免疫耐受的免疫應(yīng)答與抗原提呈細(xì)胞的作用

經(jīng)典免疫藥物被定義為對身體的識別“本身”和“而不是自身”，并具有回答的生理功能。

因此，機(jī)體如何識別“自己”和“非己”被認(rèn)為是免疫學(xué)的核心問題。

Burnet于上世紀(jì)50年代末提出抗體生成的克隆選擇學(xué)說，其要點(diǎn)為:體內(nèi)存在隨機(jī)形成的

多樣性免疫細(xì)胞克隆，每一克隆的細(xì)胞均表達(dá)同一特異性受體;抗原進(jìn)入體內(nèi)后，選擇表

達(dá)特異性受體的免疫細(xì)胞與之反應(yīng)，致該細(xì)胞克隆擴(kuò)增，產(chǎn)生大量后代細(xì)胞，它們可合成

大量具有相同特異性的抗體。該學(xué)說對免疫耐受的形成提出如下解釋:胚胎期個(gè)體免疫系

統(tǒng)與自身抗原接觸，自身抗原特異性細(xì)胞克隆可被清除或處于禁閉狀態(tài)，使成年個(gè)體喪失

對“自身”抗原的反應(yīng)性，從而產(chǎn)生自身耐受?；诳寺∵x擇學(xué)說而提出的“自己-豐己

(self-nonself,SNS)”模式(Sla)將免疫識別的主體限定為特異性免疫細(xì)胞,即T細(xì)

胞和B細(xì)胞。但其后的研究發(fā)現(xiàn),T、B細(xì)胞活化還有賴于協(xié)同刺激信號(co-stirnulating

signal),SNS理論無法解釋此現(xiàn)象。

Janeway基于Tol1樣受體(Tolllikereceptor,TLR)被發(fā)現(xiàn),于1989年提出模式識別

理論(pattern-recognitiontheory),其要點(diǎn)為:適應(yīng)性免疫應(yīng)答中，抗原提呈細(xì)胞

(APC)表面的模式識別受體(pattern-recognitionreceptor,PRR)可識別病原體攜帶

的“病原相關(guān)分子模式(pathogenassociatedmolecularpattern,PAMP)”，繼而向

特異性免疫細(xì)胞提供雙信號并使之激活；“非感染的自己”，由于不攜帶PAMP而不能肩動(dòng)

適應(yīng)性免疫應(yīng)答。因此，APC是參與免疫識別的主體，其在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中承擔(dān)“分揀

信號”的作用。上述“感染-非己(infectious-nonself,INS)”模式(圖1b)可解釋感

染免疫等諸多免疫學(xué)現(xiàn)象，但顯然不適用創(chuàng)傷和自身免疫所致的無菌性炎癥。

Matzinger汲取“模式識別理論”的合理內(nèi)涵，于1994年提出危險(xiǎn)模式理論(danger

modeltheory)(圖lc),其要點(diǎn)為:APC通過PRR而識別組織損傷或炎癥反應(yīng)所產(chǎn)生的

“危險(xiǎn)信號”，微生物及其代謝產(chǎn)物共有的PAMP是主要的外源性危險(xiǎn)信號。其后發(fā)現(xiàn)，

機(jī)體組織損傷時(shí)可產(chǎn)生某些內(nèi)源性危險(xiǎn)信號，又稱警報(bào)素(alarmin),包括高遷移率族

蛋白Bl(highmobilitygroupproteinbox1protein,HMGB1)、熱休克蛋白(heat

shockprotein,HSP)、抗菌肽/防御素、透明質(zhì)酸、氧自由基、神經(jīng)介質(zhì)和某些細(xì)胞因

子等。外源性PAMP和內(nèi)源性警報(bào)素統(tǒng)稱為危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(danageassociated

molecularpattern,DAMP)?,

1hmgbl總結(jié)

1.1hgmb2>hagb3的組成

高遷移率族蛋白（HMG）屬核內(nèi)蛋白，因在聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）中具有高遷移能

