羅 微 綜述，廖文璟，羅 慶，魏 嵐，鄧 濤，陳建林 審校

(成都醫(yī)學(xué)院檢驗醫(yī)學(xué)院，四川成都 610500)

動脈粥樣硬化(AS)是一種由多種因素導(dǎo)致的動脈血管病變的慢性炎癥性疾病，主要侵害全身大中動脈血管，在多種炎性因子作用下，血管內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、巨噬細胞等多種細胞參與下，從內(nèi)膜病變開始，引起脂質(zhì)和糖類在局部積累，形成血栓，發(fā)生纖維組織增生及鈣質(zhì)沉積，進而導(dǎo)致動脈中層形成斑塊，以及動脈腔受阻，引起相應(yīng)組織器官缺血性壞死、血管內(nèi)膜增厚變硬、管腔狹窄、管壁破裂，容易出現(xiàn)動脈瘤、冠心病、腦梗死等并發(fā)癥，嚴重危害人類的健康。已有研究表明AS的發(fā)生是由固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答同時參與的過程，首先由動脈壁中沉積的氧化脂質(zhì)引發(fā)單核-巨噬細胞系統(tǒng)參與的固有性免疫應(yīng)答，隨后激活多種T淋巴細胞參與的適應(yīng)性免疫應(yīng)答，這兩種免疫應(yīng)答在參與過程中，均釋放出大量炎性因子，從而引發(fā)持續(xù)的炎性反應(yīng)[1]。顯然，AS的發(fā)生、發(fā)展很大程度上依賴于多種炎性因子的作用，其中發(fā)揮核心作用的被認為是高遷移率族蛋白B1(HMGB1)。本文就HMGB1在AS發(fā)病過程中的作用及其機制作一綜述。

1 HMGB1的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能

1.1HMGB1的結(jié)構(gòu)特征 HMGB1是一類普遍存在的非組蛋白，在維持核小體穩(wěn)定和DNA復(fù)制、修復(fù)及基因轉(zhuǎn)錄中發(fā)揮著重要作用，進化上高度保守，存在于所有真核細胞中[2]。人類的HMGB1相對分子質(zhì)量約為 25×103，是由位于人類染色體13q12 帶上的基因編碼，含有215個氨基酸，呈典型雙極結(jié)構(gòu)，包括兩個DNA結(jié)合區(qū)A盒(氨基酸7～78位)和B盒(氨基酸95～163位)及一個含酸性氨基酸的C尾(氨基酸186～215位)，有兩個核定位序列，分別位于27～43位和178～184位[3]。編碼HMGB1的炎性介質(zhì)活性區(qū)域主要位于B盒，該區(qū)域具有高度保守性，起始的 40 個氨基酸肽段可誘導(dǎo)白細胞介素(IL)-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性因子的產(chǎn)生，從而引起炎性反應(yīng)；而 A盒生物活性與其相反，主要發(fā)揮拮抗 HMGB1 促炎性反應(yīng)的作用；C尾端主要通過與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)特異性結(jié)合來發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)[4]。

1.2HMGB1的生物學(xué)功能 通常情況下，HMGB1作為核蛋白位于細胞核內(nèi)，通過DNA結(jié)合區(qū)A盒和B盒結(jié)合在DNA螺旋的小溝中，調(diào)節(jié)DNA與腫瘤抑制基因、轉(zhuǎn)錄因子蛋白(NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子間的相互作用及基因轉(zhuǎn)錄[1,3]，發(fā)揮其非組蛋白的生物學(xué)功能。通常情況下，HMGB1主要在細胞核內(nèi)發(fā)揮其非組蛋白的生物學(xué)功能，但當(dāng)受到外界炎性因子刺激時，處于細胞核內(nèi)的HMGB1通過磷酸化、乙?；确g后修飾，與DNA解離，從活化的免疫細胞中(巨噬細胞、樹突狀細胞、B淋巴細胞和自然殺傷性細胞等)釋放到細胞外，分泌到胞外的HMGB1會通過趨化和激活免疫細胞來啟動和促進炎性反應(yīng)。因此，認為HMGB1是典型的與細胞受損相關(guān)的分子，細胞受到細菌和病毒感染、理化或其他因素損傷時，會引發(fā)其非程序性死亡，HMGB1就會被細胞快速釋放出來，進而啟動和促進炎性反應(yīng)，在局部或者全身慢性炎癥性疾病中發(fā)揮著重要作用[5]。

