高迁移率族蛋白1和急性肺损伤

背景 高迁移率族蛋白1(high mobility group box protein 1,HMGB1)是一种非组蛋白染色体结合蛋白,进化上高度保守.HMGB1广泛存在于细胞核内,在核内作为DNA分子伴侣,被释放至细胞外将发挥促炎作用.急性肺损伤(acute lung injury,ALI)和急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是全身性炎症的肺部表现,特征为血管通透性增高致组织水肿、器官功能障碍.越来越多的研究证实细胞外的HMGB1能够通过促进NF-κB核转位和显著增加促炎因子释放引起ALI和致死性的炎症反应.目的 阐述HMGB1和ALI之间的关系以及HMGB1在治疗ALI中的研究现况,为临床治疗ALI提供新的靶点.内容 重点回顾有关HMGB1在ALI发病中的作用、HMGB1抑制剂在改善ALI中作用的研究.趋向 HMGB1抑制剂可以改善ALI结局,在治疗ALI中具有广阔前景.     

高迁移率族蛋白B1及其生物学效应研究进展

高迁移率族蛋白B1 （ high mobility group protein, HMGB1 ）是一种高度保守的核蛋白，广泛分布于哺乳动物细胞。随着其晚期促炎作用的发现，HMGBl成为近年来危重医学研究的热点之一。本文就其家族分类、基因和蛋白结构、细胞生物学效应方究进展进行综述。     

高迁移率族蛋白B1与肝损伤研究进展

1973年,Goodwin等[1]首先从细胞核中发现了高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB1).HMGB1作为一种与DNA结合的非组蛋白,长期以来,人们一直关注其在维持核稳定方面的功能,包括稳定核小体结构、调节基因转录、参与DNA复制与修复.     

脓毒症大鼠肺组织高迁移率族蛋白B1基因表达的信号转导机制

目的　探讨Janus激酶 (JAK ) /信号转导和转录激活因子 (STAT)通路对脓毒症大鼠肺组织高迁移率族蛋白B1(HMGB1)mRNA表达的调节作用及其意义。方法　采用大鼠盲肠结扎穿孔 (CLP)模型造成脓毒症 ,98只动物随机分为正常对照组、脓毒症组、JAK2抑制剂AG490处理组和STAT抑制剂雷帕霉素 (RPM )处理组。采用逆转录 聚合酶链反应 (RT PCR)测定肺组织HMGB1mRNA表达水平 ,同时测定髓过氧化物酶 (MPO )活性。结果　与正常对照组相比(0 .2 0 7± 0 .0 19) ,CLP组 2、6、2 4h肺组织HMGB1mRNA均显著升高 (P <0 .0 5～ 0 .0 1) ,分别为0 .471± 0 .0 3 5、0 .3 69± 0 .0 2 8、0 .491± 0 .0 42。AG490处理组 2h肺组织HMGB1mRNA表达明显抑制 (P <0 .0 5 ) ,RPM处理组 2、6、2 4、48hHMGB1均显著下降 (P <0 .0 5～ 0 .0 1)。同时 ,AG490、RPM处理组 2 4、48h肺组织MPO活性显著降低 (P <0 .0 5～ 0 .0 1)。结论　JAK/STAT信号通路参与了脓毒症肺组织HMGB1mRNA表达的病理过程 ,抑制其活化有助于下调HMGB1mRNA表达并减轻肺损伤。     

高迁移率族蛋白1在中枢神经系统疾病中的作用

高迁移率族(high mobiliby group box,HMGB)蛋白是一类核蛋白,释放至细胞外的HMGBI参与了外周诸多疾病的发生.近年来研究表明,HMGBI也参与了中枢神经系统疾病的发生.现简要阐述HMGB1的外周作用,着重介绍其在中枢神经系统疾病,特别脑缺血中的作用.     