力而得名，其包括HMGA、HMGB、HMGN三個(gè)家族。HMGB家族含HMGB1、HMGB2、HMGB3三個(gè)

成員。其中，HMGB1是唯一可釋放至胞外并具有細(xì)胞因子活性的分子。

HMGB1在進(jìn)化過程中高度保守，在所有哺乳動(dòng)物中有99%同源性。HMGB1分子含與DNA結(jié)合

的結(jié)構(gòu)域A盒（aal?79）和B盒（aa89?163）,及1個(gè)高度重復(fù)并富含酸性氨基酸的C

末端（aal86?215）（圖2）。其中，B盒前20個(gè)家基酸是其發(fā)揮細(xì)胞因子活性的關(guān)鍵位

點(diǎn)。A盒蛋白（A-box）能取代全長HMGB1而與相應(yīng)受體結(jié)合，但不發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，故純

化的A-box可作為HMGB1特異性拮抗劑。

1.2各組大鼠合成激素的作用

HMGB1組成性表達(dá)于各種組織細(xì)胞胞核內(nèi)，其功能為:①使雙螺旋極度扭曲以便各種轉(zhuǎn)錄因

子和染色質(zhì)相互作用；②調(diào)節(jié)類固醇激素受體、NF-KB、p53及RAG1重組酶的轉(zhuǎn)錄活性;③

與組蛋白作用而影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，使染色質(zhì)解螺旋。

HMGB1非特異性與DNA結(jié)合，可通過核孔而穿梭于胞核與胞漿之間。細(xì)胞分裂中期，HMGB1

可從濃縮的染色體上分離并擴(kuò)散至胞漿中，表明其與染色質(zhì)呈不穩(wěn)定結(jié)合。

1.3hmgbl是基因的來源

1.3.1hgmbl與tnf-的關(guān)系

HMGB1可由壞死細(xì)胞被動(dòng)釋放。研究顯示:①將凋亡的野生型成纖維細(xì)胞加入巨噬細(xì)胞培養(yǎng)

體系后不能誘生TNF-a；②將壞死的野生型成纖維細(xì)胞加入巨噬細(xì)胞培養(yǎng)體系，可誘導(dǎo)大

量TNF-a生成;③加入HMGB1基因缺陷的壞死成纖維細(xì)胞，僅能引起極低水平TNF-Q生

成。以上結(jié)果均表明HMGE1屬內(nèi)源性危險(xiǎn)信號，其在壞死所致炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。

凋亡細(xì)胞中HMGB1仍保留于核內(nèi)，此與凋亡過程中組蛋白去乙酰化相關(guān)。HMGB1與DNA的

親合力取決于組蛋白乙?；潭?組蛋白乙?；潭仍降?，HMGB1與DNA的結(jié)合能力越強(qiáng)；

用去乙酰化的抑制劑trichstatinA阻止凋亡細(xì)胞染色質(zhì)去乙?；瑒t凋亡細(xì)胞不再保留

HMGB1而成為炎性的凋亡細(xì)胞。

1.3.2誘導(dǎo)巖型hgmbl的誘導(dǎo)表達(dá)

PAMP、某些細(xì)胞因子（IFN-Y、ILT、TNF-a等）和細(xì)胞應(yīng)激等因素均可誘導(dǎo)DC和單核/

巨噬細(xì)胞等主動(dòng)分泌HMGB1（圖3）。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí):LPS刺激巨噬細(xì)胞8h后,HMGB1分

泌即增加；內(nèi)毒素源性全身感染早期，TNF-a刺激的巨噬細(xì)胞能主動(dòng)分泌HMGB1;多種炎癥

刺激可誘導(dǎo)單核/巨噬細(xì)胞主動(dòng)分泌HMGB1,但后者的產(chǎn)生遲于TNF-a、IL-1B釋放,并

經(jīng)歷12?18h的對?數(shù)期。

HMGB1缺乏引導(dǎo)肽，不能循經(jīng)典的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體途徑分泌，而是通過一種特殊的細(xì)胞器

