柏超，陳霞，李昌平

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川瀘州646000)

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HMGB1在重癥急性胰腺炎腸黏膜屏障損傷中作用的研究進(jìn)展

柏超，陳霞，李昌平

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川瀘州646000)

腸道不僅是重癥急性胰腺炎(SAP)發(fā)生時(shí)損傷的重要器官，而且腸黏膜屏障損傷還可進(jìn)一步加重SAP。在動(dòng)物及臨床研究中發(fā)現(xiàn)，血清高遷移率族蛋白1(HMGB1)水平與SAP時(shí)腸道黏膜損傷嚴(yán)重程度顯著相關(guān)。其原因?yàn)镠MGB1作為一種重要的炎癥介質(zhì)與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)、Toll樣受體(TLR2、TLR4、TLR9)等胞膜受體結(jié)合，通過(guò)相關(guān)信號(hào)通路使激活的NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核，上調(diào)炎性因子的基因表達(dá)水平并使其大量釋放，從而損傷腸黏膜屏障，導(dǎo)致SAP時(shí)的全身炎癥反應(yīng)、多器官功能障礙。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻斷HMGB1可使SAP及其相關(guān)的并發(fā)癥的進(jìn)程改善。因此，開(kāi)展HMGB1及其作用機(jī)制通路在SAP腸黏膜屏障中的研究，可為SAP時(shí)腸道黏膜屏障損傷的治療提供新的思路和策略。

重癥急性胰腺炎；腸黏膜屏障損傷；高遷移率族蛋白1

重癥急性胰腺炎(SAP)作為常見(jiàn)的臨床疾病，患者病情變化快，病死率高。SAP時(shí)患者腸道內(nèi)菌群失調(diào)、腸黏膜屏障功能損傷及細(xì)菌易位，進(jìn)而引起胰腺及周圍滲液的感染、膿毒血癥，這是致使SAP患者后期死亡的重要因素[1]。腸道不僅僅是SAP的“受害者”，同時(shí)也是SAP時(shí)其他很多嚴(yán)重系統(tǒng)并發(fā)癥的“啟動(dòng)者”[2]。在SAP的發(fā)病學(xué)中，細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的失衡起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在SAP初期胰腺及腸黏膜內(nèi)就存在白細(xì)胞的過(guò)度激活,從而產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子。高遷移率族蛋白1(HMGB1)可能作為一個(gè)重要的炎癥介質(zhì)參與了SAP患者全身炎癥及多器官損傷，所以其在腸黏膜損傷中所起的作用也日益受到關(guān)注。現(xiàn)就HMGB1與SAP腸黏膜屏障的研究進(jìn)展作一綜述，以期為臨床SAP腸黏膜屏障損傷研究提供新的思路。

1　HMGB1

高遷移率族蛋白(HMG)包括HMGA、HMGB、HMGN 3個(gè)家族成員。HMGB1是HMGB的成員之一，其氨基酸排列順序保守，并且廣泛的存在于哺乳動(dòng)物的各種組織細(xì)胞中，為細(xì)胞核內(nèi)的一種重要非組蛋白。

1.1HMGB1的結(jié)構(gòu)和功能HMGB1為由215個(gè)氨基酸組成，從N端到C端的結(jié)構(gòu)依次為2個(gè)可與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域即A盒( A box，9～79氨基酸)、B盒( B box，89～163氨基酸)和富含酸性氨基酸并高度重復(fù)的酸性尾端(186～215氨基酸)[3]。炎癥反應(yīng)中主要的活性區(qū)域位于B盒，它能復(fù)制出HMGB1全長(zhǎng)的細(xì)胞因子活性，并且在進(jìn)化中高度保守，而A盒可抑制并拮抗B盒的活性。

1.2HMGB1的生物學(xué)功能在細(xì)胞核中，HMGB1以“hit-and-run”模式與核小體短暫結(jié)合。從這種性質(zhì)看來(lái)，HMGB1與組蛋白H1相似，可以作為DNA的連接器[4]。HMGB1可通過(guò)穩(wěn)定核小體、改變DNA構(gòu)象，促使轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，參與細(xì)胞分化及基因的轉(zhuǎn)錄、表達(dá)。膜相關(guān)HMGB1參與了細(xì)胞分化、腫瘤轉(zhuǎn)移等多種生理、病理過(guò)程。HMGB1在許多情況下可由組織細(xì)胞主動(dòng)分泌，同時(shí)也可由壞死、損傷的細(xì)胞被動(dòng)釋放。細(xì)胞外HMGB1可刺激免疫細(xì)胞表達(dá)、分泌炎性遞質(zhì)TNF-α、IL-1β、IL-6等，而這些炎性遞質(zhì)又能促進(jìn)HMGB1的分泌，從而形成一個(gè)復(fù)雜的、相互調(diào)節(jié)的、放大的分泌網(wǎng)絡(luò)[5]。

