HMGB1及其受体RAGE在系统性红斑狼疮发病中的作用研究

论文摘要

第一部分系统性红斑狼疮患者血浆HMGB1水平升高与疾病活动相关及其同IFN-α和TNF-α的联合改变研究背景：系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus, SLE）是一种自身免疫性疾病,其特征是患者血液中出现多种针对其自身组织成分的自身抗体,通过免疫复合物等途径造成多个系统和器官的损害。SLE多见于育龄妇女,与同龄男性之比为7：1到10：1。世界各地报道SLE的发病率约在10-100/10万,我国SLE的发病率为70/10万,而妇女的发病率约为1/1000。SLE的病因和发病机制尚不清楚,一般认为遗传因素、性激素和环境因素等的相互作用引起的免疫调节功能紊乱导致SLE的发生。SLE免疫功能的异常几乎覆盖整个免疫系统,被公认为是自身免疫病的原型。研究发现SLE中细胞因子表达失调非常普遍,且通常与打破针对自身核抗原的免疫耐受有关。有报道显示SLE患者血清中IFN-α呈高水平,而且高血清IFN-α活性被认为是SLE可遗传的危险因素。在慢性感染和恶性疾病患者中,长期IFN-α治疗可诱导SLE样综合征的出现,提示IFN-α在SLE发病机制中发挥重要作用。此外,作为一种强炎症介质,TNF参与某些自身免疫性疾病的发生,活动性SLE患者血清TNF-α明显升高,且同临床疾病活动有关。另一方面,（?）TNF-α对自身免疫发挥免疫调节作用,阻断TNF-α不仅可抑制SLE的炎症表现,还能够使抗染色体和磷脂的自身抗体水平升高。尤其值得注意的是,研究发现高迁移率族蛋白1（high-mobility group box protein 1, HMGB1）,一种新近发现的预警素,在SLE患者血清中水平升高。HMGB1是一种进化保守的核DNA结合蛋白,其编码基因位于染色体13q12-13,编码的蛋白由215个氨基酸组成,分子量为25kDa。HMGB1由两个带正电荷的DNA结合区（HMGA盒和B盒）以及带负电的C-末端区组成。HMGB1 N-末端含肝素结合基序,B盒具有促炎症活性并参与同受体高级糖基化终末产物受体（RAGE）的结合,A盒作为特异性的拮抗剂抑制HMGB1的促炎症活性。在细胞内,HMGB1可结合DNA,参与转录调节。在细胞外,HMGB1作为一种炎症介质发挥作用,在脓毒症、关节炎等动物模型中与疾病的发生密切相关,而阻断HMGB1的作用可显著改善相应疾病的症状。研究证实,在系统性硬化中血清HMGB1水平升高,并同疾病严重程度及免疫异常相关。皮肤红斑狼疮患者皮损处表皮和真皮组织HMGB1表达增加,干燥综合征患者小唾液腺中胞外HMGB1表达亦增加。浆细胞样DC和髓样DC在CpG寡脱氧核苷酸刺激后均可分泌HMGB1,并通过一种自分泌途径调节IFN-α的产生。HMGB1亦可诱导单核巨噬细胞产生TNF-α和IL-6。因为SLE的重要特征之一即是IFN-α水平升高,因此我们推测HMGB1也参与包括SLE在内的自身免疫病的发生。目前HMGB1在SLE发生中的作用尚不清楚,HMGB1、IFN-α和TNF-α这三种细胞因子在SLE中的相互作用及调节尚不明确,SLE患者中血浆HMGB1、IFN-α和TNF-α的同步变化尚未见报道。目的：通过研究SLE患者血浆中HMGB1、IFN-α、TNF-α水平的改变及其与自身抗体、临床特征、实验室参数可能的关联性,进而探讨HMGB1在SLE发病机制中的作用及其与IFN-α、TNF-α的相互作用、调节以及作为SLE有效治疗靶点的可能性。方法：依据1997年美国风湿病协会SLE诊断标准,选择37例SLE患者及39例年龄和性别相匹配的正常对照者,血液采集时同时收集患者的人口统计学、临床及实验室参数等数据（性别、年龄、病程、临床特征如皮疹、关节炎、狼疮肾炎、血细胞减少,浆膜腔炎、药物治疗史、血液尿素氮、肌酐水平、尿蛋白定量和血常规检查）。此外,血液免疫学指标包括血清C3、C4、免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）、CRP和自身抗体包括抗核抗体（ANA）、anti-Sm、anti-dsDNA和抗核小体抗体（AnuA）也同时测定。