高迁移率族蛋白B1 mRNA在脓毒症大鼠脾脏中的表达

目的：探讨高迁移率族蛋白B1（HMGB1）mRNA在脓毒症大鼠外周免疫器官脾脏的表达规律及其与血清肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）的关系。方法：采用盲肠结扎穿孔（CLP）方法制备大鼠脓毒症模型。83只大鼠随机分为正常对照组（10只）、盲肠结扎穿孔组（38只）,盲肠结扎穿孔丙酮酸乙酯治疗组（35只）。分别于CLP术后4、12、24、48、72h或CLP术后丙酮酸乙酯治疗12、24、48、72h活杀动物,留取脾脏组织和血清标本,用半定量逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术检测脾脏组织HMGB1mRNA的表达规律,用放射性免疫方法检测血清TNF-α和IL-6的浓度。结果：HMGB1mRNA在正常大鼠脾脏组织有轻度表达,CLP术后表达显著增强（P〈0.05）。CLP术后24h和72h分别出现两个高峰。丙酮酸乙酯液治疗可显著降低CLP术后大鼠脾脏组织HMGB1mRNA的表达（P〈0.05）。CLP术后大鼠血清TNF-α和IL-6浓度显著增高（P〈0.05）,丙酮酸乙酯治疗可显著降低CLP术后大鼠TNF-α和IL-6的浓度（P〈0.05）。结论：HMGB1在脓毒症大鼠外周免疫器官脾脏的表达显著增高,并与血清TNF-α和IL-6等炎症因子的增高有重要关系;HMGB1参与了失控性炎症反应的发展过程。     

热休克蛋白抑制剂格尔德霉素衍生物在机械通气肺损伤中的作用研究

目的探讨热休克蛋白（heat shock protein,HSP）90抑制剂格尔德霉素衍生物（17-dimethvlaminoethvlamino-17-demethoxygeldanamycin,17-DMAG）对机械通气肺损伤的保护作用及其作用机制。方法28只7周-9周的清洁级ICR雄性小鼠,按完全随机分组方法随机分为4组（每组7只）：对照组（CON组）、机械通气组（VEN组）、17-DMAG组和17-DMAG＋机械通气组（17-DMAG＋VEN组）。机械通气4h后或CON组与17-DMAG组麻醉插管后检测支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid,BALF）中蛋白浓度、细胞数量变化以及肺组织湿／干重比（wet-to-dry weight ratio,W／D）,观察肺组织病理改变,并用酶联免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测肺组织白细胞介素（interleukin,IL）-1β、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）以及高迁移率族蛋白1（high mobility groupbox1,HMGB1）的含量。结果BALF中蛋白浓度和细胞数量：VEN组分别为（0．29±0．05）g／L和（2．84±0．55）个／ml,与CON组比较明显升高（P〈0．01）;17-DMAG＋VEN组分别为（0．22±0．03）g／L和（1．99±0．44）个／ml,与VEN组比较显著下降（P〈0．01）。VEN组肺组织W／D（5．14±0．19）与CON组（4．65±0．15）比较,差异有统计学意义（P〈0．01）,17-DMAG＋VEN组肺组织W／D（4．79±0．14）与VEN组比较,差异有统计学意义（P〈0．01）。17-DMAG预处理能显著减轻通气诱导的肺组织病理损伤。机械通气4h可诱导肺组织中IL-1β、TNF-α、HMGB1蛋白表达显著升高,17-DMAG预处理可显著减轻机械通气诱导的HMGB1表达：17-DMAG＋VEN组（15．4±3．0）ms／g与VEN组（18．9±2．5）mg／s比较,差异有统计学意义（P〈0．05）。结论17-DMAG可能通过抑制炎症因子HMGB1的蛋白表达,减轻肺水肿,而在机械通气肺损伤中发挥保护作用。     

