損傷相關(guān)分子模式與器官移植

曹 溆 綜述 張克勤 審校

(第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎科，重慶 400038)

損傷相關(guān)分子模式與器官移植

曹 溆 綜述 張克勤 審校

(第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎科，重慶 400038)

在器官移植中，缺血再灌注損傷(IRI)是一個(gè)無(wú)法避免的過(guò)程，其對(duì)移植物的最終結(jié)局有重要影響，延長(zhǎng)缺血時(shí)間會(huì)導(dǎo)致發(fā)生急慢性排斥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)增加，在人腎移植中，冷缺血時(shí)間從6 h增加到30 h會(huì)導(dǎo)致移植失敗的風(fēng)險(xiǎn)增加40%[1]。IRI會(huì)引起一定程度的移植物壞死，通過(guò)釋放損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)激活模式識(shí)別受體(PRRs)誘發(fā)無(wú)菌性炎癥，其引起的先天性免疫反應(yīng)早于獲得性免疫反應(yīng)。IRI過(guò)程中釋放的DAMPs會(huì)激活移植物內(nèi)先天性免疫細(xì)胞(比如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞)釋放趨化因子，使受體的免疫細(xì)胞向移植物遷移導(dǎo)致進(jìn)一步的移植物內(nèi)的免疫反應(yīng)，然后這些免疫細(xì)胞離開(kāi)移植物進(jìn)入局部排泄性淋巴結(jié)啟動(dòng)抗供體特異性免疫反應(yīng)[2]。Hoffmann等[3]也發(fā)現(xiàn)由DAMPs誘發(fā)的信號(hào)傳導(dǎo)通路使先天性免疫細(xì)胞向移植腎的遷移早于T細(xì)胞，這一過(guò)程的最終結(jié)果即產(chǎn)生移植排斥反應(yīng)。因此明確這些在器官移植時(shí)釋放的先天性免疫的配體、相應(yīng)的受體及信號(hào)通路，有可能提供一個(gè)新的治療方法，在移植前局部運(yùn)用于移植器官來(lái)減少移植物炎癥、減少免疫抑制劑的劑量、改善患者的預(yù)后。本文就DAMPs、其相關(guān)受體、信號(hào)傳導(dǎo)通路在器官移植中的相關(guān)進(jìn)展做一綜述。

1 損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)

先天性免疫受體通常被統(tǒng)稱為模式識(shí)別受體(Pattern recognition receptors，PRRs)，其配體損傷相關(guān)分子模式(Damage-associated molecular patterns,DAMPs)與病原相關(guān)分子模式(Pathogen-associated molecular patterns ，PAMPs)是一組對(duì)應(yīng)的概念。DAMPs是細(xì)胞核或細(xì)胞漿內(nèi)的一群分子，通常隱蔽于免疫系統(tǒng)之外，當(dāng)PRRs識(shí)別的配體來(lái)源于組織損傷產(chǎn)生的內(nèi)源性物質(zhì)時(shí)，這些內(nèi)源性物質(zhì)即DAMPs，例如高遷移率族蛋白B1(High mobility group box 1,HMGB1)[4]。當(dāng)PRRs識(shí)別的配體為病原體時(shí)，這些病原體通常被稱為PAMPs,例如革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分脂多糖就是一種經(jīng)典的PAMP。過(guò)去20年雖然人們對(duì)于先天性免疫的認(rèn)識(shí)有了很大的提高，但這些認(rèn)識(shí)主要來(lái)源于對(duì)病原體引起炎癥的研究。非病原體激活物同樣會(huì)引起炎癥反應(yīng)，這種炎癥通常被稱作無(wú)菌性炎癥(Sterile inflammation)，同樣會(huì)激活先天性免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生一系列后續(xù)效應(yīng)，對(duì)疾病的發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。無(wú)菌性炎癥在急慢性情況下均可以產(chǎn)生，急性情況包括缺血再灌注損傷(Ischaemia-reperfusion injury，IRI)、外傷、毒素暴露等，慢性情況包括粒子引起的肺部疾病(石棉肺、硅肺)、心血管疾病(動(dòng)脈粥樣硬化)、某些腫瘤等[5]。

