高迁移率族蛋白B1与肿瘤神经浸润的研究

李文德，姜战武

(1.承德医学院，河北承德 067000;2.保定市第一中心医院普外二科)

高迁移率族蛋白B1与肿瘤神经浸润的研究

李文德1，姜战武2△

(1.承德医学院，河北承德 067000;2.保定市第一中心医院普外二科)

高迁移率族蛋白B1;炎症;肿瘤;神经浸润

高迁移率族蛋白B1(HMGB1)是一种非组蛋白染色质结合蛋白，由Goodwin等在牛胸腺中首先提取发现。1999年,Wang等[1]研究发现，HMGB1是一种内毒素致死性介质，在脓毒症期可直接导致组织坏死和致死性休克。目前认为，HMGB1不仅在炎症晚期发挥致死性效应，还在多种肿瘤组织中存在高表达，在转移瘤中表达水平更高，相关研究表明，HMGB1参与了多种肿瘤的生长与转移[2]。周围神经浸润(PNI)指肿瘤侵及、包绕周围神经，或瘤细胞进入到神经纤维间隙，并沿其转移扩散的现象[3]。PNI是最近研究发现的肿瘤转移方式，相关研究认为，HMGB1参与了多种肿瘤的PNI，促进了肿瘤的侵袭转移[4-6]。

1 HMGB1的生物学特征

HMGB1普遍存在于真核生物，含量相当丰富，进化高度保守，在人和啮齿动物之间，氨基酸序列的同源性可达99%。人HMGB1基因定位于13q12带，相对分子质量为30×103，由215个氨基酸残基构成，其N端为带正电荷的碱性区，富含赖氨酸和精氨酸，C端为带正电荷的酸性区，富含天冬氨酸和谷氨酸。在N端有两个可以与DNA非特异性结合的结构域Box-A和Box-B,两者与DNA结合后参与DNA重组、复制、修复、调控转录等生命活动，其中Box-B具有致炎功能，而Box-A对Box-A有拮抗作用;其C端可与其它蛋白相互作用，引起HMGB1与DNA之间状态的改变，进而进而发挥相应的生物学效应。

2 HMGB1的生物学功能

2.1 HMGB1的基本功能 HMGB1主要分布于真核生物的细胞核内，在核内HMGB1与DNA结合，稳定核小体结构，并参与DNA重组、修复、基因转录调控及类固醇激素受体的调节等生命活动。

2.2 HMGB1与炎症 作为一种重要的炎症介质，HMGB1可由胞内转移到胞外发挥生物学作用，其主要途径有以下三种方式:①在致炎细胞因子的刺激下，由单核细胞、巨噬细胞等主动分泌;②损伤或坏死细胞被动释放;③特定细胞以自分泌或旁分泌分泌。在以上三种途径中，途径①是HMGB1最主要、同时也是最重要的转移方式。在机体细胞受到损伤或者发生坏死时，内毒素(LPS)刺激单核巨噬系统，引起HMGB1的主动分泌，并可诱发一系列生物学效应，如增加单核细胞的黏附作用、增强中性粒细胞的迁移能力、诱导树突状细胞成熟等。同时，HMGB1的分泌还可反作用于单核巨噬系统，促进单核巨噬系统对各种促炎性因子的释放，如HMGB1刺激单核细胞，可引起肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素1(IL-1α)、白细胞介素6(IL-6)等的释放;刺激巨噬细胞，可增强巨噬细胞合成TNF的能力，提高TNFmRNA的表达水平。除此之外，HMGB1还可以与晚期糖基化终产物受体(RAGE)结合，促进黏附分子(VCAM-1和ICAM-1)、趋化因子、t-PA及PAI-1等的表达，参与纤维溶解的过程。HMGB1通过这些方式不断地放大并加重炎症反应，最终导致机体受损器官的不可逆性损害。

Wang等[1]研究发现，在败血症治疗的研究过程中，应用针对早期致炎因子(如TNF、IL-1等)的拮抗剂治疗并没有取得预期效果，而应用HMGB1拮抗剂治疗却明显改善了败血症患者的预后，结果提示，在败血症晚期，HMGB1是重要致死性介质。Huang等[7]对有关烧伤患者的研究中发现，烧伤患者血清中HMGB1水平明显高于健康志愿者，因脓毒血症症死亡的患者HMGB水平更高。在有关对小鼠的试验研究中发现，给小鼠注射LPS后的8-32小时内，小鼠血清中可以检测到HMGB1，同时伴有TNF水平的升高。大量研究表明，HMGB1参与了炎症、尤其是晚期炎症的病理生理过程。

3 HMGB1与肿瘤的神经浸润

HMGB1通过与不同受体结合参与肿瘤的发生、发展、转移过程，如HMGB1与RAGE结合后，可激活MAP酶，引起一系列信号转导，激活MMP-2和MMP-9,进而促进细胞基质的降解，促进肿瘤转移;与Toll样受体结合，可诱导肿瘤新生血管的形成。另有研究报道，HMGB1可调节神经轴突向外生长的能力，并可加快胚胎干细胞向神经元分化的速度，引导神经突起的伸展和生长。基于HMGB1在肿瘤进程中的作用和其神经生长方面的功能，有学者推测，HMGB1可能参与了肿瘤的PNI，后来，有关于此的实验研究也证实了这一推测。周围神经浸润(PNI)的发生机制目前并不十分明确，一些神经营养因子，如神经生长因子(NGF)、神经营养素3(NT-3)及脑衍生神经营养因子(BDNF)等被认为与PNI有关，可能是PNI发生机制中重要的调节因子[8-10]。Kameda等[11]认为，终末神经束膜层数远少于中枢神经，所以，PNI更容易发生在终末神经。

