李靜，胡艷，王麗紅，徐前飛，劉亞蒙，葛健

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 血液內(nèi)科，安徽 合肥 230022)

·綜 述·

HMGB1及其在自身免疫性疾病中的作用

李靜，胡艷，王麗紅，徐前飛，劉亞蒙，葛健

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 血液內(nèi)科，安徽 合肥 230022)

高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是一種廣泛表達在真核細胞內(nèi)的非組蛋白核蛋白。正常情況下，HMGB1主要位于細胞核，可與DNA結(jié)合，參與DNA復(fù)制、重組、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)。此外，細胞受刺激、損傷或死亡后可釋放HMGB1到細胞外與多種細胞表面抗體結(jié)合，參與多種自身免疫性疾病的病理生理過程。作者就HMGB1生物學(xué)特性及其在自身免疫性疾病中的研究進展作一綜述。

高遷移率族蛋白1； 自身免疫性疾??； 過敏性紫癜； 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎； 綜述

高遷移率族蛋白(high mobility group protein，HMG)是Goodwin等于牛胸腺細胞成功提取出的一種含量豐富的非組蛋白核蛋白，因其在聚丙烯酰胺凝膠電泳中快速遷移得名,而HMGB1是含量最豐富的HMG成員[1-2]。目前已有多種研究表明，HMGB1在多種自身免疫性疾病中呈高表達水平，如過敏性紫癜(HSP)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)等，并且依賴不同的機制參與疾病發(fā)展。

1 HMGB1結(jié)構(gòu)與功能

1.1 HMGB1結(jié)構(gòu)

HMGB1屬于HMG超家族，人類HMGB1由位于13q12染色體上的基因(約10 000個堿基對)編碼，由214～216個氨基酸構(gòu)成，分子量約為25 kD。HMGB1含有兩個同源的L型DNA結(jié)合區(qū)域(A盒和B盒)及酸性C末端，A、B盒可廣泛地與DNA片段非特異性結(jié)合，改變空間構(gòu)象，使DNA結(jié)合蛋白精確裝置到染色體上，參與DNA重組、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、修復(fù)等，其中B盒可引發(fā)炎癥反應(yīng)，而A盒對B盒有一定拮抗作用[2]。

HMGB1在細胞內(nèi)和細胞外具有不同的功能，胞內(nèi)HMGB1在DNA重組、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和修復(fù)中起重要作用,而分泌到細胞外的HMGB1作為損傷相關(guān)分子模式和預(yù)警蛋白激活免疫系統(tǒng)，可與多種受體結(jié)合激活相關(guān)信號通路而引發(fā)一系列生物學(xué)效應(yīng)[1- 2]。HMGB1參與成熟生發(fā)中心向淋巴結(jié)移行，促進CD4+T細胞增殖、分化成Th1細胞，并在體內(nèi)作為佐劑增強抗原誘導(dǎo)IgG的生成[3- 4]。HMGB1可激活巨噬細胞、單核細胞和內(nèi)皮細胞，使其表達釋放IL- 6、IL- 8、TNF- α等,且這些因子多可與HMGB1相互誘生形成炎癥正反饋環(huán)路，激發(fā)免疫炎癥反應(yīng)[5]。

1.2 HMGB1分泌和釋放

正常情況下，HMGB1廣泛表達于哺乳動物的細胞核。研究表明，細胞外HMGB1主要來源于細胞主動分泌和被動釋放，樹突狀細胞、巨噬細胞在受到凋亡細胞、內(nèi)毒素、TNF或白介素等刺激時可主動分泌HMGB1。另外，細胞壞死及凋亡時可被動釋放HMGB- 1/核小體復(fù)合物[2]。

1.3 HMGB1受體及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor of advanced glycation end products，RAGE)屬于免疫球蛋白超家族，是Ⅰ型跨膜蛋白，存在于多種組織，如肺、肝、腎、血管內(nèi)皮細胞、平滑肌和骨骼肌等，是最早被鑒定且具有很高親和力的HMGB1受體。正常情況下RAGE表達水平較低，其配體數(shù)量增多時RAGE表達水平上調(diào)。胞外HMGB1與RAGE結(jié)合后使絲裂原活化蛋白激酶如p38激酶、SAPK/TNK、ERK1/2等磷酸化，激活細胞分裂周期蛋白42、鳥苷三磷酸激酶、Janus激酶等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，活化NF- κB通路，誘導(dǎo)多種細胞因子產(chǎn)生，促進炎癥反應(yīng)并參與免疫細胞遷移和表面受體表達[6- 8]。