1.1高遷移率族蛋白B1(HMGB1) HMGB1是一種典型的損傷相關(guān)模式分子(DAMPs),因其在聚丙烯酰胺凝膠電泳中遷移速率快而得名,它是一種普遍存在的核蛋白，其作為損傷相關(guān)的分子模式和晚期炎癥介質(zhì)，涉及先天性免疫的各個(gè)方面,同時(shí)還與細(xì)胞自噬和凋亡等主要細(xì)胞過(guò)程有關(guān)。HMGB1在細(xì)胞核中起著DNA伴侶的作用，但它在細(xì)胞損傷或感染性刺激時(shí)表現(xiàn)出細(xì)胞因子樣活性。細(xì)胞外HMGB1通過(guò)特定的受體作用，促進(jìn)NF-κB信號(hào)通路的激活，導(dǎo)致細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生[6]。它參與穩(wěn)定核小體的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)染色體的穩(wěn)定性與基因轉(zhuǎn)錄。通過(guò)主動(dòng)分泌或者被動(dòng)釋放到細(xì)胞外后，胞外HMGB1成為膿毒血癥和無(wú)菌性炎癥的晚期炎癥介質(zhì)，同時(shí)可以作為免疫細(xì)胞的趨化因子刺激樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟和遷移[7]。在肝腎非移植IRI的小鼠模型中，HMGB1的水平在損傷器官中有明顯的上升，當(dāng)用藥物阻斷HMGB1時(shí)會(huì)減輕器官的炎癥反應(yīng)[8,9]。2014年Zhang等[10]發(fā)現(xiàn)在同系小鼠的心臟移植模型中，通過(guò)對(duì)細(xì)胞凋亡進(jìn)行抑制，移植物中的Hmgb1基因表達(dá)減少，當(dāng)使用外源性重組HMGB1時(shí)，會(huì)使移植物中的促炎細(xì)胞因子IL-17表達(dá)增加。和該研究一致，另外一項(xiàng)研究也證實(shí)低溫保存大鼠的移植心臟會(huì)使移植后移植物中的Hmgb1基因表達(dá)增加，同時(shí)IRI會(huì)導(dǎo)致HMGB1從移植物中釋放[11]。在MHC全錯(cuò)配的小鼠心臟移植模型中,藥物阻斷HMGB1的活性會(huì)使心臟移植物的炎癥減輕、存活時(shí)間延長(zhǎng)1周[12]。這些發(fā)現(xiàn)均表明HMGB1參與了器官移植中的急性排斥反應(yīng)，不僅如此，HMGB1同樣參與了慢性排斥反應(yīng)。在MHCⅡ錯(cuò)配的小鼠心臟慢性排斥反應(yīng)模型中，移植心臟HMGB1的水平在移植后2個(gè)月上升，同時(shí)在移植后第1個(gè)月每4 d使用1次抗HMGB1單抗會(huì)使移植物血管病變減少50%，同時(shí)減少的還有移植物中IL-17A、IFN-γ以及炎性巨噬細(xì)胞[13]。