2 HMGB1與AS的關(guān)系

AS是一種血管內(nèi)皮產(chǎn)生功能性障礙的損傷性炎性反應(yīng)疾病，呈現(xiàn)炎性反應(yīng)變性、滲出及增生等典型特點。在AS病變過程中，動脈內(nèi)壁上會逐漸沉積脂質(zhì)結(jié)晶，脂質(zhì)結(jié)晶進一步引發(fā)免疫應(yīng)答，使多種免疫細胞和血小板黏附和聚積在血管壁上，導(dǎo)致血管出現(xiàn)彈性降低、管腔狹窄或受阻等致死性炎性反應(yīng)。AS的發(fā)生、發(fā)展機制較為復(fù)雜，涉及多種因素，目前尚未完全闡明。隨著對AS的研究逐漸深入，發(fā)現(xiàn)HMGB1作為重要的晚期炎癥介質(zhì)因子，通過釋放大量炎性因子來介導(dǎo)炎性反應(yīng)，可能在啟動AS慢性炎性反應(yīng)過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。研究表明，在AS的病理形成過程中，在病變的內(nèi)膜組織中HMGB1的表達水平明顯升高，同時還侵入到斑塊基質(zhì)中，不僅促進巨噬細胞等免疫細胞的遷移，同時還促進了炎性因子的釋放[6]。另外，以往研究表明，對AS模型小鼠直接注射抗HMGB1的中和抗體，可以明顯降低AS對小鼠的侵害，說明HMGB1在AS的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用[7]。

2.1HMGB1與炎性反應(yīng) HMGB1作為晚期炎性因子在膿毒血癥發(fā)展過程中起到關(guān)鍵作用。隨著研究深入，大量研究證明HMGB1是一種重要的內(nèi)源性促炎細胞因子[8-9]。研究證明，通過給實驗動物注射一定劑量的外源性HMGB1，會引發(fā)動物發(fā)熱、組織損傷等炎性反應(yīng)[9]。但如果將HMGB1抗體或HMGB1抑制劑注射到實驗動物體內(nèi)，可明顯減輕相應(yīng)的炎性反應(yīng)，并提高小鼠的生存率[10]。近年研究表明，HMGB1主要通過與特異性受體結(jié)合，激活巨噬細胞、單核細胞、中性粒細胞等多種炎性細胞，釋放大量細胞因子、趨化因子，從而調(diào)控炎性反應(yīng)，導(dǎo)致相關(guān)組織的損傷，最終導(dǎo)致炎性反應(yīng)的發(fā)生[11]。

2.2HMGB1與內(nèi)皮細胞損傷 動脈內(nèi)皮細胞功能障礙與損傷是AS的病理、生理基礎(chǔ)，而HMGB1廣泛存在于血管內(nèi)皮細胞，當(dāng)內(nèi)皮細胞受損時，HMGB1可釋放到細胞外，促進內(nèi)皮細胞釋放TNF-α、單核細胞趨化蛋白1和粒細胞集落刺激因子(G-CSF)等多種炎性因子釋放，形成炎性因子“風(fēng)暴”，加強單核細胞、巨噬細胞等炎性反應(yīng)細胞的趨化浸潤作用，引起內(nèi)皮細胞功能障礙和滲透性增加，使脂質(zhì)能夠滲透沉積在血管內(nèi)壁中，因此，HMGB1在調(diào)節(jié)和放大炎性反應(yīng)方面起了關(guān)鍵的作用[12]。在健康人群中，HMGB1在主動脈和冠狀動脈中的表達量與微血管的內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞和巨噬細胞的水平接近，并無明顯差異，以健康人主動脈和冠狀動脈的HMGB1水平為對照時，AS患者的HMGB1表達量明顯增加；同時發(fā)現(xiàn)越靠近AS病變的壞死核心區(qū)域，HMGB1的表達量呈現(xiàn)明顯升高的趨勢[13]。因此，HMGB1被認為是一種重要的晚期炎性因子，是啟動炎性反應(yīng)和維持炎性反應(yīng)級聯(lián)放大效應(yīng)的中心分子，與AS發(fā)病機制密切相關(guān)。

