高迁移率族蛋白B1在自身免疫性疾病中的研究进展
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高迁移率族蛋白B1在自身免疫性疾病中的研究进展
?103?
?综述?
高迁移率族蛋白B1在自身免疫性疾病中的研究进展
夏江莉,李向培
(安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院风湿免疫科,合肥230001)
[中图分类号]R593.2[文献标识码】A[文章编号]1672-6790(2009)01-01034)3
高迁移率族蛋白B1(HMGBl)的致炎作用新近被发现并在随后的研究中揭示HMGBl与多种自身
免疫性疾病、肿瘤、急性炎性及感染性疾病的发病密
切相关。胞内的HMGBl通过活化或坏死细胞主动或被动释放到细胞外,在细胞外环境中通过与多种
受体结合激活下游信号转导,从而充分发挥炎症介
质作用。本文就HMGBl与自身免疫性疾病的研究进展做一综述。
1
HMGBl的性质
30年前研究者们发现了一种新的核内非组蛋
白,因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移能力而
命名为高迁移率蛋白(HMG)。HMGB家族由
HMGBl、HMGB2和HMGB3组成,三成员80%的氨基酸序列完全一致。HMGBl分子量为30kDa,由
215个氨基酸组成,进化过程中氨基酸序列高度保守,在啮齿类动物和人中仅存在2个氨基酸的差异。HMGBl分子包含两个与DNA结合的结构域A
box
和Bbox及一个高度重复并富含酸性氨基酸的C末
端。最初人们认为HMGBl仅在核内与DNA相互
作用参与DNA复制、DNA重组、基因转录调控、类
固醇激素调控及细胞分化成熟等重大生命活动。1999年,Wang等…首先发现了HMGBl释放到胞外
后介导炎性反应,为内毒素血症和脓毒症的晚期炎
症介质,从此,开辟了HMGBl在炎症性疾病中的研
究新领域。
HMGBl的释放及致炎作用
目前认为HMGBl以主动分泌和被动释放两种
方式到达细胞核外。体外研究表明,人类和小鼠的
单核细胞、巨噬细胞在脂多糖的刺激下通过非经典
途径主动分泌到细胞外;释放过程包括蛋白质乙酰
作者简介:夏江莉,硕士在读,医师,E-mail:xjlwr_1979@163.
corn
通讯作者:李向培,主任医师,教授,硕士生导师,E-mail:Li
xiangpei55@126.corn
化和分泌溶酶体的胞吐作用B1,即主动分泌。因缺乏信号肽,HMGBl不能通过高尔基t1/内质网途径分泌。脂多糖的刺激使得核定位信号序列中的赖氨酸残基乙酰化,从而影响HMGBl的核定位,促进HMGBl从细胞核向细胞浆移位并阻止其重新进人
胞核。另一个HMGBl释放的主要因素是由物理或
化学损伤引起的细胞坏死或意外死亡。HMGBl与染色体的结合较疏松,可在坏死细胞中通过破裂的细胞膜被动释放出来p1。HMGBl的释放具有重要
的免疫学效应即促进坏死细胞死亡时发生炎症。
Hmsbl./-小鼠的坏死成纤维细胞在野生型成纤维细胞发生炎性反应的环境中并不引发炎性反应,由此
更支持了以上观点。与坏死不同的是程序性细胞死
亡并不引起HMGBl释放,其机制在于凋亡过程中
发生了染色质组蛋白低乙酰化修饰。因为HMGBI
对DNA的亲和力取决于组蛋白的乙酰化程度,低乙酰化可增强HMGBl对DNA的亲和力。药物阻断
细胞凋亡过程中染色质的低乙酰化修饰,HMGBl则
不能再保留于凋亡细胞的核内,并引起与坏死细胞同样的炎性反应p1。
3卸ⅥGBl的受体
已经明确与膜相关的HMGBI高度亲和的受体是晚期糖基化终末产物受体(RAGE)。RAGE为免疫球蛋白超家族成员之一,存在于多种细胞的表面。HMGBl与RAGE的相互作用可激活有丝分裂原激活蛋白和NF-KB。在脓毒症中Rager-/?小鼠的存活率是较高的,因为阻滞RAGE可减弱HMGBl诱导
的促炎性反应[4]。但单独阻滞RAGE并不能完全地消除HMGBI的效应,由此提示其还有其他的受体发挥着作用。
HMGBl的另一个受体是Toll样受体(TLR)。
TLR2’和TLR4在HMGBl诱导的巨噬细胞和中性粒
细胞NF—xB活化中起主要作用,HMGBl与TLR配
体结合后活化MyD88、TIRAK一1、IRAK-l、IRAK-2和IRAK-4最终活化NF.xB。HMGBl能与多种受体作
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?104?
