晏 黎 饒亞華 黃 偉 崔天盆 （湖北中醫(yī)藥大學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院，武漢 430065）

1994 年P(guān)OLLY MATZINGER［1］提出危險(xiǎn)理論，認(rèn)為誘發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答的關(guān)鍵因素是自身組織或細(xì)胞釋放的危險(xiǎn)信號(hào)。這與經(jīng)典的免疫學(xué)“自我-非我”理論不同，補(bǔ)充解釋了同種異體腎移植損傷和自身免疫病等現(xiàn)象的原因。危險(xiǎn)信號(hào)是損傷組織或細(xì)胞快速釋放到胞外的內(nèi)源性分子，又稱警報(bào)素［2］。這些釋放到細(xì)胞外的成分稱為損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs）［3］。

經(jīng)典DAMPs 包括熱休克蛋白（heat shock pro‐teins，HSPs）、高遷移率族蛋白B1（high-mobility group box 1，HMGB1）、S100 蛋白等。在沒有損傷或感染的情況下，維持細(xì)胞的正常增殖和分化。當(dāng)細(xì)胞壞死、損傷時(shí)，暴露于外環(huán)境，獲得額外的功能，向身體發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào)。分泌或暴露的DAMPs 被固有免疫細(xì)胞上的模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）識(shí)別，啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，產(chǎn)生促炎因子和/或趨化因子，激活固有免疫細(xì)胞，同時(shí)直接或間接誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。因此，抑制DAMPs介導(dǎo)的炎癥在改善感染方面具有重要臨床價(jià)值［2-5］。

最近研究發(fā)現(xiàn)DAMPs 在組織損傷后的修復(fù)再生中發(fā)揮重要作用［3-5］。此外，隨著先天免疫學(xué)的發(fā)展，增加了傷害應(yīng)激和代謝失衡等分子模式，擴(kuò)大了DAMPs 的范圍。2018 年，SARHAN 等［3］以已知DAMPs 的不同受體為主要標(biāo)準(zhǔn)，兼顧DAMPs 的特點(diǎn)進(jìn)行分類（表1）。本文將對(duì)DAMPs的分類及其在組織修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行簡要綜述。

1 損傷相關(guān)分子模式

目前，關(guān)于DAMPs 的界定沒有明確標(biāo)準(zhǔn)，最初定義為細(xì)胞死亡或壞死時(shí)被動(dòng)釋放的胞內(nèi)分子［5］。近年來，有研究者提出DAMPs也包含在傷害應(yīng)激和代謝失衡等情況下主動(dòng)分泌或暴露的內(nèi)源性分子［3-5］。通常研究的DAMPs 是內(nèi)源性分子，而外源性DAMPs主要是傷害應(yīng)激分子模式［3］。表1包含部分已知的內(nèi)源性和外源性DAMPs。

表1 炎癥、應(yīng)激、失衡來源的DAMPs分類Tab.1 Classification of DAMPs involved in inflammation，stress response and dyshomeostasis

1.1 ClassⅠa DAMPs Ⅰa 類DAMPs 是研究最詳細(xì)的經(jīng)典DAMPs，包括HMGB1、HSPs、S100 蛋白和DNA 等（表1）。由固有免疫細(xì)胞表達(dá)的經(jīng)典PRRs所識(shí)別，包括Toll 樣受體（Toll-like receptors，TLRs）、C 型凝集素受體、黑色素瘤缺乏因子2 以及晚期糖基化終產(chǎn)物受體（receptor of advanced glycation end‐product，RAGE）等［3，6］。

1.2 ClassⅠb DAMPs Ⅰb 類DAMPs 包括鈣網(wǎng)蛋白（calreticulin，CRT）和三磷酸腺苷（ATP），與非經(jīng)典的受體，即清道夫受體和嘌呤受體結(jié)合［3］，見表1。識(shí)別CRT 的受體是表達(dá)在樹突狀細(xì)胞上的清道夫受體CD91［3，7］。

嘌呤受體分為P1 受體和P2 受體，P2 受體進(jìn)一步細(xì)分為配體門控離子通道型P2X 受體（P2XRs）和G 蛋白偶聯(lián)型P2Y 受體（P2YRs）［3，5，8］。其中P2X7R是功能最獨(dú)特的一個(gè)亞型，與胞外高水平的ATP 結(jié)合后，形成胞膜小孔，允許胞外大分子進(jìn)入，直接活化NLRP3 炎性體。ATP 與P2YRs 結(jié)合后，啟動(dòng)MAPK信號(hào)通路，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)和傷口愈合［3，8-9］。