2.3HMGB1與血栓形成 近年來研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1與血栓的形成密切關(guān)系，在靜脈竇血栓小鼠模型中HMGB1的水平明顯上升，通過抑制HMGB1可阻斷血栓的形成[14]。在大鼠靜脈血栓動物模型中，給予抗HMGB1單克隆抗體治療后，發(fā)現(xiàn)門靜脈內(nèi)血栓明顯減少，P-選擇素和D-二聚體表達明顯上調(diào)。當(dāng)血管內(nèi)皮受損時，HMGB1被巨噬細胞釋放出來，一方面通過激活血管內(nèi)皮細胞，釋放大量炎性因子、黏附因子和趨化因子，導(dǎo)致免疫細胞被吸附引起血栓形成[15]；另一方面會引起血小板聚集并表達HMGB1，HMGB1與由血管內(nèi)皮細胞釋放出來的纖溶酶原激活物、組織型纖溶酶原激活物相互作用，破壞了生理凝血和抗凝血系統(tǒng)之間的平衡，導(dǎo)致凝血功能的改變，引起纖維蛋白形成的加速和纖維蛋白溶解障礙，使血管內(nèi)纖維蛋白沉積從而促進微血栓形成[16]。這說明HMGB1在血栓或彌散性血管內(nèi)凝血的形成過程中發(fā)揮著重要作用。

3 HMGB1在AS疾病中的作用機制

3.1HMGB1通過RAGE誘發(fā)AS的機制 研究結(jié)果表明，HMGB1在AS組織中的巨噬細胞、血管平滑肌細胞中都有較高水平的表達，且隨著AS病程加重而明顯增加[17]。以往研究表明，被釋放到細胞外部的HMGB1通過與RAGE的結(jié)合，促進內(nèi)皮細胞及平滑肌細胞表達更多的黏附因子、趨化因子、血管活性物質(zhì)、基質(zhì)金屬蛋白，介導(dǎo)平滑肌細胞趨化移行[18]。細胞外的 HMGB1 還可以通過RAGE介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進入溶酶體內(nèi)， RAGE介導(dǎo)引發(fā)溶酶體滲漏后，在細胞內(nèi)迅速合成的活性氧類物質(zhì)具有明顯的氧化作用，之后與其他細胞外促炎分子結(jié)合，最終促進活性氧類的生成和細胞黏附因子等炎性因子的分泌，從而參與AS的病理過程。有研究表明，HMGB1與RAGE 受體特異性結(jié)合后，激活細胞內(nèi)信號通路，從而產(chǎn)生大量炎性因子和趨化因子，參與到免疫細胞的發(fā)育、成熟和遷移過程，引起相應(yīng)組織損傷，最終導(dǎo)致炎性反應(yīng)發(fā)生[19]?？傊?，HMGB1可與RAGE相結(jié)合，參與調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)，從而加快AS病程的發(fā)展，進一步可導(dǎo)致冠心病的發(fā)生、發(fā)展。

3.2HMGB1/Toll樣受體(TLR)4途徑誘發(fā)AS的機制 TLR在AS的發(fā)病機制中起著重要作用。HMGB1可以促進TLR4的活化，活化后的TLR4啟動了NF-κB及有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑,誘導(dǎo)細胞因子和趨化因子的大量釋放，刺激炎性細胞的生成。TLR4參與了受脂質(zhì)調(diào)節(jié)的促炎信號，影響AS過程中單核細胞的募集，促進粥樣斑塊的形成。同時TLR4能促進血管平滑肌細胞(VSMC)轉(zhuǎn)化為促炎表型，轉(zhuǎn)化后的VSMC又可加重AS的病程，同時VSMC的不斷增殖導(dǎo)致VSMC釋放趨化因子、促炎細胞因子及TLR2的表達，這些作用雖看似不相關(guān)，但最終均將促進AS的進一步發(fā)展；并且TANG等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1通過TLR4和鈣調(diào)節(jié)通道調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)。由HMGB1誘導(dǎo)的TNF-α及IL-6的上調(diào)可促使炎性反應(yīng)的級聯(lián)擴大化，細胞損傷引起的凋亡、壞死及巨噬細胞系統(tǒng)激活而產(chǎn)生的 HMGB1 則會進一步擴大下游的炎性反應(yīng)，最終促使了AS的進一步發(fā)展。

