高遷移率族蛋白B1與腫瘤神經(jīng)浸潤的研究

李文德，姜戰(zhàn)武

(1.承德醫(yī)學(xué)院，河北承德 067000;2.保定市第一中心醫(yī)院普外二科)

高遷移率族蛋白B1與腫瘤神經(jīng)浸潤的研究

李文德1，姜戰(zhàn)武2△

(1.承德醫(yī)學(xué)院，河北承德 067000;2.保定市第一中心醫(yī)院普外二科)

高遷移率族蛋白B1;炎癥;腫瘤;神經(jīng)浸潤

高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是一種非組蛋白染色質(zhì)結(jié)合蛋白，由Goodwin等在牛胸腺中首先提取發(fā)現(xiàn)。1999年,Wang等[1]研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1是一種內(nèi)毒素致死性介質(zhì)，在膿毒癥期可直接導(dǎo)致組織壞死和致死性休克。目前認為，HMGB1不僅在炎癥晚期發(fā)揮致死性效應(yīng)，還在多種腫瘤組織中存在高表達，在轉(zhuǎn)移瘤中表達水平更高，相關(guān)研究表明，HMGB1參與了多種腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移[2]。周圍神經(jīng)浸潤(PNI)指腫瘤侵及、包繞周圍神經(jīng)，或瘤細胞進入到神經(jīng)纖維間隙，并沿其轉(zhuǎn)移擴散的現(xiàn)象[3]。PNI是最近研究發(fā)現(xiàn)的腫瘤轉(zhuǎn)移方式，相關(guān)研究認為，HMGB1參與了多種腫瘤的PNI，促進了腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移[4-6]。

1 HMGB1的生物學(xué)特征

HMGB1普遍存在于真核生物，含量相當(dāng)豐富，進化高度保守，在人和嚙齒動物之間，氨基酸序列的同源性可達99%。人HMGB1基因定位于13q12帶，相對分子質(zhì)量為30×103，由215個氨基酸殘基構(gòu)成，其N端為帶正電荷的堿性區(qū)，富含賴氨酸和精氨酸，C端為帶正電荷的酸性區(qū)，富含天冬氨酸和谷氨酸。在N端有兩個可以與DNA非特異性結(jié)合的結(jié)構(gòu)域Box-A和Box-B,兩者與DNA結(jié)合后參與DNA重組、復(fù)制、修復(fù)、調(diào)控轉(zhuǎn)錄等生命活動，其中Box-B具有致炎功能，而Box-A對Box-A有拮抗作用;其C端可與其它蛋白相互作用，引起HMGB1與DNA之間狀態(tài)的改變，進而進而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。

2 HMGB1的生物學(xué)功能

2.1 HMGB1的基本功能 HMGB1主要分布于真核生物的細胞核內(nèi)，在核內(nèi)HMGB1與DNA結(jié)合，穩(wěn)定核小體結(jié)構(gòu)，并參與DNA重組、修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控及類固醇激素受體的調(diào)節(jié)等生命活動。

2.2 HMGB1與炎癥 作為一種重要的炎癥介質(zhì)，HMGB1可由胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到胞外發(fā)揮生物學(xué)作用，其主要途徑有以下三種方式:①在致炎細胞因子的刺激下，由單核細胞、巨噬細胞等主動分泌;②損傷或壞死細胞被動釋放;③特定細胞以自分泌或旁分泌分泌。在以上三種途徑中，途徑①是HMGB1最主要、同時也是最重要的轉(zhuǎn)移方式。在機體細胞受到損傷或者發(fā)生壞死時，內(nèi)毒素(LPS)刺激單核巨噬系統(tǒng)，引起HMGB1的主動分泌，并可誘發(fā)一系列生物學(xué)效應(yīng)，如增加單核細胞的黏附作用、增強中性粒細胞的遷移能力、誘導(dǎo)樹突狀細胞成熟等。同時，HMGB1的分泌還可反作用于單核巨噬系統(tǒng)，促進單核巨噬系統(tǒng)對各種促炎性因子的釋放，如HMGB1刺激單核細胞，可引起腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素1(IL-1α)、白細胞介素6(IL-6)等的釋放;刺激巨噬細胞，可增強巨噬細胞合成TNF的能力，提高TNFmRNA的表達水平。除此之外，HMGB1還可以與晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)結(jié)合，促進黏附分子(VCAM-1和ICAM-1)、趨化因子、t-PA及PAI-1等的表達，參與纖維溶解的過程。HMGB1通過這些方式不斷地放大并加重炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致機體受損器官的不可逆性損害。