1.2熱休克蛋白家族(Heat-shock proteins ，HSPs) 在正常細(xì)胞中，HSPs是一種分子伴侶，通過(guò)阻止肽鏈的聚合及錯(cuò)誤折疊來(lái)指導(dǎo)其合成。在細(xì)胞應(yīng)激條件下，HSPs的誘導(dǎo)和分泌會(huì)使促炎細(xì)胞因子及趨化因子釋放和活化，促使抗原遞呈細(xì)胞(APC)成熟進(jìn)而引起強(qiáng)烈的先天性免疫反應(yīng)[14]。HSPs通過(guò)連接和提呈抗原給MHCⅠ類分子進(jìn)而激活T細(xì)胞，擴(kuò)大了其作為細(xì)胞內(nèi)分子伴侶的作用，APC占據(jù)細(xì)胞外HSPs及抗原，通過(guò)交叉遞呈的方式激活T細(xì)胞[15]，在小鼠腎移植的急慢性期均觀察到HSPs增加[16]，但是在小鼠皮膚移植模型中，在供者Hsp1b基因缺失及供受者Hsp1a基因均缺失的條件下均不會(huì)影響移植排斥發(fā)生的時(shí)間[17]，同時(shí)在2016年Mirza等[18]發(fā)現(xiàn)可溶性HSPs家族成員并未參與移植物抗宿主病，其表達(dá)僅僅與患者是否使用抗胸腺細(xì)胞球蛋白相關(guān)，因此就目前研究情況來(lái)看HSPs在器官移植中表達(dá)需要更進(jìn)一步的研究。

1.3S100蛋白家族 S100蛋白家族是鈣結(jié)合蛋白大家族中的一員，因其在中性飽和硫酸銨中100%的溶解率而得名。目前至少發(fā)現(xiàn)了20種S100蛋白，其在細(xì)胞內(nèi)可調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)磷酸化、酶的活性、鈣離子的穩(wěn)態(tài)等。當(dāng)從巨噬細(xì)胞及其他細(xì)胞中釋放到細(xì)胞外后作為DAMPs發(fā)揮功能，像HMGB1一樣發(fā)揮早期促炎效應(yīng)[19]。通過(guò)檢測(cè)限制性移植物綜合征及細(xì)支氣管閉塞綜合征的肺移植受者支氣管肺泡灌洗液發(fā)現(xiàn)，S100蛋白家族(包括S100A8、S100A9、S100A8/A9、S100A12 和S100P)在移植物功能不穩(wěn)定患者中有上升趨勢(shì)[20]。相反，腎移植中S100A8、S100A9的表達(dá)和慢性移植物血管病變的下降相關(guān)，在腎移植急性期進(jìn)行的腎活檢標(biāo)本中，高水平的S100A8、S100A9預(yù)示著更好的移植腎遠(yuǎn)期結(jié)果，那些進(jìn)展為慢性移植腎腎病的患者有著更低水平的S100A8、S100A9[21]，另外一項(xiàng)研究也證實(shí)在人腎移植中S100A8會(huì)使移植物炎癥減輕[22]，S100蛋白在腎移植和肺移植中表現(xiàn)出的不同特點(diǎn)也許和兩種移植方式不同有關(guān)，例如移植肺和周圍空氣直接接觸而移植腎不直接接觸外界環(huán)境。眾所周知，器官移植的患者由于長(zhǎng)久患病及服用免疫抑制劑，會(huì)導(dǎo)致免疫功能低下，患者極易患上諸如曲霉菌感染等機(jī)會(huì)性感染。Dix等[23]人通過(guò)基因組表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)S100B是曲霉菌感染的潛在生物標(biāo)記物，然而目前并無(wú)研究證明在器官移植中究竟是機(jī)會(huì)性感染導(dǎo)致S100蛋白家族成員的變化，還是免疫功能低下獨(dú)立作用于機(jī)會(huì)性感染和S100蛋白家族成員。

1.4結(jié)合珠蛋白(Haptoglobin) 結(jié)合珠蛋白有結(jié)合血紅素及抗氧化活性，運(yùn)用蛋白組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)其在同基因及異基因小鼠皮膚移植中均有上升[24]。在移植后頭2周，結(jié)合珠蛋白會(huì)刺激移植物內(nèi)樹(shù)突狀細(xì)胞的聚集，增加促炎因子IL-6及中性粒細(xì)胞趨化因子CXCL2(也被稱作MIP2)的表達(dá)，減少免疫抑制因子IL-10的水平，加劇移植物內(nèi)的炎癥。發(fā)生細(xì)胞排斥反應(yīng)的人移植心臟的活檢標(biāo)本中也發(fā)現(xiàn)了結(jié)合珠蛋白的上升[25]。一項(xiàng)研究通過(guò)分析腎移植患者尿蛋白，發(fā)現(xiàn)發(fā)生急性排斥反應(yīng)的患者尿中結(jié)合珠蛋白會(huì)出現(xiàn)明顯的峰值[26]。在肝移植并發(fā)一過(guò)性淋巴細(xì)胞綜合征的患者中觀察到結(jié)合珠蛋白的下降，但是此種情況大多數(shù)發(fā)生于移植ABO血型不相容的情況下，有可能與溶血相關(guān)[27]。

