HMGB1及其在自身免疫性疾病中的作用

李静，胡艳，王丽红，徐前飞，刘亚蒙，葛健

(安徽医科大学第一附属医院 血液内科，安徽 合肥 230022)

·综 述·

HMGB1及其在自身免疫性疾病中的作用

李静，胡艳，王丽红，徐前飞，刘亚蒙，葛健

(安徽医科大学第一附属医院 血液内科，安徽 合肥 230022)

高迁移率族蛋白B1(HMGB1)是一种广泛表达在真核细胞内的非组蛋白核蛋白。正常情况下，HMGB1主要位于细胞核，可与DNA结合，参与DNA复制、重组、转录和修复。此外，细胞受刺激、损伤或死亡后可释放HMGB1到细胞外与多种细胞表面抗体结合，参与多种自身免疫性疾病的病理生理过程。作者就HMGB1生物学特性及其在自身免疫性疾病中的研究进展作一综述。

高迁移率族蛋白1； 自身免疫性疾病； 过敏性紫癜； 类风湿性关节炎； 综述

高迁移率族蛋白(high mobility group protein，HMG)是Goodwin等于牛胸腺细胞成功提取出的一种含量丰富的非组蛋白核蛋白，因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中快速迁移得名,而HMGB1是含量最丰富的HMG成员[1-2]。目前已有多种研究表明，HMGB1在多种自身免疫性疾病中呈高表达水平，如过敏性紫癜(HSP)、类风湿性关节炎(RA)、系统性红斑狼疮(SLE)等，并且依赖不同的机制参与疾病发展。

1 HMGB1结构与功能

1.1 HMGB1结构

HMGB1属于HMG超家族，人类HMGB1由位于13q12染色体上的基因(约10 000个碱基对)编码，由214～216个氨基酸构成，分子量约为25 kD。HMGB1含有两个同源的L型DNA结合区域(A盒和B盒)及酸性C末端，A、B盒可广泛地与DNA片段非特异性结合，改变空间构象，使DNA结合蛋白精确装置到染色体上，参与DNA重组、复制、转录调控、修复等，其中B盒可引发炎症反应，而A盒对B盒有一定拮抗作用[2]。

HMGB1在细胞内和细胞外具有不同的功能，胞内HMGB1在DNA重组、复制、转录调节和修复中起重要作用,而分泌到细胞外的HMGB1作为损伤相关分子模式和预警蛋白激活免疫系统，可与多种受体结合激活相关信号通路而引发一系列生物学效应[1- 2]。HMGB1参与成熟生发中心向淋巴结移行，促进CD4+T细胞增殖、分化成Th1细胞，并在体内作为佐剂增强抗原诱导IgG的生成[3- 4]。HMGB1可激活巨噬细胞、单核细胞和内皮细胞，使其表达释放IL- 6、IL- 8、TNF- α等,且这些因子多可与HMGB1相互诱生形成炎症正反馈环路，激发免疫炎症反应[5]。

1.2 HMGB1分泌和释放

正常情况下，HMGB1广泛表达于哺乳动物的细胞核。研究表明，细胞外HMGB1主要来源于细胞主动分泌和被动释放，树突状细胞、巨噬细胞在受到凋亡细胞、内毒素、TNF或白介素等刺激时可主动分泌HMGB1。另外，细胞坏死及凋亡时可被动释放HMGB- 1/核小体复合物[2]。

1.3 HMGB1受体及信号转导通路

糖基化终末产物受体(receptor of advanced glycation end products，RAGE)属于免疫球蛋白超家族，是Ⅰ型跨膜蛋白，存在于多种组织，如肺、肝、肾、血管内皮细胞、平滑肌和骨骼肌等，是最早被鉴定且具有很高亲和力的HMGB1受体。正常情况下RAGE表达水平较低，其配体数量增多时RAGE表达水平上调。胞外HMGB1与RAGE结合后使丝裂原活化蛋白激酶如p38激酶、SAPK/TNK、ERK1/2等磷酸化，激活细胞分裂周期蛋白42、鸟苷三磷酸激酶、Janus激酶等信号转导通路，活化NF- κB通路，诱导多种细胞因子产生，促进炎症反应并参与免疫细胞迁移和表面受体表达[6- 8]。

