海参胶原低聚肽对糖尿病伤口愈合的促进作用及其机制研究

Impaired wound healing is a major clinical problem in patients with diabetes and is the leading cause of lower extremity amputation. As a short chain polypeptides derived from sea cucumber, oligopeptides of sea cucumber collagen possesses different pharmacological activities like antioxidant, anti-inflammatory, anti-aging, antiviral, immunomodulatory, etc. Our former studies showed that oligopeptides powder of marine fish collagen had a benefit effect on wound healing, yet studies between oligopeptides of sea cucumber collagen and dabetic wound healing is unavilable. Thus, our study is designed to investigate whether oligopeptides of sea cucumber collagen improved wound healing in diabetic mice and population and its possible mechanisms. Two type of animal models including making a incision or a circular wound with the punch on the dorsum of db/db mice are established. Metabonomics method combined with the.pathological and histological method and biochemical indicators testing method are used in the experiment to investigate the possible action mechanismes of oligopeptides of sea cucumber collagen.

糖尿病患者伤口愈合能力受损是糖尿病一个典型的并发症，糖尿病患者由于伤口难以愈合进而引起的溃疡、感染、坏疽和截肢具有较高的发病率。海参胶原低聚肽具有抗氧化、抗衰老、抗真菌、抗病毒及免疫调节等多种生理活性，具有促进伤口愈合的潜力；课题组前期研究也提示了海洋胶原肽对伤口愈合的促进作用。但海参胶原低聚肽和糖尿病伤口愈合的关系目前尚无报道，且具体的功效机制也不明确。本项目拟通过建立模拟临床手术的动物模型（db/db小鼠背部皮肤切口和皮肤打孔手术模型）和临床糖尿病手术人群试验，观察营养学指标、伤口愈合情况、皮肤力学指标、炎症因子、氧化指标及相关基因表达情况以判断海参胶原低聚肽对糖尿病伤口愈合的干预效果；同时利用代谢组学方法研究海参胶原低聚肽对机体整体的影响，根据血液、尿液代谢组的关联整合分析，获得海洋胶原低聚肽作用于机体引起体内源小分子代谢物变化为表象的代谢组学评价，解析海参胶原低聚肽的可能作用机制。

本研究通过建立模拟临床手术的动物模型（db/db 小鼠背部皮肤切口和皮肤打孔手术模型）和临床手术人群试验，给予海参胶原低聚肽干预，观察营养学指标、伤口愈合情况、皮肤力学指标、炎症因子、氧化指标及相关基因表达情况以判断海参胶原低聚肽对糖尿病伤口愈合的干预效果，并探讨其可能的作用机制。动物实验结果显示：经口海参胶原低聚肽干预能够减轻糖尿病小鼠术后炎症反应的程度并缩短炎症反应的时间，促进伤口组织血管新生，增加伤口组织中的胶原蛋白含量，改善糖尿病体内的过氧化状态，能够在一定程度上促进糖尿病伤口愈合。其中，提高SDF-1α、NO和VEGF的表达水平可能对促进伤口组织血管新生起重要作用；降低MMP-9的表达水平、提高TGF-β1的表达水平，从而减少胶原蛋白的降解、增加胶原蛋白的合成，可能对增加伤口组织中胶原蛋白的含量起重要作用，激活PI3K/Akt/mTOR信号通路可能是其作用靶点之一。人群试验结果也显示海参胶原低聚肽干预可提升糖尿病患者术后伤口愈合的优良率。本研究结果为海参胶原低聚肽作为糖尿病伤口愈合的临床营养支持和辅助治疗提供了一定的科学依据，同时为寻求安全有效的糖尿病伤口愈合障碍的防治方案提供了理论依据。