1.5透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid,HA) 透明質(zhì)酸是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白聚糖成分之一，其和各種無(wú)菌性炎癥的實(shí)驗(yàn)室模型相關(guān)，最典型的模型是小鼠博來(lái)霉素誘導(dǎo)的肺損傷及非移植缺血再灌注損傷模型，在靜止非炎癥狀態(tài)下其以大分子形式存在，當(dāng)炎癥狀態(tài)下其會(huì)降解成小片段，一項(xiàng)研究表明這些小片段會(huì)激活Toll樣受體(一種先天性免疫反應(yīng)受體)來(lái)誘導(dǎo)炎癥[28]，另外一項(xiàng)研究表明大分子形式透明質(zhì)酸會(huì)促進(jìn)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制效應(yīng)[29]。在發(fā)生急性排斥反應(yīng)的人移植腎以及發(fā)生慢性排斥反應(yīng)的移植肺中，均發(fā)現(xiàn)了透明質(zhì)酸水平增加[30,31]，而且透明質(zhì)酸片段可以破壞已經(jīng)建立起來(lái)的免疫耐受[31],在肝移植患者中,術(shù)前血清中高水平的透明質(zhì)酸提示較低的五年生存率,同時(shí)其與術(shù)后高水平膽紅素和腹水相關(guān)[32]。

1.6Tamm-Horsfall蛋白(THP) Tamm-Horsfall蛋白(THP)分布在腎臟髓攀升支粗段及遠(yuǎn)端小管的上皮細(xì)胞內(nèi)，是尿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，各種原因造成的腎損傷均可導(dǎo)致THP排出量發(fā)生變化，與各種慢性腎臟疾病及腎臟先天免疫有關(guān)[33]，它可以作為腎小管損傷的一種信號(hào)分子，可以促進(jìn)細(xì)胞因子的釋放及免疫細(xì)胞活化，但THP同時(shí)也具有保護(hù)性抗炎作用，一項(xiàng)對(duì)比腎移植患者與正常人THP的研究發(fā)現(xiàn)，腎移植患者的THP結(jié)合補(bǔ)體C1q、TNF-α的能力地下降，同時(shí)其刺激單核細(xì)胞增殖及中性粒細(xì)胞吞噬能力也下降，尤為顯著的是腎移植患者的THP對(duì)單核細(xì)胞及中性粒細(xì)胞有強(qiáng)大的凋亡誘導(dǎo)能力[34]。與此一致的是，2008年一項(xiàng)對(duì)急性缺血性腎損傷的研究發(fā)現(xiàn)，THP通過(guò)穩(wěn)定外髓部的環(huán)境對(duì)腎缺血性損傷有保護(hù)作用[35]。