Wang等[1]研究發(fā)現(xiàn)，在敗血癥治療的研究過程中，應(yīng)用針對早期致炎因子(如TNF、IL-1等)的拮抗劑治療并沒有取得預(yù)期效果，而應(yīng)用HMGB1拮抗劑治療卻明顯改善了敗血癥患者的預(yù)后，結(jié)果提示，在敗血癥晚期，HMGB1是重要致死性介質(zhì)。Huang等[7]對有關(guān)燒傷患者的研究中發(fā)現(xiàn)，燒傷患者血清中HMGB1水平明顯高于健康志愿者，因膿毒血癥癥死亡的患者HMGB水平更高。在有關(guān)對小鼠的試驗研究中發(fā)現(xiàn)，給小鼠注射LPS后的8-32小時內(nèi)，小鼠血清中可以檢測到HMGB1，同時伴有TNF水平的升高。大量研究表明，HMGB1參與了炎癥、尤其是晚期炎癥的病理生理過程。

3 HMGB1與腫瘤的神經(jīng)浸潤

HMGB1通過與不同受體結(jié)合參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移過程，如HMGB1與RAGE結(jié)合后，可激活MAP酶，引起一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，激活MMP-2和MMP-9,進而促進細胞基質(zhì)的降解，促進腫瘤轉(zhuǎn)移;與Toll樣受體結(jié)合，可誘導(dǎo)腫瘤新生血管的形成。另有研究報道，HMGB1可調(diào)節(jié)神經(jīng)軸突向外生長的能力，并可加快胚胎干細胞向神經(jīng)元分化的速度，引導(dǎo)神經(jīng)突起的伸展和生長。基于HMGB1在腫瘤進程中的作用和其神經(jīng)生長方面的功能，有學(xué)者推測，HMGB1可能參與了腫瘤的PNI，后來，有關(guān)于此的實驗研究也證實了這一推測。周圍神經(jīng)浸潤(PNI)的發(fā)生機制目前并不十分明確，一些神經(jīng)營養(yǎng)因子，如神經(jīng)生長因子(NGF)、神經(jīng)營養(yǎng)素3(NT-3)及腦衍生神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)等被認為與PNI有關(guān)，可能是PNI發(fā)生機制中重要的調(diào)節(jié)因子[8-10]。Kameda等[11]認為，終末神經(jīng)束膜層數(shù)遠少于中樞神經(jīng)，所以，PNI更容易發(fā)生在終末神經(jīng)。

3.1 HMGB1與胃癌PNI Chuang等[12]在對血清中HMGB1表達水平與胃癌臨床與病理特征之間相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，血清中HMGB1表達水平與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后有顯著相關(guān)性。研究指出，HMGB1作為一種重要的血清學(xué)標記物，在胃癌早期診斷、分期、發(fā)展及預(yù)后評估中的價值要遠大于癌胚抗原。從目前的研究現(xiàn)狀看，對于胃癌PNI的研究較少，對于胃癌PNI的機制并不明確，對于PNI在胃癌中的意義，不同的研究得出的結(jié)論也不盡相同。Duraker等[13]的研究表明，胃癌PNI與腫瘤的進展、脈管浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有顯著相關(guān)性，尤其對胃癌的預(yù)后，兩者存在密切關(guān)系，但該研究同時表明，胃癌PNI并不能作為獨立因素來評估胃癌患者的預(yù)后。Tanak等[14]對胃癌復(fù)發(fā)的研究中發(fā)現(xiàn)，胃癌復(fù)發(fā)與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、PNI密切相關(guān)，多因素回歸分析發(fā)現(xiàn)胃癌PNI對腫瘤預(yù)后有重要影響，進一步的研究發(fā)現(xiàn)，PNI對未發(fā)生漿膜浸潤的T2期胃癌患者的預(yù)后評估更有價值。國內(nèi)學(xué)者楊偉國等[15]的研究表明，胃癌神經(jīng)浸潤與腫瘤的進展相關(guān)性顯著，可用來評估胃癌患者預(yù)后，并可將PNI作為常規(guī)病理報告內(nèi)容之一，用來評估預(yù)后和指導(dǎo)胃癌臨床治療，同時，該研究還指出，HE染色用于PNI的檢測比免疫組化方法更簡單易行。