（即分泌性溶酶體）而分泌。HMGB1分泌的起始階段有賴于LPS、IL-1B、TNF-a等提供單

核細(xì)胞炎癥信號，后者可使HMGB1分子27?43和178?184位賴氨酸殘基乙?；?，導(dǎo)致其

核定位信號區(qū)無法結(jié)合核轉(zhuǎn)位蛋白，使之在胞漿內(nèi)聚集而不能再進(jìn)入核內(nèi)。另外，HMGB1

亦可通過磷酸化和甲基化而被分泌。

已發(fā)現(xiàn),PAMP和細(xì)胞因子刺激巨噬細(xì)胞分泌HMGB1的機(jī)制各異,例如:LPS通過促進(jìn)HMGB1

分子乙酰化而調(diào)節(jié)其分泌;TNF-a則通過使HMGB1磷酸化，促進(jìn)其進(jìn)入胞漿而被分泌.

除多種藥物外,HSP72（亦屬警報(bào)素）也能抑制HMGB1釋放。過表達(dá)的HSP72與HMGB1在

核內(nèi)相互作用，可抑制LFS、TNF-a和氧化應(yīng)激誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌HMGB1的效應(yīng)。

2非hmgbl的功能和機(jī)制

2.1rage和tlr4在細(xì)胞水平分布中的表達(dá)

HMGB1的受體釋放至胞外的HMGB1可通過其B盒與相應(yīng)受體結(jié)合，從而發(fā)揮多種生物學(xué)效

應(yīng)。胞外HMGB1的受體包括糖基化終產(chǎn)物受體（advancedglycationendproduct,RAGE）

和TLRc

2.1.1RAGE為跨膜蛋白，屬免疫球蛋白超家族成員，廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞表面，通過與

糖基化終產(chǎn)物（AGE）、?-淀粉樣肽、雙性素等配體相互作用，參與糖尿病、炎癥及腫瘤

等病理過程。RAGE僅低表達(dá)于正常組織，而在其配體聚集部位高表達(dá)。HMGB1與RAGE結(jié)

合可激活NF-KB,從而誘導(dǎo)趨化因子和細(xì)胞因子產(chǎn)生，并參與免疫細(xì)胞成熟、遷移和表面

受體表達(dá)。

2.1.2TLR4、TLR2HMGB1與LPS介導(dǎo)TLR4活化的機(jī)制不同,體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):HMGB1可活化

IKKa和IKKB,但LPS僅活化IKKB;經(jīng)HMGB1與LPS處理的細(xì)胞，MAPK蛋白活化與細(xì)胞

因子產(chǎn)生也不盡相同。

2.2非hmgbl基因的功能

2.2.1hgmbl

在肝臟熱缺血-再灌注（I/R）模型中，HUGB1可充當(dāng)早期炎癥介質(zhì)而發(fā)揮重要作用。再灌

注1h時(shí)HUGB1蛋白表達(dá)即上調(diào)，并呈時(shí)間依賴性而上升，至24h達(dá)高峰。

2.2.2hgmbl為晚期炎癥介質(zhì)發(fā)揮作用

在關(guān)節(jié)炎、膿毒血癥、創(chuàng)傷、急性肺損傷等急慢性疾病中，胞外HMGB1的出現(xiàn)滯后于早期

炎癥因子TNF-a和ILTB,從而作為晚期炎癥介質(zhì)發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn):給鼠注射LPS或

TNF后8?32h,血清中可檢出HMGB1;巨噬細(xì)胞與HMGB1共孵育，能提高TNF-amRNA表

達(dá)水平并促進(jìn)其重新合成;對LPS敏感或LPS耐受的小鼠腹腔注射rHMGBl,均可致死。以

上結(jié)果提示:早期炎性刺激可誘導(dǎo)HMGB1釋放;HMGB1也能誘生其他炎癥介質(zhì)，從而在晚期

炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，

2.2.3參與適應(yīng)性免疫反應(yīng)