1.3 ClassⅡDAMPs Ⅱ類DAMPs 是一類作為第二信號(hào)激活NLRP3 炎性體的分子，包括內(nèi)源性DAMPs（ATP、膽固醇結(jié)晶、尿酸鈉結(jié)晶等）和外源性DAMPs（明礬、二氧化硅、氫氧化鋁等）［3，6］，見表1。這些分子不需要與受體相互結(jié)合，相反，它們介導(dǎo)溶酶體破裂和離子流動(dòng)，從而激活炎性體上游信號(hào)通路［3，6，9］。其中，ATP 需要與膜上的P2X7R 結(jié)合后激活NLRP3炎性體，被認(rèn)為是“混合型DAMPs”（Ⅰb/Ⅱ類DAMPs）［3］。同時(shí)，胞外ATP 還參與脂多糖介導(dǎo)的C3a補(bǔ)體級(jí)聯(lián)激活，繼而活化NLRP3炎性體［9］。

1.4 ClassⅢDAMPs 由NK 細(xì)胞上的受體NKG2D識(shí)別的配體定義為Ⅲ類DAMPs，包括MHCⅠ類相關(guān)分子A/B（MICA/B）和人巨細(xì)胞病毒UL16 結(jié)合蛋白（ULBP）［3，6］（表1）。正常生理狀態(tài)下，低表達(dá)的MICA/B不會(huì)激活免疫細(xì)胞，這可能是機(jī)體的自我保護(hù)機(jī)制。當(dāng)細(xì)胞受到感染、應(yīng)激時(shí)，靶細(xì)胞上表達(dá)的MICA/B與NKG2D結(jié)合，激活NK細(xì)胞，殺傷靶細(xì)胞［10］。

1.5 ClassⅣDAMPs 典型的Ⅳ類DAMPs 是氧化損傷后暴露的新表位［3，6］，見表1。這種氧化特異性表位（OSEs）常見于氧化應(yīng)激修飾的自身蛋白及脂質(zhì)。目前，已發(fā)現(xiàn)的OSEs包括氧化修飾低密度脂蛋白（OxLDLs）、肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架、氧化磷脂和丙二醛（MDA）修飾的氨基酸等。識(shí)別OSEs 的受體包括細(xì)胞和體液中的PRRs 及天然IgM（nIgM）抗體。研究發(fā)現(xiàn)人臍血中的nIgM 抗體能特異性識(shí)別OxLDLs和MDA-LDL，且抗體滴度比匹配的母血要高［11-12］。

1.6 ClassⅤDAMPs 導(dǎo)致體內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡的危險(xiǎn)信號(hào)屬于Ⅴ類DAMPs，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)積累的未折疊蛋白、缺氧、氧化蛋白質(zhì)等，其共同特點(diǎn)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激［3，6］（表1）。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)包含蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶、1 型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)膜蛋白激酶和活化轉(zhuǎn)錄因子6 這3 種跨膜蛋白，能夠感知內(nèi)質(zhì)網(wǎng)聚集的未折疊蛋白，啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)，或當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能完全破壞時(shí)，促進(jìn)細(xì)胞死亡，這一反應(yīng)稱為“未折疊蛋白反應(yīng)”［13］。

1.7 ClassⅥDAMPs 與體內(nèi)新陳代謝改變有關(guān)的DAMPs 被歸為第Ⅵ類DAMPs［3］（表1）。琥珀酸是三羧酸循環(huán)的中間代謝產(chǎn)物。胞外琥珀酸通過G蛋白偶聯(lián)受體91 即琥珀酸受體（SUCNR1，又名GPR91）被免疫細(xì)胞識(shí)別。GPR91 在樹突狀細(xì)胞中高表達(dá)，協(xié)同TLRs增強(qiáng)TNF-α表達(dá)［3，14］。

1.8 Class ⅦDAMPs 第Ⅶ類DAMPs 包括高/低溫、辣椒素等傷害應(yīng)激分子模式［3］（表1）。機(jī)體對(duì)傷害做出逃避或消除的反應(yīng)是一種保護(hù)機(jī)制，屬于先天免疫防御系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)非經(jīng)典受體瞬時(shí)受體電位（TRPs）家族在感知傷害損傷中發(fā)揮重要作用［3，15］。