运用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定血浆HMGB1、IFN-α及TNF-α水平,并研究这些细胞因子同疾病活动、临床特征、血清自身抗体水平以及某些实验室参数等的可能的关联性。结果：1、SLE患者血浆HMGB1、IFN-α及TNF-α水平均高于正常对照（P<0.05）。而且,同非活动性SLE患者及正常对照比较,活动性SLE患者血浆HMGB1和TNF-α水平升高。2、伴有狼疮肾炎的SLE患者血浆TNF-α、IFN-α水平高于正常对照组,狼疮肾炎阴性患者TNF-α、IFN-α水平同狼疮肾炎阳性患者及正常对照无明显差别；狼疮肾炎阴性患者血浆HMGB1水平高于正常对照,而狼疮肾炎阳性患者HMGB1水平同正常对照及阴性患者均无明显差别。3、在SLE患者中,血浆HMGB1水平同外周血中性粒细胞绝对值呈正相关；血浆TNF-α水平同anti-Sm、ESR和CRP呈正相关；而血浆IFN-α同患者年龄及血小板水平呈负相关。4、自身抗体（anti-dsDNA, anti-Sm,AnuA）阳性患者同阴性患者和正常对照相比,HMGB1水平无明显差别。结论：1、同TNF-α相似,SLE患者血浆HMGB1水平升高且同疾病活动相关。2、TNF-α和IFN-a可能参与SLE肾损害的发生。3、高水平的IFN-a可能与SLE血小板减少有关。4、IFN-α在进展性SLE和慢性SLE中可能发挥不同的作用。5、未发现血浆HMGB1水平同SLE患者自身抗体产生之间明显的相关性。第二部分系统性红斑狼疮患者血浆可溶性高级糖基化终末产物受体水平降低研究背景：系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus, SLE）作为一种自身免疫性疾病,其特征是体内产生多种针对核抗原的自身抗体,通过免疫复合物等途径造成多个系统和器官的损害。SLE发病机制十分复杂,涉及多种分子,至今尚未完全明了,一般认为遗传因素、性激素和环境因素等的相互作用引起的免疫调节功能紊乱导致SLE的发生。SLE一个重要的特征是细胞凋亡增加及对凋亡细胞的清除能力降低,而晚期凋亡通常也伴有HMGB1在内的促炎症介质和自身抗原的释放。研究证实HMGB1由于其促炎症活性及免疫调节特性参与慢性炎症性疾病及自身免疫性疾病的发病机制。最新的研究证实血清HMGB1水平升高且同狼疮疾病活动有关,此外HMGB1也作为促炎症介质参与SLE中抗DNA抗体诱导的肾损伤。HMGB1的受体包括高级糖基化终末产物受体（receptor for advanced glycation end products, RAGE）、Toll样受体2（Toll-like receptor 2,TLR2）和Toll样受体4（Toll-like receptor 4,TLR4）。其中RAGE是最早确定的HMGB1受体,属于免疫球蛋白超家族,它与配体结合可导致多种蛋白激酶包括MAPKs、RaC/Cdc42和Jak/STATs等的激活进而活化NF-κB通路。除HMGB1之外,RAGE配体还包括高级糖基化终末产物、S100/钙粒蛋白家族、p-淀粉样蛋白和Mac-1。研究表明HMGB1-RAGE参与IFN-α的产生,而IFN-α在SLE发病机制中发挥核心作用。此外,TNF-α和IL-6同SLE疾病活动及某些器官受累有关,而胞外HMGB1可诱导单核巨噬细胞产生TNF-α和IL-6。同时,HMGB1发挥其生物学功能有赖于RAGE的参与。上述研究均提示HMGB1-RAGE通路可能参与SLE的发病机制。可溶性RAGE （sRAGE）为RAGE去除C端的一种形式,仅由胞外配体结合区构成而缺乏胞浆区和跨膜区。sRAGE由RAGE mRNA选择性剪接或RAGE蛋白通过蛋白酶剪切而产生。sRAGE与RAGE具有相同的配体结合特性,可通过结合包括HMGB1在内的促炎症性配体阻止其与细胞表面的RAGE作用从而作为诱骗受体发挥作用。Zong等证实,RAGE可在浆膜表面形成同二聚体,二聚体化是RAGE信号途径的重要环节,而sRAGE也可与RAGE结合,抑制RAGE二聚体化及NF-κB通路的活化。