Toll樣受體(Toll- like receptors,TLR)是表達在巨噬細胞、樹突狀細胞、上皮細胞等多種細胞表面的跨膜蛋白，通過胞外部分可識別外源性分子脂多糖及部分機體內(nèi)源性分子等配體，能與HMGB1結(jié)合的主要有TLR2、TLR4和TLR9。HMGB- 1與TLR2、TLR4結(jié)合激活MyD88依賴性NF- κB通路，促進TNF、IL- 1、IL- 6等炎癥細胞因子表達和釋放[9- 10]。

HMGB1還可與某些分子結(jié)合形成復(fù)合物，發(fā)揮負性調(diào)控作用。研究肝臟病毒感染機制時發(fā)現(xiàn)，HMGB1與CD8+調(diào)節(jié)性T細胞表面的T細胞免疫球蛋白3結(jié)合后抑制免疫介導(dǎo)的組織損傷[11]。

2 HMGB1與自身免疫性疾病

2.1 HMGB1與RA

RA是一種以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為特點的慢性自身免疫性疾病，可導(dǎo)致骨的侵蝕和關(guān)節(jié)的破壞而造成關(guān)節(jié)畸形。研究發(fā)現(xiàn)HMGB1在RA患者外周血、關(guān)節(jié)組織及滑膜液中呈高水平表達，提示其在RA發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用[12]。HMGB1可能通過TLR4和TLR2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)CD4+T細胞向Th17細胞分化，上調(diào)IL- 17表達，在RA發(fā)病過程中發(fā)揮作用[13-14]。HMGB1協(xié)同脂多糖促進滑膜成纖維細胞增殖并上調(diào)其表面TLR4和RAGE表達，通過p38MAPK和NF- κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑促進IL- 6、MMP- 3、MMP- 13產(chǎn)生，并且可促進骨關(guān)節(jié)炎滑膜成纖維細胞向RA滑膜成纖維細胞類型轉(zhuǎn)化[15]。HMGB1與TLR4結(jié)合激活NF- κB通路，刺激RA滑膜成纖維細胞表達HIF- 1α、VEGF，促進小血管生成，參與RA發(fā)病，而西洛他唑能抑制HMGB1激活NF- κB通路，并通過增強SIRT1去乙?；饔檬笻IF- 1α失去活性，減少小血管生成，改善關(guān)節(jié)炎癥狀[16- 19]。RA動物模型體內(nèi)雙鏈RNA依賴的蛋白激酶和HMGB1過度表達，且雙鏈RNA依賴的蛋白激酶抑制劑可阻止HMGB1釋放，改善關(guān)節(jié)炎癥狀，提示雙鏈RNA依賴的蛋白激酶可能通過某些途徑上調(diào)HMGB1表達，影響RA發(fā)病，這仍需進一步研究[20]。

2.2 HMGB1與HSP

HSP是由血管變應(yīng)性炎癥引起的皮膚及黏膜病變，臨床表現(xiàn)為皮膚瘀點、瘀斑，關(guān)節(jié)疼痛，腹痛及腎臟損害等。HSP患者外周血HMGB1表達增高且伴有腎損害、消化道損害、關(guān)節(jié)損害等癥狀的患兒與無上述癥狀患兒相比表達有明顯差異，進一步研究提示HMGB1可能通過誘導(dǎo)TNF- α和IL- 6表達參與HSP的發(fā)病機制[21]。此外，研究表明HSP患兒血清HMGB1與hs- CRP、D- D均呈正相關(guān)，推測HMGB1參與HSP的血管炎癥反應(yīng)[22]。