TRPs是參與胞內(nèi)Ca2+和Mg2+穩(wěn)態(tài)平衡的離子通道。TRPV1 是TRPs 家族成員，其配體包括辣椒素、動(dòng)物毒素和氧化花生四烯酸代謝物等。另一個(gè)研究比較詳細(xì)的受體是對(duì)溫度特別敏感的TRPA1。相比于TRPV1通道可由傷害性高溫（溫度>42 ℃）觸發(fā)，TRPA1通道則對(duì)低溫（溫度<17 ℃）敏感［15］。

2 DAMPs與急性損傷后的組織修復(fù)

組織修復(fù)需要4 個(gè)精心安排和持續(xù)重疊的過程，分別是①止血：由血小板和纖維蛋白原等促進(jìn)傷口凝結(jié)；②炎癥：包括浸潤的中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等；③增殖：血管、膠原和細(xì)胞外基質(zhì)合成；④重塑：賦予新生組織與損傷前一致的功能。其中合適的炎癥反應(yīng)是組織修復(fù)的重要過程，起到殺死入侵病原體、清除壞死細(xì)胞碎片的作用［3，16］。組織或細(xì)胞損傷后的再生修復(fù)屬于先天免疫系統(tǒng)的內(nèi)在過程。在先天免疫系統(tǒng)中，攜帶PRRs 的細(xì)胞不僅包括炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答的細(xì)胞（中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等），還包括負(fù)責(zé)組織纖維增生/纖維化的細(xì)胞（上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等）。這些細(xì)胞是組織修復(fù)和再生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)細(xì)胞［3，6］。

DAMPs 激活這些固有免疫細(xì)胞，啟動(dòng)胞吞作用，消除壞死細(xì)胞。同時(shí)通過細(xì)胞間的“交流”和分泌細(xì)胞因子來招募、增殖各種組織修復(fù)細(xì)胞，促進(jìn)血管生成和纖維化，加速組織修復(fù)再生［3，5-6］。研究發(fā)現(xiàn)小鼠壞死心肌細(xì)胞釋放的DAMPs，包括HMGB1、S100 蛋白等通過TLR4 和RAGE 激活信號(hào)通路顯著增加成纖維細(xì)胞數(shù)量，激活α-平滑肌肌動(dòng)蛋白和纖維母細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)活力［3］。S100A4 和尿酸聯(lián)合使用可誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞趨化，且二者具有協(xié)同效應(yīng)［17］。因此，越來越多的研究表明DAMPs在組織修復(fù)再生中發(fā)揮重要作用。本文將重點(diǎn)介紹HMGB1、ATP、S100 蛋白和CRT 在組織修復(fù)中的研究進(jìn)展。

2.1 高遷移率族蛋白B1 HMGB1 是含量最豐富的非組蛋白核蛋白之一，參與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)基因表達(dá)。損傷細(xì)胞釋放的HMGB1 誘導(dǎo)干細(xì)胞遷移和增殖，加強(qiáng)血管生成，促進(jìn)組織修復(fù)［3，5］。

局部釋放的HMGB1 可招募多種有助于組織修復(fù)的細(xì)胞，包括角質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞［18］。此外，完全還原狀態(tài)的HMGB1 誘導(dǎo)人類干細(xì)胞和祖細(xì)胞向“警戒”狀態(tài)（又稱為GAlert）轉(zhuǎn)變，加速組織再生［19］。

組織修復(fù)需要血管的生成。研究發(fā)現(xiàn)HMGB1是一種重要的促血管生成因子，尤其是在缺氧條件下能有效刺激內(nèi)皮細(xì)胞。在缺血區(qū)新生血管形成中，HMGB1 通過激活整合素招募內(nèi)皮細(xì)胞，與RAGE 相互作用誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖［3，5，18］。此外，HMGB1刺激內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放血管內(nèi)皮生長因子、TNF-α和IL-8等［20］。