因此sRAGE低水平可能提示RAGE通路活化及炎症反应增强。目前,sRAGE在慢性炎症性疾病中的作用已经引起人们的普遍关注。研究发现类风湿性关节炎（RA）、原发性干燥综合征（SS）、多发性硬化（MS）、川崎病（KD）、动脉粥样硬化等疾病中血液sRAGE水平降低,由此所致的HMGB1-RAGE通路的活化在一定程度上可解释相关疾病的发生。而且,在许多实验动物模型中sRAGE已被由于疾病的治疗。此外,不同治疗亦可能调控sRAGE水平。至于sRAGE在SLE发病机制中的作用,只有近期一篇文献报道,显示SLE患者血清sRAGE水平较正常对照升高,而且与非活动性SLE相比,活动性SLE患者血清sRAGE水平升高。但是该研究的局限之处为样本数目较少,仅收集了10例病例。而明确sRAGE在SLE发病中确切的作用机制需要进行相对大样本的研究。目的：通过研究SLE患者血浆sRAGE水平的特点及其与自身抗体水平、临床特征及实验室指标的关系,探讨sRAGE在SLE发病机制中的作用,同时研究不同治疗模式对患者血浆sRAGE水平的影响。方法：依据1997年美国风湿病协会SLE诊断标准选择105例SLE患者及43例年龄和性别相匹配的正常对照者,血液采集时同时收集患者的人口统计学、临床及实验室参数等数据包括性别、年龄、病程、临床特征包括皮疹、关节炎、血管炎、肌炎、浆膜腔炎、狼疮肾炎、血液系统异常,神经系统异常、药物治疗史、血液尿素氮、肌酐水平、尿蛋白定量和血常规检查。此外,血液免疫学参数如血清C3、C4、Ig、CRP和自身抗体包括ANA、anti-Sm、anti-dsDNA和AnuA也同时测定。运用ELISA测定血浆sRAGE水平,并研究其同疾病活动、临床特征、自身抗体水平以及某些实验室参数的可能的关联性,并探讨不同治疗模式对患者血浆sRAGE水平的影响。结果：1、SLE患者血浆sRAGE水平同健康对照者比较明显降低（P=0.003）。活动性SLE和非活动性SLE sRAGE水平无明显差别。2、伴有皮疹或浆膜腔炎的SLE患者血浆sRAGE水平较相应阴性患者升高（分别为P=0.039,P=0.02）。伴有狼疮肾炎、关节炎、血管炎、血液系统异常的患者同相应阴性患者相比,血浆sRAGE水平无明显差别。3、接受单一糖皮质激素治疗或糖皮质激素联合抗疟药及免疫抑制剂治疗的患者sRAGE水平相当。接受短期治疗（<1月）的SLE患者血浆sRAGE水平同未治疗患者相比呈现更明显的降低（P=0.023）,而接受长期治疗的患者（>1月）血浆sRAGE较短期治疗者明显升高（P=0.000）,并与健康对照者水平相当（P=0.305）。4、血浆sRAGE水平同SLE患者外周血白细胞计数以及淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞绝对值呈负相关（均为P<0.05）。5、自身抗体阳性患者与相应阴性患者血浆sRAGE水平无明显差别。6、血浆sRAGE水平同SLE患者年龄、发病年龄、病程长短无明显相关。结论：1、SLE患者血浆sRAGE水平降低可能同SLE中增强的炎症反应有关,支持RAGE轴在其发病机制中的潜在作用。2、长期抗狼疮治疗有拮抗SLE患者血浆sRAGE低水平的作用。3、血浆sRAGE水平同SLE患者某些临床特征相关。4、血浆sRAGE水平与SLE患者自身抗体产生无明显关联。5、血浆sRAGE水平同SLE疾病活动不相关。6、血浆sRAGE水平与SLE患者年龄、发病年龄及病程长短无关。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一部分 系统性红斑狼疮患者血浆HMGB1水平升高与疾病活动相关及其同IFN-α和TNF-α的联合改变
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附图表
• 第二部分 系统性红斑狼疮患者血浆可溶性高级糖基化终末产物受体水平降低
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 附图表
• 致谢
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