3.2 HMGB1與膽管癌PNI 研究發(fā)現(xiàn)，膽管癌作為肝膽系統(tǒng)的惡性腫瘤之一，不僅具有常見惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移方式,還具有神經(jīng)浸潤轉(zhuǎn)移特性[16],同時，這也是膽管癌患者預(yù)后較差的重要原因之一。相關(guān)研究表明，膽管壁及其周圍分布著豐富的內(nèi)臟神經(jīng)纖維,這些內(nèi)臟神經(jīng)纖維與腫瘤細胞密切接觸,膽管癌細胞通過分泌蛋白酶將神經(jīng)束膜降解,入侵到神經(jīng)周圍間隙，然后在多種自分泌或旁分泌激素的作用下,膽管癌細胞的運動遷移能力大大增強，最終導(dǎo)致腫瘤細胞侵襲神經(jīng)。另有學(xué)者認為，由于在解剖結(jié)構(gòu)上神經(jīng)、血管、淋巴管聯(lián)系緊密, 腫瘤有可能首先浸潤小血管和淋巴管，然后在神經(jīng)纖維周圍形成“衛(wèi)星”灶，包繞神經(jīng)纖維,繼而浸潤到神經(jīng)周圍間隙。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，那些在神經(jīng)周圍間隙、血管、淋巴管中的腫瘤細胞與原發(fā)灶在結(jié)構(gòu)上并無連續(xù)性,這些腫瘤細胞脫離原發(fā)病灶后可以獨立存活,形成新的腫瘤病灶。唐錕等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在膽管癌患者的S100水平明顯高于癌旁組織，高表達的S100上調(diào)MMP的表達，兩者的高表達使腫瘤組織有了較高的嗜神經(jīng)性，進而促進了膽管癌神經(jīng)浸潤轉(zhuǎn)移。

3.3 HMGB1與胰腺癌PNI 許多研究表明，PNI、早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、肝轉(zhuǎn)移和預(yù)后差是胰腺癌的特征，同時，PNI也是導(dǎo)致胰腺癌易局部復(fù)發(fā)的一個重要因素。解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)，胰腺內(nèi)有大量與血管、腺管伴行的神經(jīng)組織，這些神經(jīng)組織大多走行于小葉間質(zhì)內(nèi),其中來自于右腹腔神經(jīng)結(jié)、腹腔叢右側(cè)半及肝叢的神經(jīng)纖維構(gòu)成了胰頭神經(jīng)叢，這是胰腺癌早期易發(fā)生神經(jīng)浸潤的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),同時也是術(shù)后容易復(fù)發(fā)的主要原因[18]。研究還闡述了胰腺癌細胞對神經(jīng)的入侵途徑:①瘤細胞可通過直接破壞神經(jīng)周膜入侵;②通過神經(jīng)的薄弱處，即神經(jīng)周膜的血管入侵;③通過破壞神經(jīng)末梢突觸膜浸入。

Bockman等[19]發(fā)現(xiàn),胰腺癌組織可高表達TGF-A，TGF-A與其受體EGFR結(jié)合可激活一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，誘發(fā)胰腺癌細胞增殖,瘤細胞增殖到一定程度觸及神經(jīng)組織,可促使神經(jīng)組織高表達TGF-A,高水平的TGF-A與EGFR結(jié)合又會刺激胰腺癌細胞的生長,進而導(dǎo)致胰腺癌的PNI，并使得腫瘤細胞沿阻力很小的神經(jīng)間隙向遠處轉(zhuǎn)移，從而加快胰腺癌的進展。同時，研究還發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌浸潤的神經(jīng)中，有腺內(nèi)小神經(jīng),也有胰背組織中的粗大神經(jīng)，胰腺內(nèi)、外神經(jīng)浸潤發(fā)生的陽性率分別為73.3%和60.0%,胰外神經(jīng)浸潤均同時伴胰內(nèi)浸潤,浸潤神經(jīng)的腫瘤類型多為分化較好的管狀腺癌,被浸潤的神經(jīng)其束膜和纖維的正常結(jié)構(gòu)均已被破壞、消失。在電鏡下觀察，可發(fā)現(xiàn)胰腺內(nèi)的神經(jīng)纖維大多數(shù)為無髓纖維, 當(dāng)腫瘤浸潤到神經(jīng)時，可見神經(jīng)束膜的水腫、破壞及神經(jīng)纖維的破壞，神經(jīng)突觸內(nèi)部小器官水腫、破壞，突觸小泡減少，腫瘤細胞沿神經(jīng)纖維周圍間隙向中樞側(cè)神經(jīng)轉(zhuǎn)移，并可形成新的轉(zhuǎn)移灶。

4 展望

HMGB1被發(fā)現(xiàn)已有40年歷史，其在胞內(nèi)穩(wěn)定核小體，參與DNA重組、修復(fù)、調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄等的功能已十分明確;在胞外，HMGB1作為一種重要的晚期炎癥介質(zhì)，在膿毒癥中的作用也已被人熟知。最新研究表明，HMGB1參與了多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等，但其發(fā)生機制并不明確。PNI作為腫瘤侵犯擴散的一種新發(fā)現(xiàn)途徑，其發(fā)生與多種腫瘤的預(yù)后密切相關(guān)，但目前為止，HMGB1參與PNI的機制仍不十分清楚，深入研究很有必要。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，HMGB1不僅有望用來評估腫瘤患者的預(yù)后，還可以作為一個新的靶點指導(dǎo)腫瘤的臨床治療。

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1004-6879(2014)05-0427-03

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