核因子-κB介导脂多糖诱导急性肺损伤大鼠高迁移率族蛋白B1的表达

目的探讨核因子(NF)-κB在脂多糖诱导大鼠急性肺损伤过程中对肺组织高迁移率族蛋白B1(HMGB1)表达的影响。方法采用腹腔注射脂多糖(LPS)致大鼠脓毒症急性肺损伤模型。取健康SPF级雄性SD大鼠72只,体重180~220g,采用随机数字表法,分为对照组(C组,n=6)、急性肺损伤组(L组,n=30)、吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)溶剂对照组(P组,n=6),PDTC治疗组(LP组,n=30)。各组分别给予腹腔注射磷酸盐缓冲液(PBS)(C和P组)或LPS(L和LP组);P组和LP组在PBS或LPS注射前15min,给予腹腔注射PDTC 100mg/kg。C组和P组腹腔注射PBS后的16h,L组和LP组注射LPS后的16h后各取6只大鼠检测其肺湿/干重比(W/D);C组和P组腹腔注射PBS后的16h,L组和LP组注射LPS后的4h(T1)、8h(T2)、16h(T3)、24h(T4)和48h(T5)时各取6只大鼠经处理后采用ELISA法检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中髓过氧化物酶(MPO)和白细胞介素6(IL-6)水平,Western blot法检测肺组织HMGB1的表达水平,苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织的病理变化。结果与C组比较,L组肺组织W/D、BALF中MPO和IL-6水平明显升高(P0.01),病理切片显示严重肺组织损伤,T2~T4时肺组织中HMGB1的表达水平明显升高(P0.05);使用PDTC治疗后,与L组比较,肺组织W/D、BALF中MPO和IL-6水平明显降低(P0.01),病理示肺损伤程度明显减轻;T2~T4时肺组织HMGB1表达水平明显降低(P0.05)。结论在脂多糖诱导急性肺损伤中,被激活的NF-κB通过介导晚期炎症因子HMGB1的表达来参与急性肺损伤的发生与发展过程。     

休克期切痂对烫伤大鼠肺高迁移率族蛋白B1表达的影响及其意义

目的　探讨休克期切痂对烫伤大鼠肺高迁移率族蛋白B1(HMGB1)表达的影响及其与急性肺损伤的关系。方法　将 3 0 %Ⅲ度烫伤Wistar大鼠随机分为 2 4和 72h切痂植皮组。RT PCR和免疫组织化学法检测肺HMGB1变化 ,肺髓过氧化物酶 (MPO)结合病理形态学观察肺损伤情况。结果　伤后 4d、2 4h切痂组肺HMGB1mRNA和Ⅱ型上皮细胞HMGB1蛋白表达较烫伤对照和72h切痂组均有明显下调 (P <0 .0 5 )。伤后大鼠肺MPO活性增强近 2倍 ,而 2 4h切痂大鼠 4d肺MPO活性明显降低。结论　休克期切痂可下调肺组织HMGB1表达 ,部分减轻烫伤后急性肺损伤。     

高迁移率族蛋白B1在烧伤小鼠大脑中表达的研究

目的：检测烫伤小鼠高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在大脑中的表达.方法：应用BALB/c小鼠15%TBSAⅢ度烫伤（95 ℃热水浸烫8 s）和假伤（室温水,8 s）模型,并以正常小鼠作为对照（6只）.在4、8、24和48h（每个时间点6只）处死动物.采用苏木精-伊红染色观察大脑形态学改变,免疫荧光方法检测caspase-3和HMGB1在大脑的表达,ELISA方法检测大脑组织HMGB1含量.结果：15%体表面积Ⅲ度烫伤8 h即导致大脑发生显著性病理改变,如炎性细胞浸润,烫伤24h大脑终纹出现caspase-3阳性细胞,而在假伤组未见特异性染色.免疫荧光染色发现,HMGB1位于假伤组小鼠神经细胞的胞核;而在烫伤后4h即释放至细胞浆.释放到脑组织中的细胞外HMGB1在烧伤后 24和48h,显著高于假伤组和对照组（P〈0.01）.结论：烫伤导致小鼠大脑HMGB1的分布和含量发生改变,可能参与了烧伤后脑损伤的病理过程.     