4 以HMGB1為靶點治療AS

在上述論述中，HMGB1作為AS疾病發(fā)生過程中重要的炎性因子，可引起炎性反應(yīng)同時促進AS的發(fā)生、發(fā)展。因此，人們嘗試用HMGB1的抑制劑等藥物抑制HMGB1的表達，來延緩或治療AS。

4.1丙酮酸乙酯抑制HMGB1的表達 XIAO等[21]研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1在AS斑塊組織中高表達，給予丙酮酸乙酯后，HMGB1的表達水平明顯下降，顯示丙酮酸乙酯通過抑制斑塊內(nèi)HMGB1的表達，使AS斑塊面積明顯減少，斑塊內(nèi)巨噬細胞水平降低，TNF-α及單核細胞趨化因子-1(MCP-1)的表達也明顯降低，證實通過HMGB1抑制劑丙酮酸乙酯可治療或預(yù)防AS。

4.2槲皮素抑制HMGB1的表達 槲皮素用于治療AS具有較好的治療效果。研究表明槲皮素可以降低TLR4和HMGB1在AS病程中的表達量，隨著藥物的劑量增加，不僅TLR4和HMGB1表達量下降，而且TLR4蛋白及其相關(guān)基因的表達均下降，同時作用時間越長，TLR4、HMGB1及相關(guān)基因的表達下降越明顯[7]，由此表明槲皮素抗HMGB1/TLR4通路作用具有劑量性、時間依賴性。HMGB1、TLR4所涉及的mRNA在早期表達無明顯差異，而在晚期均有差異，這可能是由于晚期炎性因子HMGB1、TLR4在藥物作用后表達下降[22]。綜上所述，槲皮素具有抗HMGB1/TLR4通路的作用，其機制是通過下調(diào)TLR4、HMGB1表達水平，從而發(fā)揮抗炎作用[23]。

4.3他汀類藥物抑制HMGB1的表達 研究證實，他汀類藥物能夠降低血脂，改善血管內(nèi)皮功能，抑制炎性反應(yīng)，穩(wěn)定、延緩或者消退動脈粥樣斑塊。李艷麗等[24]發(fā)現(xiàn)心肌梗死患者服用阿托伐他汀后，患者血漿中HMGB1、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)水平明顯降低，抗炎作用明顯，并具有穩(wěn)定斑塊的作用。而他汀類藥物通過抑制炎性因子、炎性趨化因子和黏附分子的表達水平，降低了超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)的表達水平，從而明顯改善AS。他汀類藥物除了降脂作用，還包括穩(wěn)定斑塊，改善內(nèi)皮功能，減少炎性反應(yīng)和抑制血栓形成，這些作用顯然與心腦血管的治療相關(guān)，與冠心病及高脂血癥的發(fā)生相關(guān)，所以他汀類藥物在冠心病的治療中有著重要的作用[25]。

5 小 結(jié)

HMGB1作為一種炎性因子，在冠心病、AS、血栓閉塞性脈管炎等疾病中起著很重要的作用。大多數(shù)AS相關(guān)疾病均會涉及HMGB1，因此，HMGB1具有作為AS的生物標志物的潛力，HMGB1水平的變化對于AS的發(fā)展過程及臨床藥物治療AS的療效判斷具有指導(dǎo)價值。HMGB1結(jié)合 RAGE、TLR等特異性受體后，啟動相關(guān)信號通路，激活相應(yīng)信號通路，進而引起血管的炎性反應(yīng)，最終導(dǎo)致AS的發(fā)生。因此，人們可以通過阻斷由HMGB1介導(dǎo)的信號通路來有效抑制AS的發(fā)生、發(fā)展，也為未來治療AS提供了新的方向。但是，目前HMGB1在AS的發(fā)展過程中所發(fā)揮的作用及機制尚需進一步研究，為以后尋找治療AS更多新的藥物靶點提供思路。