HMGB1 的再生特性在不同組織損傷模型中也得到了研究，包括脊髓、骨骼肌和心臟。在壁虎自發(fā)脊髓再生模型中，HMGB1 并不介導(dǎo)炎癥，而是通過與RAGE 相互作用，促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)再生［5］。在骨骼肌損傷后，HMGB1 的缺失將導(dǎo)致肌肉生成缺陷，白細(xì)胞中HMGB1 的缺失導(dǎo)致血管生成和肌肉再生延遲。損傷組織中釋放的HMGB1 招募局部和骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞，這些細(xì)胞在骨、軟骨、肌肉、骨髓間質(zhì)和其他結(jié)締組織的修復(fù)中發(fā)揮重要作用［5，18］。最后，在心肌梗死的小鼠中，HMGB1 與TLR9 相互作用，促進(jìn)血管生成，加速創(chuàng)傷愈合［21］。然而，部分研究發(fā)現(xiàn)抑制胞外HMGB1 在心肌缺血/再灌注損傷、心肌炎等實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭锌蓽p輕炎癥反應(yīng)，具有保護(hù)作用。這些結(jié)果的差異可能取決于HMGB1 的氧化狀態(tài)。因此，調(diào)控HMGB1 的氧化狀態(tài)可能是一種限制炎癥和損傷的策略，有利于組織修復(fù)再生［5，22］。

2.2 三磷酸腺苷和其他核苷酸 在組織再生過程中，機(jī)體首先需要清除壞死細(xì)胞碎片，使其他修復(fù)細(xì)胞浸潤增殖［3，5］。胞外ATP 與P2XRs 結(jié)合參與炎癥反應(yīng)和細(xì)胞死亡，而與P2YRs 的識(shí)別則參與受傷后的組織修復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，凋亡細(xì)胞釋放的ATP/UTP通過P2Y2受體作為巨噬細(xì)胞的“找到我”信號(hào)，清除壞死細(xì)胞碎片。人類中性粒細(xì)胞在組織損傷階段主動(dòng)釋放ATP，放大信號(hào)，與P2Y2 受體結(jié)合后的反饋信號(hào)通路引導(dǎo)其趨化和定向運(yùn)動(dòng)［3，5］。此外，P2Y 受體對(duì)多種細(xì)胞具有促進(jìn)有絲分裂的作用，包括腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、心臟內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維上皮細(xì)胞［5］。胞外ATP 通過激活P2X7 受體促進(jìn)人單核細(xì)胞中促血管生成因子的快速釋放，加速組織修復(fù)，表明ATP可能是重要的促血管生成因子［23］。

在急性腎功能衰竭時(shí)，釋放的ATP 誘導(dǎo)腎小管細(xì)胞增殖，促進(jìn)傷口閉合［3，5］。同樣，胞外ATP 通過P2受體促進(jìn)牙髓組織的修復(fù)和愈合［24］。HERRGEN等［25］利用發(fā)育中的爪蟾大腦中的活體成像，發(fā)現(xiàn)從受損細(xì)胞中釋放的ATP 激活嘌呤受體，誘導(dǎo)細(xì)胞骨架重組，激活肌動(dòng)球蛋白收縮機(jī)制，導(dǎo)致神經(jīng)上皮頂端和基底端收縮，排除壞死細(xì)胞，促進(jìn)發(fā)育中大腦的傷口愈合。

2.3 S100s S100 蛋白家族（S100s）由25 個(gè)成員組成，主要包含S100A1～A15、S100B 及S100P 等。與HMGB1一樣，RAGE是S100蛋白的主要細(xì)胞表面受體。受損的肌纖維中釋放的S100B 和HMGB1 依次激活成肌細(xì)胞表面的RAGE，從而分別促進(jìn)成肌細(xì)胞數(shù)量的增加和成肌細(xì)胞的分化［26］。

在神經(jīng)再生研究中，S100s 的積累與施萬細(xì)胞的增殖密切相關(guān)，其表達(dá)水平被作為坐骨神經(jīng)再生研究中施萬細(xì)胞增殖的標(biāo)記物。GUO 等［27］構(gòu)建小鼠坐骨神經(jīng)損傷模型，發(fā)現(xiàn)姜黃素通過提高S100s水平促進(jìn)小鼠神經(jīng)再生。心肌梗死后釋放的S100A1 或S100A4 可促進(jìn)心肌組織修復(fù)和維持心肌收縮力，對(duì)損傷后的心臟恢復(fù)有積極作用［26］。此外，S100s 似乎通過與RAGE 相互作用，促進(jìn)小鼠角膜再上皮化［28］。

巨噬細(xì)胞是參與組織修復(fù)的重要細(xì)胞，其M1表型具有重要防御功能，M2表型主要清除壞死細(xì)胞碎片［16］。研究發(fā)現(xiàn)不同表型的巨噬細(xì)胞影響組織修復(fù)的進(jìn)程，而S100s 是巨噬細(xì)胞遷移和分化的重要調(diào)節(jié)分子［29］。在急性肌肉損傷早期釋放的S100B增加成肌細(xì)胞數(shù)量，刺激成肌細(xì)胞遷移，吸引巨噬細(xì)胞聚集到損傷部位，促進(jìn)巨噬細(xì)胞從M1（促炎）表型向M2（抗炎、再生）表型轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)組織修復(fù)［30］。