Toll样受体(Toll- like receptors,TLR)是表达在巨噬细胞、树突状细胞、上皮细胞等多种细胞表面的跨膜蛋白，通过胞外部分可识别外源性分子脂多糖及部分机体内源性分子等配体，能与HMGB1结合的主要有TLR2、TLR4和TLR9。HMGB- 1与TLR2、TLR4结合激活MyD88依赖性NF- κB通路，促进TNF、IL- 1、IL- 6等炎症细胞因子表达和释放[9- 10]。

HMGB1还可与某些分子结合形成复合物，发挥负性调控作用。研究肝脏病毒感染机制时发现，HMGB1与CD8+调节性T细胞表面的T细胞免疫球蛋白3结合后抑制免疫介导的组织损伤[11]。

2 HMGB1与自身免疫性疾病

2.1 HMGB1与RA

RA是一种以关节滑膜炎症为特点的慢性自身免疫性疾病，可导致骨的侵蚀和关节的破坏而造成关节畸形。研究发现HMGB1在RA患者外周血、关节组织及滑膜液中呈高水平表达，提示其在RA发病过程中发挥重要作用[12]。HMGB1可能通过TLR4和TLR2信号转导通路调节CD4+T细胞向Th17细胞分化，上调IL- 17表达，在RA发病过程中发挥作用[13-14]。HMGB1协同脂多糖促进滑膜成纤维细胞增殖并上调其表面TLR4和RAGE表达，通过p38MAPK和NF- κB信号转导途径促进IL- 6、MMP- 3、MMP- 13产生，并且可促进骨关节炎滑膜成纤维细胞向RA滑膜成纤维细胞类型转化[15]。HMGB1与TLR4结合激活NF- κB通路，刺激RA滑膜成纤维细胞表达HIF- 1α、VEGF，促进小血管生成，参与RA发病，而西洛他唑能抑制HMGB1激活NF- κB通路，并通过增强SIRT1去乙酰化作用使HIF- 1α失去活性，减少小血管生成，改善关节炎症状[16- 19]。RA动物模型体内双链RNA依赖的蛋白激酶和HMGB1过度表达，且双链RNA依赖的蛋白激酶抑制剂可阻止HMGB1释放，改善关节炎症状，提示双链RNA依赖的蛋白激酶可能通过某些途径上调HMGB1表达，影响RA发病，这仍需进一步研究[20]。

2.2 HMGB1与HSP

HSP是由血管变应性炎症引起的皮肤及黏膜病变，临床表现为皮肤瘀点、瘀斑，关节疼痛，腹痛及肾脏损害等。HSP患者外周血HMGB1表达增高且伴有肾损害、消化道损害、关节损害等症状的患儿与无上述症状患儿相比表达有明显差异，进一步研究提示HMGB1可能通过诱导TNF- α和IL- 6表达参与HSP的发病机制[21]。此外，研究表明HSP患儿血清HMGB1与hs- CRP、D- D均呈正相关，推测HMGB1参与HSP的血管炎症反应[22]。

2.3 HMGB1与SLE

SLE是一种主要由致病性自身抗体产生、免疫复合物沉积导致的自身免疫性疾病。研究发现SLE患者血清HMGB1及抗HMGB1抗体表达异常升高，尤以活动期和伴随肾损害患者为甚，与SLEDAI评分、蛋白尿及抗dsDNA表达呈正相关性。此外，狼疮性肾炎患者肾组织细胞质及细胞外均有HMGB1高表达[23]。研究狼疮肾炎小鼠模型发现，活化淋巴细胞来源的DNA引起巨噬细胞异常活化，可能通过TLR- 9信号通路增加HMGB1的分泌和释放,胞外HMGB1又能协同活化淋巴细胞来源的DNA诱导巨噬细胞异常活化。甘草皂苷作用于小鼠后HMGB1及炎症细胞因子IL- 6、IL- 10、TNF- α减少，且外周血抗ds- DNA抗体、尿蛋白及肾小球IgG、C3的沉积减少，推测甘草皂苷通过阻断HMGB1改善肾脏损害[24]。Schaper等[25]利用HMGB1单克隆抗体(2G7)中和MRL/lpr小鼠体内HMGB1，但无明显延缓或改善狼疮肾炎的作用,对HMGB1单克隆抗体是否阻断HMGB1在SLE的作用需要进一步探讨。

