巨噬细胞移动抑制因子与胰腺炎相关研究进展

谢巴图白音 王万祥

摘 要：巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）是集合了细胞因子、生长因子、前炎症因子、激素和酶等特性为一体的多效能分子，其与多种炎症性疾病、免疫疾病及肿瘤等都密切相关。有研究发现：胰腺炎的发病机制可能与炎性介质的过度释放有关，但其具体机制仍不明确，但减少MFI的生成或阻断其活性可能为患者治疗胰腺炎提供新的治疗选择。

关键词：巨噬细胞移动抑制因子；胰腺炎；反应机制；ISO-1

急性胰腺炎（acute pancreatitis， AP）作为目前临床上发病率较高的疾病，被分为重症急性胰腺炎（SAP）和轻症急性胰腺炎， 其中重症急性胰腺炎约占比例20%，死亡率可达15%～25%。研究发现，胰腺炎发病机制与过量释放的细胞因子，胰酶激活，胰腺细胞凋亡等有关，最后导致胰腺及其周边组织受损、病变、器官衰竭等。有学者研究发现：胰腺炎的发病与MIF有关，而MIF的互变异构酶抑制剂ISO-1能够抑制MIF的异构酶以及其生物学活性。本文主要就MIF与胰腺炎的关联做相关概述。

1 MIF概述

1.1 MIF基因及蛋白结构

MIF基因片段较小，约为 0.8kb，包括3 个外显子和 2 个内含子，是单拷贝基因，位于21号染色体长臂上。MIF的cDNA编码区含115个氨基酸序列，以α/β结构的三聚体形式存在，有两个平行反向的α螺旋和六个β链组成，相对分子质量数为12.5kDa。在人和鼠中MIF的氨基酸序列，同源性可高达 90%，MIF是高度保守的蛋白质。有别于大多数的细胞因子，MIF由免疫系统和内分泌系统释放后存储于细胞池中，在炎症因子刺激下不需要重新合成即可发挥生物学功能，属于组成性表达。

1.2 MIF的细胞学和组织学来源

正常的人血清MIF的浓度是 2.0～4.0μg/L，表达与大多数组织及细胞中，其中以活化的 T 淋巴细胞中表达量尤为突出。研究发现，体内的MIF的最基本来源为促肾上腺皮质细胞、单核细胞/巨噬细胞以及活化的 T 淋巴细胞，当然其它的实质细胞将表达的MIF储藏于胞浆内。

2 MIF 与炎性疾病

在炎症性疾病的形成和发展过程中，MIF充当重要角色。MIF是一种即调节固有免疫又调节获得性免疫的调节因子，当机体受到外界刺激时，MIF迅速的从细胞胞浆中分泌出来，通过多条途径激活核转录因子，促进DNA转录，启动细胞因子（如TNF-α、IFN-γ和IL-1β、IL-2、6、8等）和辅助粘附分子（CD80和CD86）基因的表达，并且释放NO，级联放大炎症反应，从而激活非特异性和特异性免疫系统。

2.1 MIF 在炎症反应中的机制

2.1.1 MIF 与TLR4

1997年Janeway和Rock等首次发现具有高度同源性的Toll样受体（TLR）。TLR属于I型跨膜糖蛋白，有三部分组成，胞外区、胞内区和跨膜区。其中胞外区含有18～31个串联的亮氨酸重复序列，主要负责粘附和识别蛋白质。胞内区含有Toll同源结构域和羧基端的短尾肽，主要行驶信号传导功能。当前，在人体中被确定的TLR有10种， TLR对微生物或组织成分有明显的识别作用，其中以TLR4研究最为深入。TLR4是脂多糖（LPS）结合的主要受体并发生信号传导作用，机体识别脂多糖（ 1ipopolysaccharide，LPS）或需要结合脂蛋白（LBP）、CD14、TLR4（ toll-like receptor4 ）三者结合才能发生相互作用。在细胞外，炎症刺激因子LPS以CD14作为桥梁与TLR4的胞外区结合，使得信号传导到细胞内，同时TLR4的胞内区TIR结构与下游的衔接蛋白MyD88的c端结合，同时，MyD88的N端招募具有死亡结构域的信号分子IRAK，激活IRAK自磷酸化，继而激活TRAF6，进而激活NF-κB抑制物的激酶复合物IKKs，进而刺激下游的信号传递，进入 NF-κB信号途径，使巨噬细胞活化，促进细胞因子生成。而MIF则可上调 TLR4 的表达，从而促进清除革兰氏阴性菌，发挥重要的免疫学功能[8]。