Dietary advanced glycation end-products,its pulmonary receptor,and high mobility group box 1 in aspiration lung injury

Background

Gastric aspiration is a significant cause of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome. Environmental risk factors, such as a diet high in proinflammatory advanced glycation end-products (AGEs), may render some patients more susceptible to lung injury after aspiration. We hypothesized that high dietary AGEs increase its pulmonary receptor, RAGE, producing an amplified pulmonary inflammatory response in the presence of high mobility group box 1 (HMGB1), a RAGE ligand and an endogenous signal of epithelial cell injury after aspiration.

Materials and methods

CD-1 mice were fed either a low AGE or high AGE diet for 4 wk. After aspiration injury with acidified small gastric particles, bronchoalveolar lavage and whole-lung tissue samples were collected at 5 min, 1 h, 5 h, and 24 h after injury. RAGE, soluble RAGE (sRAGE), HMGB1, cytokine and chemokine concentrations, albumin levels, neutrophil influx, and lung myeloperoxidase activity were measured.

Results

We observed that high AGE-fed mice exhibited greater pulmonary RAGE levels before aspiration and increased bronchoalveolar lavage sRAGE levels after aspiration compared with low AGE-fed mice. Lavage HMGB1 levels rose immediately after aspiration, peaking at 1 h, and strongly correlated with sRAGE levels in both dietary groups. High AGE-fed mice demonstrated higher cytokine and chemokine levels with increased pulmonary myeloperoxidase activity over 24 h versus low AGE-fed mice.

Conclusions

This study indicates that high dietary AGEs can increase pulmonary RAGE, augmenting the inflammatory response to aspiration in the presence of endogenous damage signals such as HMGB1.     

姜黄素抑制TLR4/HMGB1通路保护脂多糖诱导急性肺损伤的作用

目的探讨姜黄素对脂多糖(LPS)诱导急性肺损伤的保护作用及相关机制。方法将24只SD大鼠随机分为对照组、LPS组和LPS+姜黄素组,每组8只。检测肺损伤指标(氧分压、肺干湿重比、肺病理评分)、肺组织炎症反应程度[肿瘤坏死因子(TNF)-α、白介素(IL)-6、单核细胞趋化蛋白(MCP)-1以及肺组织中Toll样受体4(TLR4)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)表达水平]。结果LPS组氧分压显著低于对照组(P<0.05),而肺干湿重比、肺病理评分、TNF-α、IL-6、MCP-1、TLR4、HMGB1表达水平显著高于对照组(P<0.05);LPS+姜黄素组氧分压高于LPS组(P<0.05),肺干湿重比、肺病理评分、TNF-α、IL-6、MCP-1、TLR4、HMGB1表达水平显著低于LPS组(P<0.05)。结论姜黄素可能通过抑制TLR4/HMGB1通路,降低肺炎症反应程度,发挥保护LPS诱导急性肺损伤作用。     