1.3HMGB1的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制細(xì)胞外的HMGB1通過(guò)與胞膜受體結(jié)合引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，發(fā)揮其生物作用。但是，HMGB1準(zhǔn)確的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制尚不清楚。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)及Toll樣受體(TLRs)是HMGB1在炎癥反應(yīng)過(guò)程的兩種主要受體[6]。

1.3.1RAGE受體RAGE是一種廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞表面的受體蛋白。RAGE在通常情況下于組織細(xì)胞中呈低表達(dá)狀態(tài)，但是其表達(dá)量可隨配體增多而增多。HMGB1通過(guò)與RAGE結(jié)合，可使絲裂原活化蛋白激酶被激活[7]，同時(shí)也可激活Cdc42、JAK/STAT等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[8]。這些轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可引起活化的NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核，誘導(dǎo)炎性因子及其他細(xì)胞因子等的產(chǎn)生，還可促進(jìn)免疫細(xì)胞的成熟及細(xì)胞膜受體的表達(dá)等。

1.3.2TLRsTLRs是單個(gè)的跨膜非催化性蛋白，表達(dá)于多種細(xì)胞中，如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、腸上皮細(xì)胞等。當(dāng)前，在哺乳類動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了TLR1～TLR13。TLRs識(shí)別的危險(xiǎn)信號(hào)即損傷相關(guān)模式分子分為2類：外源性危險(xiǎn)信號(hào)即來(lái)源于病原微生物表面的病原體相關(guān)模式分子，包括內(nèi)毒素脂多糖、dsDNA等；機(jī)體內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào)，包括HMGB1、防御素等[9]。目前，研究發(fā)現(xiàn)HMGB1主要與TLR2、TLR4和TLR9相關(guān)。Muzio等[10]認(rèn)為，TLRs通過(guò)髓樣分化因子88(MyD88)及β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TRIF)依賴性途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)。MyD88依賴性途徑可介導(dǎo)TLR2、9，TLR4則可同時(shí)由MyD88及TRIF途徑介導(dǎo)。MyD88依賴性途徑可使腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF6)活化，活化的TRAF6又可進(jìn)一步激活促分裂原活化的蛋白激酶(MAPK)及NF-κB信號(hào)通路。這些信號(hào)的逐級(jí)反應(yīng)使炎性因子的表達(dá)大量增加并釋放。因此，TLRs通路的激活可能是SAP時(shí)引起全身炎癥反應(yīng)、多器官功能障礙的重要環(huán)節(jié)。

TLR4作為目前研究最多的TLRs，它在SAP的病情發(fā)展初期就已經(jīng)參與了機(jī)體炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致SAP惡化[11]。Li等[12]研究表明，TLR4不僅在動(dòng)物模型的胰腺組織中表達(dá)上調(diào)，而且在肝、肺組織中表達(dá)也明顯增加，還與多器官功能障礙和腸源性感染的發(fā)生密切相關(guān)[13]。Matsumura等[14]研究發(fā)現(xiàn)，TLR2和TLR4或許參與了內(nèi)毒素及細(xì)菌易位。Hoque等[15]發(fā)現(xiàn)，TLR9基因敲除的小鼠胰腺炎癥及細(xì)胞因子前IL-1β的表達(dá)明顯降低，TLR9拮抗劑預(yù)處理的急性胰腺炎小鼠其胰腺壞死和肺的炎癥均有不同程度的減輕。揭示TLR9作為炎性介質(zhì)參與了急性胰腺炎的病情發(fā)展。

1.3.3負(fù)性調(diào)控受體近期研究發(fā)現(xiàn)，某些受體可通過(guò)與HMGB1結(jié)合負(fù)性調(diào)節(jié)HMGB1，抑制炎癥反應(yīng)。如CD24在Siglec10的參與下與HMGB1 結(jié)合可以阻斷NF-κB的活化，抑制炎性因子釋放，被認(rèn)為是HMGB1天然的負(fù)性調(diào)控受體[16]。血栓調(diào)節(jié)蛋白可通過(guò)抑制HMGB1和晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)結(jié)合，從而抑制下游通路的激活[17]。熱休克蛋白70(HSP70)能夠負(fù)性調(diào)節(jié)HMGB1的表達(dá)，從而減輕炎癥反應(yīng)[18]。

