《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》：Photobiomodulation therapy enhances pericyte coverage during skin regeneration in a murine diabetic model
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本研究探讨了光生物调节疗法（PBMT）在链脲佐菌素（STZ）诱导的1型糖尿病小鼠皮肤伤口愈合中的作用及机制。研究人员通过每日应用PBMT（660?nm, 5?J/cm2）处理伤口，发现PBMT可显著促进伤口愈合，增加被周细胞覆盖血管的管腔面积，并诱导NG2+周细胞和Nestin+神经祖细胞向伤口床迁移。同时，PBMT上调了促消退细胞因子IL-1RA，而对GLUT1、TNF、IL-1α和NF-κB等慢性炎症标志物影响不大。研究表明，尽管对糖尿病慢性炎症微环境改变有限，但PBMT通过直接促进周细胞和神经祖细胞进入伤口床，有效加速了组织修复，为糖尿病伤口治疗提供了新的见解。
糖尿病，一个困扰全球亿万人的慢性疾病，常常伴随着令人头疼的并发症。其中，伤口难愈是糖尿病患者面临的一大难题，一个小小的伤口可能迁延不愈，甚至发展为慢性溃疡，严重影响生活质量。这背后的根源之一，在于高血糖对微血管系统的持续破坏，特别是对“血管守护者”——周细胞的损伤。当周细胞功能异常、数量减少时，新生血管的形成和血管稳定性的维持便会大打折扣，伤口愈合进程因此受阻。面对这一困境，科学家们一直在寻找能够有效促进糖尿病伤口愈合的新方法。光生物调节疗法（Photobiomodulation therapy, PBMT），一种利用特定波长、低能量的光来刺激细胞和组织修复的非侵入性疗法，逐渐进入了研究者的视野。虽然有研究表明PBMT能加速健康个体的伤口愈合，但其在复杂糖尿病伤口微环境中的具体作用机制，特别是如何影响关键的周细胞，仍不十分清楚。为了解开这个谜题，一项发表在《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》上的研究，利用转基因小鼠模型，深入探究了PBMT如何作用于糖尿病伤口中的周细胞，从而推动皮肤再生。
为了开展研究，研究人员主要应用了以下几项关键技术：首先是动物模型构建，通过连续注射链脲佐菌素（STZ）诱导1型糖尿病，并使用一种特殊的双转基因小鼠模型（Nestin+GFP/NG2+DsRed），该模型能在荧光显微镜下直观标记周细胞（红色）和神经祖细胞（绿色）。其次是光生物调节干预，每日对小鼠背部皮肤全层切除伤口应用特定参数（660?nm， 5?J/cm2）的PBMT。最后是综合评估体系，包括宏观伤口面积测量、激光多普勒血流成像分析血流量、免疫荧光共聚焦显微镜观察标记细胞在伤口部位的募集与分布、实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测相关基因表达，以及体外细胞实验评估PBMT对糖尿病皮肤细胞增殖、迁移和成脂分化能力的影响。
PBMT增强伤口面积缩小
宏观和组织学分析表明，在伤口形成后的所有时间点（24小时、3天、7天），接受PBMT治疗的伤口其剩余面积均显著小于对照组。2) groups (n?=?6)."> 马松三色染色进一步显示，PBMT治疗组有更多的胶原沉积，炎症反应也较轻。
PBMT促进NG2+Nestin-、NG2-Nestin+和NG2+Nestin+细胞涌入伤口床
通过转基因小鼠的荧光标记，研究者观察到在伤口后第3天，PBMT治疗组伤口边缘和床部出现了更多被NG2标记的周细胞和被Nestin标记的神经祖细胞。其中，同时表达NG2和Nestin（呈现黄色荧光）的双阳性周细胞数量在第3天显著高于对照组。到第7天，PBMT治疗组的伤口床和边缘出现了更多的单一NG2+或Nestin+细胞。
促消退信号在PBMT治疗组中被激活，但体内促炎环境无明显改变
基因表达分析显示，在伤口后第3天，PBMT治疗组中促消退细胞因子白介素-1受体拮抗剂（Interleukin-1 receptor antagonist, IL-1RA）的表达显著上调，而促炎细胞因子如白介素-1α（IL-1α）、肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α）和核因子κB（Nuclear Factor-κB, NF-κB）的mRNA水平在治疗组与对照组之间没有显著差异。同时，神经胶质抗原2（NG2）和胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）的表达也因PBMT而上调。
血流灌注在PBMT和假处理中受到类似刺激，但照射后观察到更大的血管管腔面积
激光多普勒分析显示，在伤口后第3天，PBMT治疗和假处理都增加了伤口部位的血流量，但两者之间无显著差异。然而，形态测量分析揭示了一个重要发现：到第7天，PBMT治疗组中被周细胞覆盖的血管的管腔面积显著大于对照组。2) at days 3 and 7 (a). Bar graph showing Laser Doppler analysis at days 3 and 6 comparing both groups and intact skin. Bar graph displays pericyte-covered vessels lumen area quantification (c)."> 此外，对强力血管收缩因子内皮素-1（Endothelin-1, ET-1）的分析显示，PBMT治疗有降低其表达的趋势。
PBMT在体外产生二元效应
体外实验结果显示PBMT的作用更为复杂。与体内结果不同，PBMT并没有改变糖尿病皮肤细胞中葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的表达。细胞活力测定和划痕实验表明，PBMT在特定时间点（如24小时和72小时）降低了糖尿病细胞的活力，并在24小时抑制了其迁移。然而，在诱导条件下，PBMT显著促进了糖尿病细胞的成脂分化，增加了过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome proliferator-activated receptor γ, PPARγ）的表达和脂滴含量。长期培养后，PBMT还上调了NG2和Nestin基因的表达，但出乎意料地也上调了IL-1α而下调了IL-1RA，这与体内观察到的抗炎趋势相反。
研究结论与重要意义
本研究的核心发现是，尽管糖尿病伤口存在复杂的慢性炎症微环境，但每日应用PBMT（660?nm, 5?J/cm2）能够有效加速伤口愈合。其关键机制在于PBMT直接促进了周细胞（特别是NG2+群体）和神经祖细胞向伤口床的募集与流入，并增加了被周细胞覆盖血管的管腔面积，这暗示着PBMT有助于在糖尿病伤口中重建更成熟、稳定的微血管网络。同时，PBMT上调了促消退因子IL-1RA，可能在不完全逆转整体慢性炎症状态的情况下，促进了炎症的消退和组织修复的启动。神经胶质细胞标志物GFAP的上调也提示PBMT可能有益于糖尿病伤口中受损的神经支持系统的修复。
这项研究的意义在于，它从细胞和分子层面揭示了PBMT改善糖尿病伤口愈合的一个新机制：即通过增强周细胞的覆盖和功能，并可能协同作用于神经祖细胞，来促进血管系统的修复与稳定。这为将PBMT开发为一种辅助治疗糖尿病慢性伤口（如糖尿病足溃疡）的非药物、非侵入性疗法提供了更坚实的科学依据。研究也指出，PBMT的再生效应在复杂的体内微环境中才能得到最充分的体现，其促修复作用可能不依赖于对NF-κB等经典促炎通路的全面抑制，而是通过激活特定的促消退和修复途径来实现。未来，进一步探究PBMT对糖尿病微血管功能完整性的长期影响，以及其在更接近人类疾病的模型（如2型糖尿病）中的作用，将有助于推动该疗法向临床应用的转化。