1.7其他DAMPs 導(dǎo)致無(wú)菌性炎癥的DAMPs還有很多，比如腺苷、半乳凝集素、IL-33、IL-1α等,IL-1α從壞死細(xì)胞中釋放出來(lái)會(huì)發(fā)生無(wú)菌性炎癥及增強(qiáng)隨之而來(lái)的獲得性免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)間皮細(xì)胞釋放中性粒細(xì)胞趨化因子[36]，把人的冠狀動(dòng)脈移植到用人外周血單個(gè)核細(xì)胞重組的免疫缺陷小鼠中也證實(shí)了IL-1α增強(qiáng)了無(wú)菌性炎癥之后的獲得性免疫反應(yīng)，該實(shí)驗(yàn)中冠狀動(dòng)脈的內(nèi)皮細(xì)胞中出現(xiàn)了IL-1α，通過(guò)抑制IL-1α減輕了移植物中的T細(xì)胞浸潤(rùn)[37]。腺苷、半乳凝集素、IL-33等在器官移植中的作用目前還沒(méi)有明確的報(bào)道[38]，另外一些導(dǎo)致無(wú)菌性炎癥的DAMPs比如尿酸、線粒體DNA等目前則不認(rèn)為是器官移植后發(fā)生無(wú)菌性炎癥的原因[4]。

2 相關(guān)受體及信號(hào)傳導(dǎo)通路

引起先天性免疫的模式識(shí)別受體主要分為四類：Toll樣受體、DOD樣受體、維甲酸誘導(dǎo)基因1樣受體、C型凝集素受體[39]。器官移植中引起無(wú)菌性炎癥的先天性受體主要為：Toll樣受體、炎性體(NOD樣受體)。維甲酸誘導(dǎo)基因1樣受體、C型凝集素受體目前在器官移植中還未得到驗(yàn)證[4]。另外一些只針對(duì)DAMPs而不針對(duì)PAMPs的受體在器官移植中也發(fā)揮了重要作用，比如RAGE。

2.1Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)及信號(hào)傳導(dǎo)通路 TLR是經(jīng)典的先天性免疫受體，其作為一種高度保守的跨膜PRRs識(shí)別DAMPs及PAMPs，相當(dāng)于免疫系統(tǒng)哨兵來(lái)識(shí)別非我分子，進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)胞應(yīng)激和組織損傷。TLRs的N端由富含亮氨酸重復(fù)序列的結(jié)構(gòu)域組成，其可以結(jié)合配體；中間為跨膜結(jié)構(gòu)域；胞漿內(nèi)為T(mén)oll/IL-1受體同源結(jié)構(gòu)域。目前發(fā)現(xiàn)的人類TLR約有10多種，TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6 和 TLR11跨細(xì)胞膜，因此能對(duì)細(xì)胞外的配體產(chǎn)生反應(yīng)；TLR3 和TLRs7-10跨細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜，因此可對(duì)被溶酶體處理的損傷細(xì)胞及外源性有機(jī)體的核酸產(chǎn)生反應(yīng)[39]。

TLR在許多類型的細(xì)胞中表達(dá)和發(fā)揮功能，特別是先天性免疫細(xì)胞，如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞。其可與在器官移植中產(chǎn)生的眾多DAMPs產(chǎn)生反應(yīng)，包括HMGB1、S100、HSPs、HA、THP。在許多人類及動(dòng)物試驗(yàn)中均觀察到TLRs的水平在IRI及排斥反應(yīng)的過(guò)程中上調(diào)[40]。內(nèi)源性配體與TLRs結(jié)合后，常常會(huì)導(dǎo)致TLR的異源二聚化，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促炎細(xì)胞因子及趨化因子的產(chǎn)生。TLR信號(hào)通常會(huì)有共同的下游信號(hào)分子MYD88，但TLR3例外，TLR3的活化由TICAM1的募集所介導(dǎo)。TLR4信號(hào)則會(huì)把MYD88及TICAM1均激活。MYD88的信號(hào)通路導(dǎo)致NF-κβ從細(xì)胞漿到細(xì)胞核的轉(zhuǎn)位誘導(dǎo)促炎因子及趨化因子的產(chǎn)生，TLR/MYD88/NF-κβ通路同時(shí)會(huì)導(dǎo)致兩種促炎細(xì)胞因子前體pro-IL1β和pro-IL18的轉(zhuǎn)錄以及炎性體的合成，該炎性體在器官移植的無(wú)菌性炎癥中也有重要作用。TLR/TICAM通路則會(huì)導(dǎo)致IFN-α和IFN-β的產(chǎn)生[39]。