用说明了其结构的多相性;由此HMGBl较仅有少数受体的细胞因子具有更广泛的免疫应答形式。
44.1
对激活自身反应性B细胞具有重要的作用。
Popvick等一1对仅有皮肤损害的皮肤红斑狼疮
I蹦GBl与自身免疫病
HMGBl与类风湿关节炎
(CLE)患者研究发现,与健康对照皮肤和自身未发
类风湿关节炎
生损害的皮肤比较,患者皮损组织的表皮和真皮中HMGBl的表达明显增加,且其中浸润的单核细胞表
(RA)是一种以累及周围关节为主的系统性炎症性自身免疫病,以滑膜炎症和关节结构破坏为特征。大量的研究证实TNF-d、IL-6和IL—lB与该病的发生发展密切相关。近年来在对类风湿关节炎患者及实验性关节炎动物的深入研究中发现关节局部
HMGBl的表达水平明显上调,显示了HMGBl与RA发病的密切相关性。
达HMGBl能力显著增加。但患者未发生皮损的皮
肤与健康对照无明显差异。通过免疫组织化学的方法发现仅在患者皮损组织中出现了细胞外的HMGBl,同时这些皮损组织细胞外的TNF-d和
IL一1B的浓度也相应增加。
在SLE中肾脏是最易受累的器官,狼疮性肾炎也是SLE患者致死致残的主要原因。有学者通过免疫组织化学、免疫荧光、PCR等多种方法测定MRL/lpr小鼠和C57BL/6J小鼠肾脏中HMGBl的表达。结果在MRL/lpr小鼠的肾脏中HMGBl表达异常增高,且分布不同与C57BI/6J小鼠,高表达的HMGBl主要位于细胞外和胞浆。且RAGE
mRNA
Andersson等”J,对实验性关节炎大鼠的关节组
织进行了免疫组织化学染色,结果显示滑膜细胞与巨噬细胞的胞质和胞外HMGBl的表达明显升高,而正常大鼠相同组织染色显示HMGBl主要局限于
胞核中。进一步研究发现,在胶原或佐剂诱导关节
炎模型中,在关节炎症状发生之前HMGBl已先于TNF.d和IL一1B的表达发生了核转位,并在症状明显时达到高峰。此外,有较多的文献报道了RA患者滑膜组织和滑液及血清中HMGBl表达水平显著升高,同时也发现,RA患者滑膜组织巨噬细胞表面
在MRL/Ipr小鼠的肾脏表达和HMGBlmRNA的升高具有一致性。TLR在SLE外周血单个核细胞膜表面表达增加,可能是导致SLE中B细胞多克隆增殖活化、产生大量病理性自身抗体的原因之一【J
0。。
晚期糖基化终末产物受体(RAGE)表达也明显上
调。而RAGE是HMGBl的主要受体之一,两者结合后可刺激炎症细胞和滑膜固有细胞产生TNF一仪、
IL.1
TLR能加剧狼疮性肾炎的发生发展…J。其mRNA
在MRL/lpr小鼠肾脏的表达上调。由此,我们推测
HMGBl参与狼疮肾炎的途径与其跟TLR或RAGE结合引发免疫应答有关。
4.3
B、IL-6等介导炎症介质释放,从而导致关节炎
Kokkola等¨1用抗HMGBl抗体和A区编码蛋
症发生‘6|。HMGBl与干燥综合征干燥综合征(SS)的
特点是外分泌腺体的慢性炎症,尤其是泪腺和唾液腺。唾液腺的组织学分析显示有单核细胞浸润,腺泡上皮细胞萎缩;晚期局部纤维化,腺体完全丧失功能。Monica等¨引将SS患者和有干燥症状但不能诊断为ss的患者及健康对照的下唇小唾液腺的活检
白成功治疗了胶原诱导建立的鼠关节炎模型(CIA)。经过治疗的小鼠临床症状较对照组明显减轻,受累的关节数目明显减少,病理显示渗出的细胞减少。由此,我们考虑对于临床上应用TNF—Ot拮抗
剂治疗失败的关节炎患者是否可以通过抑制HMGBl途径以取得疗效。
4.2
组织样本经免疫组织化学的方法分析,发现SS患者病理标本有大量的单核细胞浸润,且与仅有干燥症
状的患者及健康对照相比细胞外HMGBl的表达水平显著升高。此外,SS患者TNF分泌的水平较健康对照显著升高。而且仅在SS患者的样本中检测到细胞外的IL一1B。该研究结果提示,HMGBI参与了SS的炎症过程,并可能和TNF仅和IL.1等细胞因子
HMGBl与系统性红斑狼疮系统性红斑狼疮
(SLE)是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,其主要
特征是对核内自身抗原产生自身抗体。近来有研究
发现在SLE的血清中DNA相关的免疫复合物浓度明显升高。而这些由自身抗原形成的免疫复合物在
循环中具有致病性。体外实验发现HMGBl与CpG—
A
形成一个炎性反应体系参与了Ss的发病。
4.4
.