白细胞介素-10通过降低脂多糖诱导大鼠急性肺损伤高迁移率组蛋白1释放产生保护作用

目的 旨在研究白细胞介素（interleukin,IL）-10对高迁移率组蛋白l（high mobility group protein 1,HMGB1）释放的影响及其肺保护作用,进而探讨IL-10在治疗急性肺损伤中的可能机制. 方法 采用腹腔注射脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）致大鼠脓毒症急性肺损伤模型,健康SPF级雄性SD大鼠72只,体重180 g～220 g,采用随机数字表法,随机分为对照组即磷酸盐缓冲液（phosphate buffered solution,PBS）组（P组,6只）、急性肺损伤组即LPS组（L组,30只）、PBS＋IL-10组（PI组,6只）、LPS＋IL-10组（LI组,30只）.P组和PI组腹腔注射等体积PBS的同时分别经由气道滴注5 ml的PBS和IL-10,L组和LI组腹腔注射LPS的同时分别经由气道滴注等体积的PBS和IL-10.L组和LI组注射LPS后的4、8、16、24 h和48 h分别检测各组大鼠肺湿/干重比（wet/dry weight ratio,W/D）和支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid,BALF）中总蛋白浓度,酶联免疫吸附实验法检测BALF中炎性因子肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和IL-6水平,苏木精-伊红（hematoxylin-eosin,HE）染色观察肺组织的病理变化,Western Blot分析肺组织中HMGB1表达水平. 结果 腹腔注射LPS后,L组大鼠肺组织W/D和BALF中总蛋白浓度分别为（5.68±0.12） mg/L和（254±105） mg/L,与P组比较,分别增加了12％和297％（P＜0.05）,BALF中TNF-α和IL-6水平明显增加（P＜0.05）,HE染色显示在注射LPS后4h肺组织的细胞浸润达到峰值随后减少,肺组织中HMGB1水平升高（P＜0.05）;使用IL-10后,LI组肺组织W/D和BALF中总蛋白浓度分别为（5.28±0.14） mg/L和（109±48） mg/L,与L组比较,分别降低了7％和57％ （P＜0.05）,BALF中炎性因子水平降低（P＜0.05）,肺组织细胞浸润改善,HMGB1表达下调（P＜0.05）. 结论 IL-10对急性肺损伤具有保护作用,其机制可能为降低BALF中炎性因子的水平,下调晚期炎症介质HMGB1的表达,从而改善肺组织的细胞?     

高迁移率族蛋白-1在急性胰腺炎中的表达及意义

目的 观察急性胰腺炎大鼠高迁移率族蛋白-1(HMGBl)表达水平的变化,探讨其在急性胰腺炎发病过程中的作用和意义.方法 分别以2%及3.8%的牛磺胆酸钠逆行注入大鼠胰胆管,制作大鼠轻型和重症急性胰腺炎模型.将84只大鼠随机分成3组:假手术组(SO组n=28),轻型胰腺炎组(MAP组n=28),重症胰腺炎组(SAP组n=28).对胰腺损伤进行病理评分,免疫组织化学方法观察胰腺中HMGB1的表达情况,ELISA法测定血清中HMGB1水平.结果 MAP和SAP组胰腺组织HMGB1的表达在建模后12h明显升高,于24h达高峰,至48h明显下降,各时段胰腺组织HMGB1的表达与SO组比较差异具有显著统计学意义(P＜0.05).建模后12、24、48、72 h SAP组胰腺HMGBl免疫组化IOD均值明显高于MAP组(P＜0.05),胰腺HMGBl表达程度与胰腺病理损伤程度呈正相关.MAP和SAP组大鼠的血清HMGB1水平在建模后12h明显升高,于48h达高峰,至72h明显下降,各时段的血清HMGB1水平与SO组比较差异具有显著统计学意义(P＜0.05).SAP组的血清HMGB1水平于建模后24、48、72 h明显高于MAP组(P＜0.05),血清HMGB1水平与胰腺病理损伤程度呈正相关.结论 HMGB1可能作为晚期炎症介质参与了胰腺炎的局部及全身炎症反应,并可作为评价胰腺炎病变和炎症反应程度的有效指标.     