在小鼠IRI損傷模型中,MydD88或者Tlr4基因缺陷表現(xiàn)出了對(duì)腎臟失功、組織損傷及炎癥反應(yīng)的保護(hù)作用[40]。另外一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)只有Tlr4基因?qū)δI臟IRI的誘導(dǎo)具有關(guān)鍵性作用，MydD88基因及Ticam1基因沒(méi)有表現(xiàn)出這種作用，目前MydD88基因和Ticam1基因在腎臟IRI中的協(xié)同作用還沒(méi)有在雙基因Ticam1/MydD88缺陷的小鼠中進(jìn)行驗(yàn)證[41]。在心臟移植急性排斥反應(yīng)中先天性免疫反應(yīng)是必不可少的，腎臟IRI需要TLR，因此阻斷TLR信號(hào)通路可以阻止急性排斥反應(yīng)。MydD88基因缺失聯(lián)合共刺激阻斷會(huì)誘導(dǎo)皮膚移植免疫耐受[42]，通過(guò)小干涉RNA下調(diào)MydD88 和Ticam1基因會(huì)把心臟移植物的存活時(shí)間延長(zhǎng)到40 d[43]。小鼠腎移植模型中，MydD88基因缺陷的小鼠比野生型小鼠的移植物存活時(shí)間更長(zhǎng)(分為100 d、40 d)，在最容易發(fā)生急性排斥反應(yīng)的移植后14 d，MyD88基因缺陷小鼠更不容易發(fā)生急性排斥反應(yīng)及移植物炎癥，在移植后100 d,MydD88基因缺陷小鼠的腎功能及慢性排斥反應(yīng)發(fā)生都要好于野生型[44]。這些實(shí)驗(yàn)均表明MYD88在急慢性排斥反應(yīng)中有重要作用，其阻止了移植耐受的誘導(dǎo)，同時(shí)阻斷TLR通路可以減少排斥反應(yīng)的發(fā)生，延長(zhǎng)移植物存活時(shí)間。

2.2NOD樣受體蛋白3(NLRP3)炎性體及相關(guān)信號(hào)通路 NLRP3(NLR pyrin domain containing 3)炎性體是目前研究最全面的炎性體，它是NOD樣受體(Nucleotide-binding and oligomerization domain-like receptors，NOD-like receptor,NLRs)家族成員之一,NLRs屬于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的一種PRRs,連接先天性免疫與獲得性免疫反應(yīng)，是炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵性分子通路。其由三部分組成：①N端熱蛋白結(jié)構(gòu)域(Pyrin domain，PYD)，能夠結(jié)合下游蛋白；②位于中間的核苷酸結(jié)合寡聚化區(qū)域(Nucleotide-binding and oligomerization domain，NOD)；③C端富含亮氨酸重復(fù)序列(Leucine-rich repeat，LRR)，識(shí)別DAMP或者PAMP。

NLRP3炎性體是以NLRP3為骨架形成的一種細(xì)胞內(nèi)多蛋白復(fù)合體，也包括三部分：NLRP3、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(Apoptosis-associated speck-like protein containing caspase recruitment domain，ASC)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(Cysteine-requiring aspartate protease-1，caspase-1)[45]。NLRP3炎性體識(shí)別DAMPs后，通過(guò)NLRP3/ASC/caspase-1信號(hào)傳導(dǎo)通路激活下游分子IL-1β前體、IL-18前體，進(jìn)而生成成熟的IL-1β、IL-18產(chǎn)生一系列炎癥反應(yīng)。越來(lái)越多的證據(jù)表明器官移植之后會(huì)發(fā)生炎性體的活化。異基因小鼠心臟移植中，心肌間質(zhì)的ASC及IL-1β發(fā)生上調(diào)，其程度與排斥反應(yīng)的程度一致，但是在同基因小鼠中ASC及IL-1β水平較低[46]。2015年的一項(xiàng)研究明確了發(fā)生排斥反應(yīng)的人心臟移植物標(biāo)本中也有ASC的表達(dá)[47]。分析肺移植患者的支氣管肺泡灌洗液發(fā)現(xiàn)NLRP3、IL-1β、caspase-1均有上升，但該研究并未對(duì)移植結(jié)果有重要影響的蛋白修飾進(jìn)行分析，比如caspase-1[48]。以上研究均發(fā)現(xiàn)NLRP3炎性體在器官移植中有明確的變化，但其主要配體卻未見(jiàn)明確闡述。目前認(rèn)為器官移植中IRI損傷產(chǎn)生的DAMPs,包括：ATP、反應(yīng)性氧產(chǎn)物、透明質(zhì)酸等都可以成為NLRP3的配體，炎性體與這些配體相互作用的分子機(jī)制及生物學(xué)作用有待進(jìn)一步研究。