2.4 鈣網(wǎng)蛋白 胞外CRT 的生物活性主要與細(xì)胞吞噬、黏附和遷移有關(guān)，這是組織修復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)?shù)蛲霭l(fā)生時(shí)，細(xì)胞膜外表面CRT與補(bǔ)體C1q、磷脂酰絲氨酸形成凋亡細(xì)胞“食我”信號(hào)復(fù)合物，被巨噬細(xì)胞上的脂蛋白相關(guān)受體識(shí)別，啟動(dòng)吞噬作用，清除壞死細(xì)胞碎片。CRT 還能促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和黏附，加速肉芽組織形成，促進(jìn)創(chuàng)面閉合［31-32］。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，損傷或壞死細(xì)胞釋放的CRT參與組織修復(fù)中細(xì)胞外基質(zhì)的形成。例如，胞外CRT 刺激角質(zhì)化細(xì)胞的遷移和增殖，封閉創(chuàng)面，募集成纖維細(xì)胞進(jìn)入創(chuàng)面，合成并釋放細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，重建創(chuàng)面缺損。此外，CRT 與細(xì)胞外基質(zhì)的多種成分，包括膠原、層粘連蛋白、金屬蛋白酶等相互作用，支持創(chuàng)面愈合。因此，CRT 被廣泛應(yīng)用于皮膚創(chuàng)傷愈合和修復(fù)［32］。糖尿病人因慢性炎癥，傷口持續(xù)感染，導(dǎo)致創(chuàng)面難以愈合。研究發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用CRT 不僅能有效清除積累的壞死細(xì)胞碎片，同時(shí)可加強(qiáng)成纖維細(xì)胞的遷移和增殖，誘導(dǎo)膠原形成，促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)，被認(rèn)為是治療糖尿病創(chuàng)傷的局部有效治療劑之一［32-33］。HERNáNDEZ 等［34］進(jìn)一步研究用金納米顆粒、殼聚糖和CRT 合成納米材料復(fù)合物，賦予局部應(yīng)用和功能化的能力，發(fā)現(xiàn)此納米復(fù)合物處理的小鼠傷口愈合速度明顯加快，為CRT 應(yīng)用于臨床提供了理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

綜上所述，組織損傷后，HMGB1、ATP、S100s 和CRT 等DAMPs 被死亡細(xì)胞被動(dòng)釋放或應(yīng)激細(xì)胞主動(dòng)分泌，招募組織修復(fù)需要的不同類型細(xì)胞到壞死部位。免疫細(xì)胞首先通過吞噬死亡細(xì)胞碎片來清理傷口。然后，干細(xì)胞和鄰近的細(xì)胞被誘導(dǎo)增殖，建立新的組織，同時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞被激活促進(jìn)血管生成。最終形成組織修復(fù)再生。然而，在某些疾病如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中，慢性炎癥與組織再生是同時(shí)存在的［5］。那么，機(jī)體是如何使用同一分子啟動(dòng)炎癥反應(yīng)和組織修復(fù)的呢？有研究者推測(cè)可能與DAMPs含量和受體親和力有關(guān)［4-5］。在生理調(diào)節(jié)過程中，機(jī)體釋放低濃度的胞外DAMPs，激活高親和力受體，而在感染或損傷過程中，相同的DAMPs則處于高濃度水平感知低親和力受體［4］。

3 總結(jié)

DAMPs 是損傷組織或壞死細(xì)胞釋放的一類具有免疫調(diào)節(jié)活性的分子，能夠傳遞細(xì)胞損傷的危險(xiǎn)信號(hào)，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)。除感染、損傷外，活細(xì)胞在應(yīng)激條件下也能主動(dòng)釋放DAMPs。在組織修復(fù)中，DAMPs 通過誘導(dǎo)細(xì)胞遷移、增殖，促進(jìn)血管生成，加速組織修復(fù)愈合?，F(xiàn)階段對(duì)DAMPs 在組織修復(fù)中的作用機(jī)制仍不明確。因此，研究DAMPs在炎癥和組織修復(fù)中的相互作用，是控制過度炎癥、解決慢性炎癥、促進(jìn)組織修復(fù)的關(guān)鍵。