丙酮酸乙酯对烫伤延迟复苏大鼠肾组织高迁移率族蛋白B1表达和急性肾损伤的影响

目的观察丙酮酸乙酯（EP）对烫伤延迟复苏大鼠肾组织高迁移率族蛋白B1（HMGB1）表达及急性肾损伤的影响。方法采用30％体表面积Ⅲ度烫伤延迟复苏大鼠模型,78只大鼠随机分为假伤组（n=18）、烫伤组（n=30）和EP治疗组（n=30）;采用逆转录聚合酶链反应检测各组大鼠肾组织HMGB1 mRNA表达,蛋白印迹法及免疫组化法检测。肾组织HMGB1蛋白表达;同时测定血尿素氮（BUN）含量并观察。肾组织病理变化。结果与假伤组比较,严重烫伤后。肾组织HMGBl基因／蛋白表达于伤后8～72h显著增强（P〈0．05）,BUN含量在伤后8h及24h显著升高（P〈0．05）。与烫伤组比较,EP治疗组肾组织8、24、72h时HMGBl表达均显著下调,BUN含量在8、24h时亦明显下降（P〈0．05）;光镜下观察烫伤组肾组织炎性细胞浸润,肾小管结构破坏出现浊肿、变性,而EP处理后。肾脏病理改变不同程度地减轻。结论HMGB1作为晚期炎性因子参与了烫伤后。肾组织炎症反应的病理过程,应用EP治疗可有效下凋。肾组织HMGB1表达,并显著减轻烫伤延迟复苏所致的急性肾损伤。     

缺氧诱导肝癌细胞释放高迁移率族蛋白B1及其机制

目的 探讨缺氧对肝癌细胞高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放的诱导作用及其机制.方法 采用正常肝细胞株QSG-7701和肝癌细胞株SMMC-7721,观察缺氧(1％O2)培养3～24h后对HMGB1胞外释放、HMGB1基因表达和HMGB1胞内分布的影响,使用丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路抑制剂探讨缺氧诱导HMGB1释放的机制.观察28例肝细胞癌患者血清HMGB1水平的改变.结果 肝细胞癌患者血清HMGB1水平[(19.3±7.2) μg/L]明显高于健康对照者[(4.1±1.6) μg/L,P＜0.01].QSG-7701和SMMC-7721细胞经缺氧培养后,3h即见培养上清液中HMGB1含量明显升高,HMGB1 mRNA表达于6h后显示增强,且SMMC-7721株改变更为显著.SMMC-7721细胞经缺氧培养12 h后,核浆HMGB1分布发生明显改变,胞质HMGB1蛋白表达量升高.SB203580、SP600125和PD98059对缺氧诱导HMGB1释放均显示不同程度的抑制作用.结论 缺氧能诱导肝癌细胞表达、释放HMGB1,其诱导HMGB1释放机制与MAPK信号通路有关.     

高迁移率族蛋白1在内毒素性急性肺损伤大鼠肺血管重构中的作用

目的 评价高迁移率族蛋白1 (HMGB1)在内毒素性急性肺损伤大鼠肺血管重构中的作用.方法 健康清洁级雄性Wistar大鼠30只,体重220 ～ 250 g,采用随机数字表法,将大鼠随机分为3组(n=10)∶对照组(C组)、内毒素性急性肺损伤模型组(M组)和HMGB1抗体组(H组).C组尾静脉输注生理盐水5 ml/1.5 h;M组输注生理盐水3 ml/1.0h,再输注LPS 2 ml(1 mg/kg)/0.5 h;H组于注射LPS后12、24和36 h时尾静脉注射HMGB1抗体2 mg/kg.于注射LPS后72 h时处死取肺,光镜下观察肺组织病理学结果,采用图像分析软件测量并计算肺小动脉中膜/血管面积百分比,免疫组化法检测肺血管增殖细胞核抗原(PCNA)表达,Western bolt法检测HMGB1表达.结果 与C组比较,M组和H组肺小动脉中膜/血管面积百分比、PCNA和HMGB1表达水平升高(P＜0.05),肺组织急性炎症细胞增多,血管壁明显增厚;与M组比较,H组肺小动脉中膜/血管面积百分比、PCNA和HMGB1表达水平降低(P＜0.05),肺组织急性炎症和血管壁增厚明显减轻.结论 HMGB1可能是诱发内毒素性急性肺损伤大鼠肺血管重构的重要因素.