2　HMGB1對(duì)SAP及腸黏膜屏障的影響

2.1HMGB1對(duì)SAP的影響 Yasuda等[19]發(fā)現(xiàn)，SAP患者血清HMGB1在發(fā)病72 h明顯升高，與健康對(duì)照者血清HMGB1平均水平相比較升高接近3倍，并且與急性胰腺炎、多器官功能衰竭和感染的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。 Sawa等[20]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，注射HMGB1中和抗體的SAP小鼠血清胰淀粉酶較對(duì)照組明顯下降，胰腺、肺、肝、腎的形態(tài)學(xué)也較對(duì)照組明顯改善。該實(shí)驗(yàn)證明，阻斷HMGB1可使SAP及其相關(guān)并發(fā)癥的進(jìn)程改善。Luan等[21]研究證實(shí)，降低HMGB1的水平可以抑制NF-κB的活性，減弱炎癥反應(yīng)并保護(hù)SAP繼發(fā)的肺損傷，這也與Sawa等[20]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.2HMGB1對(duì)SAP時(shí)腸黏膜屏障的影響腸道通透性的增加在急性胰腺炎中起關(guān)鍵作用，同時(shí)也決定疾病的預(yù)后。曾經(jīng)在SAP動(dòng)物模型腸系膜淋巴結(jié)、肝、胰腺中發(fā)現(xiàn)腸源桿菌，實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)細(xì)菌移位多發(fā)生于小腸[22]。

目前，SAP時(shí)腸黏膜屏障損傷的機(jī)制尚不明確，患者腸黏膜屏障的損傷可能發(fā)生于疾病早期，并且可能導(dǎo)致臨床病情的惡化。近幾年，HMGB1被認(rèn)為在SAP的腸黏膜損傷中起重要作用。Liu等[23]發(fā)現(xiàn)，SAP早期的腸黏膜損傷程度與臨床病情嚴(yán)重程度及繼發(fā)感染的發(fā)生相關(guān)。Luan等[24]研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1在SAP大鼠腸黏膜中的表達(dá)從6 h開(kāi)始升高，上升可超過(guò)48 h，同時(shí)也證實(shí)血清HMGB1水平與腸道黏膜損傷嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。該實(shí)驗(yàn)中模型組大鼠血清淀粉酶、內(nèi)毒素、二胺氧化酶(DAO)迅速升高；使用丙酮酸乙酯治療組SAP大鼠腸黏膜中HMGB1的表達(dá)明顯下降，并且血清淀粉酶、內(nèi)毒素、DAO也獲得改善。Xu等[25]對(duì)SAP患者入院時(shí)血清HMGB1水平與腸道黏膜屏障通透性參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)血漿DAO、血清內(nèi)毒素、尿甘露醇和乳果糖比值(L/M)與血清HMGB1水平呈顯著的正相關(guān)。SAP患者血清HMGB1水平顯著升高，HMGB1可以作為腸道屏障損害和感染的重要指標(biāo)。因此，改善已升高的腸黏膜的通透性是控制SAP感染并發(fā)癥的重要一步。近年來(lái)，HMGB1中和抗體應(yīng)用于改善氣道炎癥[26]、缺血再灌注引起的腸黏膜損傷[27]、腎細(xì)胞缺血再灌注損傷[28]、異種器官移植[29]等動(dòng)物疾病模型中治療效果明顯，但鮮有HMGB1中和抗體用于SAP腸黏膜損傷的的報(bào)道。

SAP時(shí)腸道黏膜屏障損傷是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，改善SAP患者腸黏膜損傷對(duì)于其控制病情至關(guān)重要，目前許多參與其中的細(xì)胞、分子相互間的關(guān)系仍不明確。近幾年HMGB1重要的生物學(xué)效應(yīng)已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，現(xiàn)已證實(shí)HMGB1與SAP腸黏膜屏障的損傷密切相關(guān)，盡管其在各方面的研究進(jìn)展迅速，但HMGB1在SAP腸黏膜屏障損傷中仍有許多不明確之處，有待進(jìn)一步深入研究。因此，進(jìn)一步開(kāi)展HMGB1及其作用機(jī)制通路在SAP腸黏膜屏障中的研究，可以為SAP時(shí)腸道黏膜屏障損傷的治療提供新的思路和策略。

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瀘州市人民政府-四川醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合課題[2015LZCYD-S04(3/15)]。

李昌平(E-mail： 506854209@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.34.039

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A

1002-266X(2016)34-0103-03

2016-06-02)