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hmgb1蛋白功能与意义

2023-09-18

HMGB1是一种广泛分布于哺乳动物细胞的蛋白,通常情况下,HMGB1位于胞核,主要生物学功能是与DNA结合,并通过影响靶序列的空间结构,参与DNA的重组、修复、基因转录调控、细胞复制及分化成熟等生命活动。当细胞受到自噬信号刺激时,HMGB1 移位至胞浆并通过与Beclin-1 相互作用诱导自噬。随着对其研究的深入,发现HMGB1具有晚期促炎作用,细胞在应激条件下或者细胞坏死,受损时,核内的HMGB1可释放到胞外,引发单核巨噬细胞分泌促炎因子。


HMGB1功能:近年来危重病医学研究的热点之一

分泌到胞外的HMGB1作为DAMP或PAMP可以与TLR2、TLR4、CXCL12、RAGE、LPS以及LTA等各种细胞表面受体和细胞因子结合发挥免疫调节。HMGB1蛋白存在3个胱氨酸(第23,45 和106个氨基酸),当HMGB1分泌到细胞外之后会有三种不同的氧化还原状态:完全还原状态,半还原状态和完全氧化状态,而HMGB1的不同氧化还原状态具有不同的生物学功能。

1. 当HMGB1处于还原状态时,HMGB1主要发挥趋化因子的作用;

2. 当HMGB1处于部分还原状态时,第23位和45的半胱氨酸会形成二硫键,此时HMGB1具有细胞因子诱导活性,能诱导炎症反应;

3. 当HMGB1处于完全氧化状态时,HMGB1则处于功能失活状态。

诸多研究表明HMGB1参与脓毒症,动脉硬化慢性类风湿性关节炎、肾炎等多种免疫疾病的病理过程,应用HMGB1中和抗体可以减轻这些炎症引起的组织破坏和损伤。临床检测表明HMGB1在胰腺癌,直肠癌,胃癌等肿瘤中的表达与肿瘤的发生发展,病灶大小,浸润及淋巴转移相关,可以作为癌症治疗的靶点。因而HMGB1成为近年来危重病医学研究的热点之一。


HMGB1的临床意义

MGB1参与了许多重要的生理和病理过程。这些功能包括促进细胞核中的DNA损伤修复、感应核酸和诱导胞质中的先天免疫反应和自噬以及细胞外环境中的结合蛋白伴侣和刺激免疫受体。此外,HMGB1是一种广泛的细胞应激传感器,它平衡细胞死亡和存活反应,这对细胞稳态和组织维持至关重要。HMGB1也是免疫细胞分泌的重要介质,参与一系列病理状况,包括感染性疾病、缺血再灌注损伤、自身免疫、心血管和神经变性疾病、代谢紊乱和癌症。HMGB1作为人类疾病的生物标志物和药物靶点,具有极大的应用潜力。


参考文献

Kang, R., Zhang, Q., Zeh, H.J., 3rd, Lotze, M.T., and Tang, D. (2013). HMGB1 in cancer: good, bad, or both? Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research 19, 4046-4057.

The multifunctional protein HMGB1: 50 years of discovery. Nat Rev Immunol. 2023 Jun 15.

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