3.1 HMGB1与胃癌PNI Chuang等[12]在对血清中HMGB1表达水平与胃癌临床与病理特征之间相关性研究中发现，血清中HMGB1表达水平与肿瘤大小、淋巴结转移及预后有显著相关性。研究指出，HMGB1作为一种重要的血清学标记物，在胃癌早期诊断、分期、发展及预后评估中的价值要远大于癌胚抗原。从目前的研究现状看，对于胃癌PNI的研究较少，对于胃癌PNI的机制并不明确，对于PNI在胃癌中的意义，不同的研究得出的结论也不尽相同。Duraker等[13]的研究表明，胃癌PNI与肿瘤的进展、脉管浸润及淋巴结转移有显著相关性，尤其对胃癌的预后，两者存在密切关系，但该研究同时表明，胃癌PNI并不能作为独立因素来评估胃癌患者的预后。Tanak等[14]对胃癌复发的研究中发现，胃癌复发与肿瘤淋巴结转移、PNI密切相关，多因素回归分析发现胃癌PNI对肿瘤预后有重要影响，进一步的研究发现，PNI对未发生浆膜浸润的T2期胃癌患者的预后评估更有价值。国内学者杨伟国等[15]的研究表明，胃癌神经浸润与肿瘤的进展相关性显著，可用来评估胃癌患者预后，并可将PNI作为常规病理报告内容之一，用来评估预后和指导胃癌临床治疗，同时，该研究还指出，HE染色用于PNI的检测比免疫组化方法更简单易行。

3.2 HMGB1与胆管癌PNI 研究发现，胆管癌作为肝胆系统的恶性肿瘤之一，不仅具有常见恶性肿瘤的转移方式,还具有神经浸润转移特性[16],同时，这也是胆管癌患者预后较差的重要原因之一。相关研究表明，胆管壁及其周围分布着丰富的内脏神经纤维,这些内脏神经纤维与肿瘤细胞密切接触,胆管癌细胞通过分泌蛋白酶将神经束膜降解,入侵到神经周围间隙，然后在多种自分泌或旁分泌激素的作用下,胆管癌细胞的运动迁移能力大大增强，最终导致肿瘤细胞侵袭神经。另有学者认为，由于在解剖结构上神经、血管、淋巴管联系紧密, 肿瘤有可能首先浸润小血管和淋巴管，然后在神经纤维周围形成“卫星”灶，包绕神经纤维,继而浸润到神经周围间隙。进一步的研究发现，那些在神经周围间隙、血管、淋巴管中的肿瘤细胞与原发灶在结构上并无连续性,这些肿瘤细胞脱离原发病灶后可以独立存活,形成新的肿瘤病灶。唐锟等[17]研究发现，在胆管癌患者的S100水平明显高于癌旁组织，高表达的S100上调MMP的表达，两者的高表达使肿瘤组织有了较高的嗜神经性，进而促进了胆管癌神经浸润转移。

3.3 HMGB1与胰腺癌PNI 许多研究表明，PNI、早期淋巴结转移、肝转移和预后差是胰腺癌的特征，同时，PNI也是导致胰腺癌易局部复发的一个重要因素。解剖学发现，胰腺内有大量与血管、腺管伴行的神经组织，这些神经组织大多走行于小叶间质内,其中来自于右腹腔神经结、腹腔丛右侧半及肝丛的神经纤维构成了胰头神经丛，这是胰腺癌早期易发生神经浸润的结构基础,同时也是术后容易复发的主要原因[18]。研究还阐述了胰腺癌细胞对神经的入侵途径:①瘤细胞可通过直接破坏神经周膜入侵;②通过神经的薄弱处，即神经周膜的血管入侵;③通过破坏神经末梢突触膜浸入。

Bockman等[19]发现,胰腺癌组织可高表达TGF-A，TGF-A与其受体EGFR结合可激活一系列信号转导途径，诱发胰腺癌细胞增殖,瘤细胞增殖到一定程度触及神经组织,可促使神经组织高表达TGF-A,高水平的TGF-A与EGFR结合又会刺激胰腺癌细胞的生长,进而导致胰腺癌的PNI，并使得肿瘤细胞沿阻力很小的神经间隙向远处转移，从而加快胰腺癌的进展。同时，研究还发现，在胰腺癌浸润的神经中，有腺内小神经,也有胰背组织中的粗大神经，胰腺内、外神经浸润发生的阳性率分别为73.3%和60.0%,胰外神经浸润均同时伴胰内浸润,浸润神经的肿瘤类型多为分化较好的管状腺癌,被浸润的神经其束膜和纤维的正常结构均已被破坏、消失。在电镜下观察，可发现胰腺内的神经纤维大多数为无髓纤维, 当肿瘤浸润到神经时，可见神经束膜的水肿、破坏及神经纤维的破坏，神经突触内部小器官水肿、破坏，突触小泡减少，肿瘤细胞沿神经纤维周围间隙向中枢侧神经转移，并可形成新的转移灶。

4 展望

HMGB1被发现已有40年历史，其在胞内稳定核小体，参与DNA重组、修复、调控基因转录等的功能已十分明确;在胞外，HMGB1作为一种重要的晚期炎症介质，在脓毒症中的作用也已被人熟知。最新研究表明，HMGB1参与了多种肿瘤的发生、发展、转移等，但其发生机制并不明确。PNI作为肿瘤侵犯扩散的一种新发现途径，其发生与多种肿瘤的预后密切相关，但目前为止，HMGB1参与PNI的机制仍不十分清楚，深入研究很有必要。随着分子生物学的发展，HMGB1不仅有望用来评估肿瘤患者的预后，还可以作为一个新的靶点指导肿瘤的临床治疗。

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