2.2.3.不同途徑誘導(dǎo)細(xì)胞d

①HMGB1及其截短形式B盒均可上調(diào)人單核細(xì)胞來源的DC表達(dá)CD83、CD54、CD80、

CD40、CD58及MHC11類分子等,并促使具分泌1LT2、IL-6、ILT、IL-8、TNF-a及

RANTES等促炎細(xì)胞因子;②HMGB1能促使DC從CCL5敏感（未成熟表型）轉(zhuǎn)變?yōu)閷CL21

敏感（成熟表型），從而有利于DC遷移至次級淋巴結(jié);③HMGB1本身是未成熟DC（而非成

熟DC）的趨化因子;④混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)中，B盒刺激的DC可誘導(dǎo)同種T細(xì)胞分泌IL-2

和IFN-y,并分化為Thl細(xì)胞;⑤給予抗HMGB1中和抗體、A-box或抗RAGE抗體，可使成

熟DC表面CD80、CD83和CD86表達(dá)上調(diào)受阻，并對DC分泌ILT2、克隆擴(kuò)增和naiveT

細(xì)胞存活顯示抑制作用。

2.2.3.2.hmgl直接影響t和b細(xì)胞

①成熟的DC通過分泌HMGB1而促進(jìn)CD4+T細(xì)胞增殖、生存和分化為Thl細(xì)胞;②HMGB1參

與自身反應(yīng)性B細(xì)胞活化，

3參與多種免疫病理事件，作為危險(xiǎn)信號激活ape

HMGB1可直接介導(dǎo)非特異性炎癥反應(yīng)，也可作為內(nèi)源性危險(xiǎn)信號激活A(yù)PC,從而啟動(dòng)、增

強(qiáng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，并參與多種免疫病理過程發(fā)生和發(fā)展。

3.1hgmbl抗體

HMGB1在關(guān)節(jié)炎發(fā)病中發(fā)揮重要作用，相關(guān)依據(jù)為:①類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清中可檢出抗

HMGB1抗體;②人類滑膜炎及實(shí)驗(yàn)性滑膜炎中，胞漿和胞外均出現(xiàn)HMGB1異常表達(dá);③關(guān)節(jié)

內(nèi)注射重組HMGB1可引起小鼠中度滑膜炎，而HMGB1拮抗劑能有效減輕膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎。

3.2抗hagbl基因缺陷小鼠肝胰腺及肝臟功能性狀的變化

HMGB1參與多種器官（如肝、腎、大腦和心臟等）缺血再灌注損傷（I/R）。肝熱缺血再灌

注損傷中，HMGB1充當(dāng)啟動(dòng)炎性反應(yīng)的角色，例如:①缺氧后lh,肝細(xì)胞中HMGB1表達(dá)即

明顯增高，并維持于較高水平直至24h后，在缺血前給予抗1國（；1打多克隆抗體預(yù)處埋，

小鼠肝I/R損傷明顯減輕;②與野生型小鼠（C3H/He0uj）相比,TLR4基因缺陷小鼠

（C3H/Hej）肝缺血再灌注損傷較輕;③重組的HMGB1或抗HMBG1中和抗體對TLR4基因缺陷

小鼠的肝缺血再灌注損傷并無明顯影響，提示TLR4作為HMGB1的受體，在相關(guān)病理過程

中發(fā)揮重要作用。

3.3hgmbl與腫瘤

幾乎所有腫瘤（尤其是上皮細(xì)胞源性腫瘤）均出現(xiàn)HMGB1表達(dá)上調(diào)。壞死的腫瘤細(xì)胞可釋

放HMGB1,在腫瘤微環(huán)境中介導(dǎo)慢性炎癥，有利于腫瘤存活、生長與轉(zhuǎn)移。另外，HMGB1

在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，故出IGB1升高是前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌和結(jié)腸癌等預(yù)后