2.3 HMGB1與SLE

SLE是一種主要由致病性自身抗體產(chǎn)生、免疫復(fù)合物沉積導(dǎo)致的自身免疫性疾病。研究發(fā)現(xiàn)SLE患者血清HMGB1及抗HMGB1抗體表達異常升高，尤以活動期和伴隨腎損害患者為甚，與SLEDAI評分、蛋白尿及抗dsDNA表達呈正相關(guān)性。此外，狼瘡性腎炎患者腎組織細胞質(zhì)及細胞外均有HMGB1高表達[23]。研究狼瘡腎炎小鼠模型發(fā)現(xiàn)，活化淋巴細胞來源的DNA引起巨噬細胞異?；罨?，可能通過TLR- 9信號通路增加HMGB1的分泌和釋放,胞外HMGB1又能協(xié)同活化淋巴細胞來源的DNA誘導(dǎo)巨噬細胞異常活化。甘草皂苷作用于小鼠后HMGB1及炎癥細胞因子IL- 6、IL- 10、TNF- α減少，且外周血抗ds- DNA抗體、尿蛋白及腎小球IgG、C3的沉積減少，推測甘草皂苷通過阻斷HMGB1改善腎臟損害[24]。Schaper等[25]利用HMGB1單克隆抗體(2G7)中和MRL/lpr小鼠體內(nèi)HMGB1，但無明顯延緩或改善狼瘡腎炎的作用,對HMGB1單克隆抗體是否阻斷HMGB1在SLE的作用需要進一步探討。

2.4 HMGB1與多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis，MS)

MS是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎癥性脫髓鞘為主要病理特點的自身免疫性疾病。實驗性自身免疫性腦脊髓炎動物模型(EAE)是研究MS發(fā)病機制最常用的模型，研究發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細胞及一些神經(jīng)元可表達HMGB1，而在EAE鼠模型脊髓中發(fā)現(xiàn)胞內(nèi)及胞外HMGB1表達均增高，注射抗HMGB1抗體后小鼠體內(nèi)IL- 6及IL- 17表達較治療前下調(diào)，并可改善臨床癥狀、減輕病理學(xué)損傷、延遲發(fā)病時間[26- 28]，表明HMGB1與MS發(fā)病有關(guān)，但具體機制尚待研究。

2.5 HMGB1與ANCA相關(guān)性小血管炎

ANCA相關(guān)性小血管炎(antineutrophil cytoplasmic antibody- associated systemic vasculitis, AAV)是一種主要以中性粒細胞、補體系統(tǒng)、ANCA相互作用介導(dǎo)的自身免疫性疾病。研究表明活動性AAV患者外周血血清及尿液HMGB1表達異常升高，提示HMGB1在AAV發(fā)病過程中起重要作用[29- 30]。補體C5a與中性粒細胞表面C5aR結(jié)合后可使中性粒細胞表面ANCA靶抗原表達上調(diào)，促進ANCA誘導(dǎo)中性粒細胞呼吸爆發(fā)和脫顆粒作用[31]，研究發(fā)現(xiàn)C5a可引起中性粒細胞釋放HMGB1，而HMGB1抑制劑可減弱補體C5a及ANCA的作用[32]。ANCA可介導(dǎo)中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)形成，中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)可以黏附和損傷內(nèi)皮細胞，激活漿細胞樣樹突狀細胞,產(chǎn)生IFN- α并激活B細胞產(chǎn)生ANCA，是AAV發(fā)病機制之一，而HMGB1可通過與TLR2、TLR4、RAGE等受體結(jié)合促進這種由ANCA介導(dǎo)的中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)形成[33- 34]。此外，HMGB1在多發(fā)性肌炎和皮肌炎、非肥胖型糖尿病、干燥綜合征等疾病中均有異常表達，但對其機制研究較少。

3 展 望

目前HMGB1在各個系統(tǒng)自身免疫性疾病中的作用尚未完全闡明，仍是自身免疫性疾病的研究熱點?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)抗HMGB1中和抗體、HMGB1 A盒、sRAGE與RAGE抗體可能減弱HMGB1在自身免疫性疾病中的作用，減緩發(fā)病，改善病情。未來將進一步確定HMGB1參與自身免疫性疾病的機制，研究自身免疫性疾病中阻斷其活性的方法，探索HMGB1拮抗劑在疾病治療中的作用及如何應(yīng)用于臨床。

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(本文編輯：周蘭波)

2016- 11- 14

2016- 12- 19

國家自然科學(xué)基金資助項目(81200371)；高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金聯(lián)合(新教師類聯(lián)合)資助課題(20123420120011)；安徽省自然科學(xué)基金資助項目(1208085QH154)；安徽省自然科學(xué)基金資助項目(1708085MH224)

李靜(1993-)，女，安徽壽縣人，在讀碩士研究生。E- mail:lijing20100916@163.com

葛健 E- mail:gejian52@163.com

李靜,胡艷,王麗紅,等.HMGB1及其在自身免疫性疾病中的作用[J].東南大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2017,36(2):294- 297.

R593.2

A

1671- 6264(2017)02- 0294- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.02.033