ODNs相互作用,产生的复合物通过衔接蛋白HMGBl与其他自身免疫病特发性炎症性肌
MyD88和RAGE激活pDCs,并显著增加IFN—Ot和
TNF的产生。Hua等旧1等研究证实DNA相关免疫
复合物可通过DNA和TLR9依赖机制激活自身反
病(IIM)是一组病因未明的横纹肌非化脓性炎症。新近研究发现,在多发性肌炎和皮肌炎患者的肌肉
组织活检标本中,渗出的单核细胞、血管内皮细胞及
应性B细胞。而HMGBl正存在于这些复合物中并
肌纤维细胞均表达胞浆型HMGB.1,在炎症细胞周
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围的基质,HMGBl表达呈阳性。经过3—6个月的大剂量糖皮质激素治疗后HMGBl表达均明显下调而且渗出的炎症细胞也减少,而在健康对照组未见核外HMGBl的表达,这提示HMGBI可能参与了肌炎的发生,且这种作用能被糖皮质激素所抑制¨引。
变应性肉芽肿血管炎(Churg—Strauss综合征,css),病变主要累及中小血管,病理特点是坏死性血管炎,组织中有嗜酸粒细胞浸润和结缔组织肉芽
肿形成,巨细胞浸润。Taira等¨43分别检测CSS组、
哮喘患者组和健康对照组血清中HMGBl的水平,
发现HMGBl在CSS患者血浆中水平较哮喘和正常
对照显著升高。且在CSS患者病灶组织中嗜酸性粒细胞表达HMGBl水平较哮喘患者的显著升高,但两者外周血单核细胞HMGBl的表达水平并无明
显区别。经激素治疗后CSS患者血清中HMGBl水平下降。由此,提示HMGBl也参与了CSS的发病。5展望
综上所述,HMGBl在多种风湿性疾病中呈核外表达,通过和多种细胞因子及炎症细胞相互作用,维持炎症的发生和发展。这些核外HMGBl具有明确的生理与病理作用,针对其自身或其配体及下游传导通路进行干预能抑制组织炎性反应,可能成为今后风湿性疾病治疗的新方向。但是,目前我们对核外HMGBl的认识还不足,在风湿性疾病中的研究更是表浅,有更多问题需要深人研究和阐明,如HMGBl从滑膜细胞、肌肉细胞、血管内皮细胞、腺体细胞中释放的调节机制,细胞表面HMGBl受体鉴定,HMGBl与细胞因子间相互作用的信号转导机制等。HMGBl是连接细胞核和炎症、免疫之间的桥梁。其生物学功能丰富,能与多个受体结合,激活多个信号传导途径,能针对多重靶细胞产生各种生物学效应,是急慢性炎症和免疫应答过程中的一个关键因子。拮抗HMGBl的治疗能抑制大量下游细胞因子的产生,从而能减轻组织的损伤,从根本上遏制炎症的发展。但HMGBl拮抗剂临床应用的有效性,安全性及实用性等仍有待于更深入的研究。
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