不良的指標(biāo)。與此相反，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中放、化療的療效有賴于HMGB1-TLR4信號通路，并發(fā)

現(xiàn)來源于腫瘤細(xì)胞的HMGE1可招募和活化嗜酸粒細(xì)胞。

3.4糖尿病il例，tld

本課題組獲如卜.發(fā)現(xiàn)：

3.4.1caspase抑制劑

①不同方法（IL-13/TNF-a/IFN-Ys紫外線、喜樹堿）所誘導(dǎo)的NIT細(xì)胞和原代胰島細(xì)

胞凋亡，均可被動(dòng)釋放HMGB1,此效應(yīng)可被Caspase抑制劑Z-VAD-FMK所阻斷;②LPS刺激

的NOD小鼠DC和胰島浸潤的免疫細(xì)胞均能主動(dòng)分泌HMGB1;③重組HMGB1能促進(jìn)NOD小鼠

DC成熟和巨噬細(xì)胞活化;④用抗HMGB1中和抗體（600ug/鼠）處理8周齡和12周齡NOD

小鼠I型糖尿病模型，至25周可顯著降低糖尿病發(fā)病率并延緩發(fā)病時(shí)間。

3.4.2小鼠ape含量的檢測

①抑制HMGB1所致DC成熟;②減少胰腺淋巴結(jié)（peincreaticlymphnode,PLN）

CDllc+CDllb+DC（可能是句自身反應(yīng)性T細(xì)胞提呈抗原的APC）比例;③增加小鼠PLN

CD4+Foxp3+Treg比例；④增加PLNCD8+IFN-Y+T（Tel）細(xì)胞比例。但是，阻斷HMGB：對T

細(xì)胞活化似乎并無明顯影響。

3.5gst-a治療慢性排斥反應(yīng)的機(jī)制

本課題組發(fā)現(xiàn):①小鼠同種腹部異位心臟移植模型（BALB/c-C57BL/6）術(shù)后1d,其心臟

移植物HMGB1mRNA表達(dá)即升高，且TNF-a表達(dá)亦上調(diào);②移植后3d,HMGB1表達(dá)持續(xù)上

升，術(shù)后7d表達(dá)水平達(dá)到高峰;③冷缺血1h的心臟組織可被動(dòng)釋放HMGB1,移植后7d

移植物局部免疫細(xì)胞可主動(dòng)分泌HMGB1;③HMGB1特異性拮抗劑GST-Abox處理受者小鼠，

可使移植心臟存活時(shí)間明顯延長，并伴隨HMGB1和TNF-Q表達(dá)下調(diào)，移植物浸潤淋巳細(xì)

胞減少。上述結(jié)果提示：同種器官移植中HMGB1表達(dá)上調(diào)，通過介導(dǎo)T細(xì)胞應(yīng)答而參與移

植排斥反應(yīng)。

GST-Abox重組蛋白抗排斥反應(yīng)的機(jī)制可能為:①抑制LPS誘導(dǎo)的DC成熟;②影響抑制T細(xì)

胞極化，使脾臟Tel細(xì)胞明顯減少;③下調(diào)移植物表達(dá)IIMGB1和炎癥性細(xì)胞因子TNF-a、

IFN-y.

3.6參與hgmbl和其他疾病的檢測

本課題組發(fā)現(xiàn):HMGB1與異種移植排斥反應(yīng)、免疫性肝損傷等發(fā)生密切相關(guān)（未發(fā)表資

料）：①異種心臟移植模型中HMGB1表達(dá)升高，抗HMGB】中和抗體能延長移植物存活時(shí)

間;②ConA所致肝損傷小鼠模型中，HMGB1表達(dá)增加，抗HMGB1中和抗體能減輕組織損傷。

文獻(xiàn)還報(bào)道:HMGB1作為重要的炎性細(xì)胞因子，可參與膿毒血癥、創(chuàng)傷、急性肺損傷等疾病

發(fā)生和發(fā)展。HMGB1與