2.3晚期糖基化終末產(chǎn)物受體 (Receptor for advanced glycation end-products，RAGE)及其信號(hào)通路 RAGE在1992年由Neeper首次發(fā)現(xiàn)并命名，其可以識(shí)別并結(jié)合晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGE)[49]。它是免疫球蛋白超家族成員，在多種細(xì)胞(血管內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞、免疫細(xì)胞)表面呈低水平表達(dá)，一旦發(fā)生炎癥或出現(xiàn)RAGE配體時(shí)，其表達(dá)水平即可上升。RAGE是一種多配體受體除了可以結(jié)合AGE外，還可以結(jié)合S100、HMGB1、淀粉樣蛋白。一旦結(jié)合內(nèi)源性配體，其下游細(xì)胞分子、黏附分子、NF-κβ激活,引發(fā)一系列炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。許多無(wú)菌性炎癥的受體不僅可以對(duì)病原體產(chǎn)生反應(yīng)而且可以對(duì)內(nèi)源性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，而RAGE是例外，目前發(fā)現(xiàn)其不會(huì)對(duì)病原體產(chǎn)生反應(yīng)[5]。

RAGE的可溶性形式sRAGE,可以作為一種欺騙性的受體結(jié)合HMGB1和其他配體,抑制免疫反應(yīng)，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等多種自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用[50]。在成人及大鼠腎移植中觀察到RGE/RAGE/ILK通路促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成，很有可能是通過(guò)誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化而實(shí)現(xiàn)的[51]。同時(shí)sRAGE還可以降低HMGB1的生物利用度[52]，在小鼠心臟缺血再灌注損傷模型中，HGMB1表達(dá)顯著升高 ，其與RAGE結(jié)合后促進(jìn)巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)[53]，在另一項(xiàng)心臟缺血再灌注的試驗(yàn)中，大鼠缺血心臟的RAGE及其配體均明顯上升，用sRAGE對(duì)大鼠進(jìn)行預(yù)處理之后，心肌缺血損傷、功能恢復(fù)均得到改善，純合子RAGE缺陷小鼠的心肌LDH釋放減少，功能恢復(fù)改善，提示RAGE缺陷對(duì)IRI有保護(hù)作用[54]。心臟移植的小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)阻斷RAGE后，中位生存期可以延長(zhǎng)到3周，而對(duì)照組的中位生存期只有1周[55]。心肌IRI中，Rage-/-小鼠心肌細(xì)胞LDH釋放明顯減少，同時(shí)JNK激活下降 ，而GSK-3β磷酸化增加，提示RAGE可能通過(guò)JNK的激活和GSK-3β的去磷酸化參與缺血再灌注導(dǎo)致的心肌細(xì)胞損傷[56]。目前在器官移植中RAGE通路中的分子及缺血再灌注損傷誘導(dǎo)的分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)仍然需要更進(jìn)一步的研究以及需要更多實(shí)驗(yàn)的支持。

