增殖、分化,进而形成牙周新附着17。由此可见，依据纤连蛋白促进牙周细胞增殖、分化，促进伤口愈合的特点，开发相应纤连蛋白产品用于牙齿再植、牙周溃疡、慢性牙周炎等牙周疾病。3.4 纤连蛋白在骨科的应用前瞻纤连蛋白作为细胞外基质的关键物质，能促进细胞增殖和粘附，在此基础上，陈希哲等人对纤连蛋白在骨细胞的生长、粘附上做了大量研究。研究表明纤连蛋白可与胶原结合调节细胞粘附，同时促进成骨细胞系细胞增殖分化并使成熟成骨细胞存活时间延长。FN还可以与羟基灰石结合调节钙代谢及细胞粘附，对矿化过程起调节作用。FN在成骨细胞分化时及以后持续表达。实验证实，FN对磷酸钙陶瓷的表面

18、修饰能明显提高大鼠成骨细胞的贴附率，有利于成骨细胞的生长及成骨表型18。另有研究表明FN基因突变或FN水平降低可诱导成骨细胞调亡，抑制成骨细胞前体细胞向成骨细胞分化，但不影响成骨细胞前体的存活19。在功能上，纤连蛋白是成骨发生过程中表达量最高的一种ECM蛋白，且其与成骨细胞的结合效率明显高于其他ECM蛋白，此现象揭示了纤连蛋白是成骨的正相关因子或协同因子，因此，纤连蛋白已成为目前组织工程中最为常用的促黏靶点之一。由此可见，以纤连蛋白为主要修饰配给的仿生学界面在一定意义上提高支架的骨诱导新能，即促使骨种子细胞在微环境中的定向分化能力20。以上研究发现，纤连蛋白、表面激光及纳米科技等技术结合开发出

19、骨修复材料将会是临床医学上的一个热点，如何制作成本低廉、性能优越、临床效果可信的骨修复材料也会是临床医学界一个更大的挑战。3.5 纤连蛋白在妇产科的应用前瞻在纤连蛋白的研究中发现，FN与产科关系密切，羊水和母血中FN检侧可以监测先兆子痈；孕中期宫颈和阴道分泌物中FN检侧可监测胎膜早破和高危早产；孕晚期宫颈和阴道分泌物中FN检测可预测过期妊娠 21。可见，检测纤连蛋白的含量可以诊断先兆子痈、胎膜早破、早产等病症。胎膜早破是围生期最常见的并发症，可以对孕产妇、胎儿和新生儿造成严重不良后果。纤连蛋白可促进细胞生长、粘附、增殖，进而促进伤口愈合，作为调理素之一，可结合巨噬细胞吞噬细菌等异物。根据纤连蛋

20、白的特性，可用于胎膜早破、胎膜溃烂、胎膜缺损、胎膜脱离等各种问题，能修复胎膜，保障孕产妇和胎儿安全。4.总结与展望随着国家对生物产业的大力支持，生物产业也有了快速的发展，尤其以纤连蛋白为核心的产品开发和技术升级。目前，发展成熟的有纤连蛋白皮肤抑菌剂、纤连蛋白人工泪液、纤连蛋白妇科凝胶等产品，主要用于治疗顽固性疮疡、创伤、角膜损伤、宫颈糜烂等疾病，但仍然面临很大的问题，即开发利用不够彻底，高分子水平的作用机制还不清晰。随着高分子材料、纳米技术、蛋白质工程的快速发展，社会整体医疗水平的提高，相信纤连蛋白会在临床医学上有更加深入的研究、广泛的使用。参考文献1 Pankov R, Yamada KM

21、.Fibronectin at a glanceJ.Journal of Cell Science,2002,10,115.2 冉曙光,刘文芳,蒋徳席等.人血浆微量的蛋白的分离纯化及临床应用J.中国输血杂志,2008,21(12):991-994.3 纤维连接蛋白可支配细胞运动J.NewScientist.4 李秀兰,师宜健,陆静.纤维结合蛋白及其在创伤修复中的作用J.中国中西医结合外科杂志,1998,1.5 杨银辉,傅小兵,王亚平等；定量聚合酶链式反应技术检测溃疡创面纤维连接蛋白表达水平的变化J.中国修复重建外科杂志,2000,14(1):20-23.6 徐焱,徐爽,苏陵. 血浆纤维结合蛋白

22、修复皮肤创伤的临床应用J. 中国生物制品学杂志, 2001,14: 250-251.7 薛战,臧雅静,史广超等.纤粘蛋白皮肤抑菌剂治疗褥疮的临床观察J.中国实用医药,2012,7(33):123-124.8 孙秋红.TDP配合纤连蛋白治疗褥疮的疗效观察J.中国医药指南,2013,15：146-147.王斌,吴学军,张世阳.纤连蛋白(FN)国内研究开发及临床应用新进展J.基础医学与临床,2012,32(8)：964-967.7 陆艳琦,郭华,赵丽娜等.猪血纤维连接蛋白促进小鼠度烧伤愈合J.基础医学与临床,2013,33(7)：873-875.8 吴学军,王斌,刘栋等.猪血纤维连接蛋白在大鼠烧伤创

23、面愈合中的作用J.感染、炎症、修复,2008,9(3):161-162.11 Fujikawa LS, et al. Fibronectin in healing rabbit corneal wound.Lab Invest,1981,45:120-29.12 龚向明,周文天,魏玲等.纤维连接蛋白的临床应用J.实用眼科杂志,1993.11(7):403-405. 13 高涛.纤维连接蛋白活性泪液对角膜接触镜的角膜保护作用J.医药论坛杂志,2009,30(16):36-37.14 曲宏晶,孙红军,刁文卿.纤维结合蛋白软膏治疗宫颈糜烂双盲对照观察J中国妇幼保健,2009,24:1434-1435

24、.15 黄涛.纤连蛋白在肿瘤转移中的作用J.中国医学研究及临床.2006 张键,陈峥嵘,张光健等；Fbronectin 促进周围神经再生的实验研究J中围临床医学.1999,6(1):25-27.17万玲,吴织芬等,纤维连接蛋白促进牙周组织再生的细胞学研究J中华口腔医学杂志,1994,39(3):175-177.18陈希哲,杨连甲,杨维东.FN对磷酸钙陶瓷表面修饰促进大鼠成骨细胞的贴附.牙体牙髓牙周病学杂志,2001,11(3):163-165.19 范哲,李丹,费青等.纤连蛋白的研究进展J.中华医学研究杂志,2004,9.20 张瑗,匡红,向强等.纤连蛋白途径的仿生界面与骨修复J.中华骨科杂志,2010,30(8):796-799.21 蔡宇飞.胎儿纤连蛋白的研究进展J.吉林医学院学报.1999,19(1):87-88.备选资料：FN在创伤初期的凝血阶段，