HMGB1/TLR2通路在高血压性脑出血中作用机制的研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsp1983
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背景与目的:  高迁移率族蛋白1(high mobility group box-1protein,HMGB1)作为一种十分重要的非组蛋白大量的存在于所有的有核细胞中,最早是由Goodwin从牛胸腺提取并分离,由于其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中迁移率快而得名[1]。HMGB1广泛的存在于细胞核中,非特异性的与DNA结合,参与染色质的构成,稳定核小体,调节DNA的转录[2]。1999年Wang等[3]首次报道了HMGB1内毒素引起的脓毒症中的致死效应,紧接着大量研究证明[4-7],HMGB1做为一种晚期炎症因子,在风湿性关节炎、肿瘤、缺血再灌注损伤及衰老等多种疾病中发挥作用。研究表明[8],在疾病过程中HMGB1可通过两种途径释放至细胞外,一种是随着坏死细胞的破裂释放至细胞外,另一种是被激活的巨噬细胞、星形胶质细胞等主动的分泌到细胞外。释放至细胞外的HMGB1可以与炎症细胞表面配体TLR2、TLR4、RAGE等结合,通过核因子NF-κB以激活TNF-α、IL6等基因的表达,从而加重炎症反应,进一步介导组织的损伤[9,10]。  TLR2作为HMGB1的重要配体,是天然免疫分子Toll-likerepector(TLRs)家族的重要成员,在血浆单个核细胞表面均有所表达,不仅介导了对病原分子模式(pathogen associated molecular patterns,PAMP)的识别,还能参与介导对透明质酸片段(fragments of hyaluronic acid ),热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)、纤维粘连蛋白(fibro nectin,FN)等内源性抗原的识别,是衔接天然免疫和获得性免疫的关键物质[11]。也有大量的研究表明,TLR2的活化可以加重卒中后神经细胞的损伤及神经功能的缺失,它通过活化固有免疫系统,大大的激活了体内的炎症系统,故可以加重炎症反应引起的损伤。  TNF-α作为一种HMGB1因子的效应分子,是由激活的单核巨噬细胞释放的具有广泛生物学活性的多肽调节因子,虽然在正常机体内浓度较低,但对调节机体免疫应答的作用不容小视。TNF-α是一种重要的前炎症细胞因子,它可以介导炎症反应,是引起炎症损伤的重要细胞因子。在很多疾病过程中,都存在这TNF-α的活化,当然包括出血性卒中和缺血性卒中,高表达的TNF-α可以介导神经元的损伤,可以加重神经功能的缺失,对评价卒中的严重程度有重要的意义。  在脑组织中也存在着HMGB1的表达,HMGB1分布于所有的脑组织中有核细胞的细胞核中。与其他组织相似,神经细胞坏死时也可将HMGB1释放至细胞外,释放至细胞外的HMGB1同样可以发挥晚期炎症因子的作用。有大量研究证实[12,13]在脑缺血性卒中和蛛网膜下腔出血患者中,都存在着血浆或脑脊液HMGB1升高的现象,并有研究提示HMGB1可以作为评价神经功能损伤和预后的一个理想指标。但是尚未见到关于HMGB1在脑出血患者中变化的相关文献报道,故本实验拟从动态监测脑出血患者血浆HMGB1和TNF-α及外周血单个核细胞表面TLR-2的表达及变化情况进行研究,以期为早期评价患者神经功能缺损和判断预后寻找更为理想的指标,并探讨HMGB1这一通路在脑出血病理生理过程中的作用,以便进一步了解脑出血的病理生理过程。  方法:  本实验采取时间连续抽样方法选取2012年10月至2013年5月在郑州大学第五附属医院神经科住院、发病在12小时内且病情稳定的急性初发高血压性脑出血患者,剔除因动静脉炎、外伤、血液病、药物、肿瘤、梗死后出血、脑血管畸形或动脉瘤引发的脑出血及冠心病患者。并依照病情严重程度(入院时NIHSS评分)将患者分为轻、中、重三组。同时选择同期因高血压住院的高血压患者为基础疾病组,同期健康者体检作为正常对照组。高血压性脑出血组和两对照组均于入院当天和发病后第3天采集静脉血用于HMGB1、TLR2及TNF-α的检测。并对脑出血患者住院期间的存活情况进行记录。以确定HMGB1这一晚期炎症通路在高血压性脑出血病程中的作用。  结果:  1.高血压性脑出血组患者发病当天、发病后3天血浆HMGB1、TNF-α和外周血单个核细胞TLR2水平均明显高于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.01),且呈动态变化,发病后第3天明显高于发病当天;即血浆HMGB1、TNF-α和外周血单个核细胞TLR2水平均在发病当天即开始增高,在发病3天时仍在升高。  2.高血压性脑出血患中,轻中重三组患者血浆中HMGB1、TNF-α与外周血单个核细胞TLR2的含量依次减低,但仅血浆HMGB1浓度差异有统计学意义(P<0.05)。  3.高血压性脑出血患者死亡组患者浆中HMGB1、TNF-α与外周血单个核细胞TLR2均高于生存组患者,但在两组之间仅血浆HMGB1浓度差异有统计学意义(P<0.05)  4.发病当天HMGB1与外周血单个核细胞表面TLR2呈正相关(r=0.49,P<0.05),而与血浆TNF-α无关(r=0.58,P>0.05);发病后3天血浆HMGB1与血浆TNF-α呈正相关(r=0.29,P<0.05),而与外周血单个核细胞TLR2无关(r=0.40,P<0.05)  结论:  1.高血压性脑出血过程中存在着HMGB1、TLR2及TNF-α的过度表达和活化。  2.高血压性脑出血过程中活化的HMBG1发挥了炎症因子的作用。  3.脑出血后血浆HMGB1与患者病情严重程度相关,即HMGB1偏高者病情较重。  4.高血压性脑出血患者中存在着血浆HMGB1与外周血TLR2呈正相关、血浆HMGB1与血浆TNF-α呈正相关的现象。说明脑出血后随着细胞死亡而释放至细胞外或血浆中的HMGB1与在其受体TLR2等结合后,促进了TNF-α等蛋白质的合成和释放,还上调了外周血单个核细胞的TLR2。
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