2.4 HMGB1与多发性硬化症(multiple sclerosis，MS)

MS是一种以中枢神经系统白质炎症性脱髓鞘为主要病理特点的自身免疫性疾病。实验性自身免疫性脑脊髓炎动物模型(EAE)是研究MS发病机制最常用的模型，研究发现星形胶质细胞、小神经胶质细胞及一些神经元可表达HMGB1，而在EAE鼠模型脊髓中发现胞内及胞外HMGB1表达均增高，注射抗HMGB1抗体后小鼠体内IL- 6及IL- 17表达较治疗前下调，并可改善临床症状、减轻病理学损伤、延迟发病时间[26- 28]，表明HMGB1与MS发病有关，但具体机制尚待研究。

2.5 HMGB1与ANCA相关性小血管炎

ANCA相关性小血管炎(antineutrophil cytoplasmic antibody- associated systemic vasculitis, AAV)是一种主要以中性粒细胞、补体系统、ANCA相互作用介导的自身免疫性疾病。研究表明活动性AAV患者外周血血清及尿液HMGB1表达异常升高，提示HMGB1在AAV发病过程中起重要作用[29- 30]。补体C5a与中性粒细胞表面C5aR结合后可使中性粒细胞表面ANCA靶抗原表达上调，促进ANCA诱导中性粒细胞呼吸爆发和脱颗粒作用[31]，研究发现C5a可引起中性粒细胞释放HMGB1，而HMGB1抑制剂可减弱补体C5a及ANCA的作用[32]。ANCA可介导中性粒细胞胞外诱捕网形成，中性粒细胞胞外诱捕网可以黏附和损伤内皮细胞，激活浆细胞样树突状细胞,产生IFN- α并激活B细胞产生ANCA，是AAV发病机制之一，而HMGB1可通过与TLR2、TLR4、RAGE等受体结合促进这种由ANCA介导的中性粒细胞胞外诱捕网形成[33- 34]。此外，HMGB1在多发性肌炎和皮肌炎、非肥胖型糖尿病、干燥综合征等疾病中均有异常表达，但对其机制研究较少。

3 展 望

目前HMGB1在各个系统自身免疫性疾病中的作用尚未完全阐明，仍是自身免疫性疾病的研究热点。现已发现抗HMGB1中和抗体、HMGB1 A盒、sRAGE与RAGE抗体可能减弱HMGB1在自身免疫性疾病中的作用，减缓发病，改善病情。未来将进一步确定HMGB1参与自身免疫性疾病的机制，研究自身免疫性疾病中阻断其活性的方法，探索HMGB1拮抗剂在疾病治疗中的作用及如何应用于临床。

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(本文编辑：周兰波)

2016- 11- 14

2016- 12- 19

国家自然科学基金资助项目(81200371)；高等学校博士学科点专项科研基金联合(新教师类联合)资助课题(20123420120011)；安徽省自然科学基金资助项目(1208085QH154)；安徽省自然科学基金资助项目(1708085MH224)

李静(1993-)，女，安徽寿县人，在读硕士研究生。E- mail:lijing20100916@163.com

葛健 E- mail:gejian52@163.com

李静,胡艳,王丽红,等.HMGB1及其在自身免疫性疾病中的作用[J].东南大学学报:医学版,2017,36(2):294- 297.

R593.2

A

1671- 6264(2017)02- 0294- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.02.033