2.4其他受體及信號(hào)通路 除了在器官移植中誘導(dǎo)無(wú)菌性炎癥及先天性免疫外，另外一些受體及通路可以區(qū)分DAMP及PAMP,抑制DAMP的信號(hào)，阻止無(wú)限度的炎癥反應(yīng)和過(guò)度的組織損害。比如CD24-Siglec(Sialic acid binding Ig-like lectins)通路，可以負(fù)性調(diào)節(jié)TLR及NLR介導(dǎo)的針對(duì)HMGB1及熱休克蛋白的免疫反應(yīng)[57]。在小鼠腎臟缺血再灌注損傷模型中，使用HMGB1預(yù)處理可以降低腎臟組織損害、炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生保護(hù)腎臟的作用，防止腎臟失功，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，HMGB1預(yù)處理使Siglec發(fā)生上調(diào)[58]。還有一些誘發(fā)無(wú)菌性炎癥的受體和急性排斥反應(yīng)相關(guān)，比如IL-1受體(IL-1R)，IL-1α?xí)T導(dǎo)移植物中T細(xì)胞浸潤(rùn)，IL-1R2控制著IL-1α的釋放、阻止IL-1α裂解，而且誘導(dǎo)壞死后炎癥的細(xì)胞要么不表達(dá)IL-1R2，要么出現(xiàn)caspase-1活化(caspase-1會(huì)廢除IL-1R2的效應(yīng))[59]。器官移植中的SPAMPs、受體通路、相關(guān)疾病詳見(jiàn)表1。

3 展望及未來(lái)

目前對(duì)器官移植的關(guān)注更多的是放在獲得性免疫的細(xì)胞免疫及體液免疫中，對(duì)先天性免疫的關(guān)注甚少，器官移植中IRI是一個(gè)不可避免的過(guò)程，早期產(chǎn)生的DAMPs誘發(fā)無(wú)菌性炎癥，激活先天性免疫系統(tǒng)，其在連接先天性免疫反應(yīng)和獲得性免疫反應(yīng)中有重要作用，其受體及相關(guān)通路的機(jī)制還需進(jìn)一步研究，深入研究它們之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)更多的DAMPs,明確器官移植后炎癥誘導(dǎo)機(jī)制有助于提供新的治療靶點(diǎn)，對(duì)監(jiān)測(cè)移植物功能有重要意義。

表1器官移植中DAMPs、受體通路、相關(guān)疾病

Tab.1DAMPs，receptorpathwayandrelateddiseasesinorgantransplantation

DAMPs受體通路相關(guān)疾病HMGB1TLR2/4、RAGE、CD24啟動(dòng)無(wú)菌性炎癥、IRI、排斥反應(yīng)、防止過(guò)度炎癥反應(yīng)、區(qū)分DAMPs及PAMPs[10-13,52,56]S100RAGE、TLR4肺移植中加劇炎癥及排斥反應(yīng);腎移植中緩解炎癥減輕移植物血管病變[20-22]HSPTLR2/4移植炎癥及排斥反應(yīng)發(fā)生的時(shí)間[15,16]HATLRs、CD44、NLRP3纖維化、加劇炎癥、促進(jìn)Treg功能、破壞移植耐受[29-31]THPTLR4誘導(dǎo)移植物炎癥、保護(hù)性抗炎、穩(wěn)定移植腎外髓部環(huán)境[35]IL-1IL-1R誘導(dǎo)T細(xì)胞浸潤(rùn)、急性排斥反應(yīng)[58]HaptoglobinTLRs加劇移植器官局部炎癥[25]

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[收稿2017-02-21 修回2017-03-29]

(編輯 倪 鵬)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.11.034

R392.11

A

1000-484X(2017)11-1755-06

曹 溆(1986年-), 男，在讀碩士，主要從事腎臟腫瘤的基礎(chǔ)及臨床方面研究，E-mail：acaoxu@126.com。

及指導(dǎo)教師：張克勤(1965年-)，男，博士，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事移植免疫學(xué)方面的研究，E-mail:zhkq2000@sina.com。