2.1.2 NF-κB途径

核转录因子-kappa B（NF-κB）是一种调节炎性细胞因子基因表达的因子。NF-κB家族中的p65和p50两个成员形成二聚体，与κB的抑制蛋白I-κB结合，I-κB在IKKs复合物的作用下磷酸化，再泛素化降解，从而使NF-κB从静息状态被激活，通过核移位进入细胞核，通过RHD端与DNA结合，促进激活DNA的转录，诱导基因表达。在内毒素刺激外周血单核细胞的实验中，显示出MIF能够抑制合成I-κB，从而使发生核移位的NF-κB数量增多，促进释放炎症因子[9]。发生SAP时，胰腺组织中的NF-κB被活化，并促进 TNF-α和 IL-6中mRN的表达，参与胰腺及周边组织的损伤过程。袁耀宗等研究发现，给予吡咯烷二硫代氨甲酸盐（PDTC）能够抑制 SAP 大鼠的肝脏组织中的NF-κB的活性，通过降低细胞因子的表达量从而减轻肝脏损伤。

2.1.3 Rb调控

Rb是一种肿瘤抑制基因。Rb基因在许多不同的癌肿瘤中处于突变状态，其蛋白质产物是一种能够促进细胞进入分裂期的基因表达的转录因子。肿瘤抑制蛋白主要受上游分子周期素D1调节，发生磷酸化后，促进释放E2F，进一步促进S-期急性酶的表达。而MIF则能够通过Rb磷酸化后，来增强E2F活性，这在整合素介导的细胞分裂中起着引导性的作用。

2.1.4 AP-1调控

MIF发挥作用的重要机制可能与活化蛋白-1（AP-1）有密切关系。AP-1是一种核转录因子，在哺乳动物中主要包括两类：Jun和fos。AP-1能够激活Jun和fos 的是细胞质中的MAPK家族的调节蛋白，主要包括JNK、ERK和p38三种，Jun和fos 被这三种激酶激活后发生自磷酸化，从细胞质移位到细胞核内与AP-1结合， AP-1发生自磷酸化，继而与DNA结合参与转录翻译。MIF的生物学特征显示：不同浓度的MIF对细胞的调节作用不同。MIF能够与Jab-1发生互相作用，促进AP-1调节基因发生转录的活性，一方面：Jab-1能够增强AP-1/c-jun复合物和AP-1位点的结合；另一方面：加速p27Kip1蛋白的降解，此蛋白具有停止细胞分裂周期的功能。總之，过量的MIF表达能够抑制Jab-1基因的促生长作用，降低AP-1/c-jun复合物的稳定性。

2.1.5对p53因子的调节

p53基因是当前人类发现的与肿瘤相关性最高的基因，在超过半数的肿瘤患者中都发生 P突变，MIF可能是通过影响P基因的功能，或和突变的蛋白共同参与肿瘤的变化过程，P53基因有野生型和突变型两种。肿瘤抑制因子的主要功能诱导细胞不适当的增殖，其原理有两个方面，其一，诱导停止细胞分裂周期，其二，诱导细胞凋亡。巨噬细胞发挥促炎功能主要通过MIF抑制myc活性从而诱导p53凋亡，MIF抑制p53基因的功能，促进肿瘤生长，扩大炎症反应。因此，MIF有促进细胞生长作用，这可能是其参与多种炎症性疾病的机制之一。

2.2 MIF 与急性胰腺炎

AP 的发病机制虽然目前尚未完全阐明，但是胰酶在胰腺内被激活并进行自身消化，发生炎症细胞浸润，并生成细胞因子，进而发生炎症的级联反应，这个递进过程已得到广泛认同。在胰腺炎的早期，高细胞因子血症及其所引发其它组织损伤，成为胰腺炎面临的主要问题MIF 作为一种促进炎症释放因子，在 AP 发病机制中起重要作用。在其发病过程起着重要的细胞因子有TNF-α、IL-1、IL-6 及 IL-8 等，而这些细胞因子的生成又都与NF-κB密切相关，而 MIF可以引起 NF-κB 活化，使炎症反应发生放大，进而释放大量炎性因子。Al-Abed Y等研究发现：用注射牛磺胆酸制造急性坏死性胰腺炎动物模型，再用注射雨蛙素制造急性水肿性胰腺炎的动物模型，之后检测腹水、血清和肺脏的 MIF 含量。结果表明，ANP 动物模型的腹水和血清中 MIF 含量均明显增高，而轻症急性胰腺炎腹水及血清中的 MIF 含量明显低于其在 SAP 中的含量，说明：血清中 MIF 的含量与AP 的严重程度呈正比，并且 MIF 抗体能减少SAP 大鼠的死亡率，从上述实验可以看出：MIF在大鼠重症胰腺炎中起重要作用。还有学者研究发现：在急性坏死性胰腺炎的大鼠模型中，大鼠血清中 MIF 含量和胰腺组织中的NF-κB p65 蛋白含量呈正相关，胰腺组织的病理学评分也显示了這一结果。推测出 MIF 可能通过调控NF-κB 信号途径来影响血清中各种细胞因子（如 TNF-α、IL-1、6 、8）的分泌。王烜等研究发现，SAP 大鼠肺组织中的MIFmRNA 表达量很高，血清中 MIF增多，并且增加程度和肺损伤程度呈正相关。以上结果均表明：MIF与胰腺炎的发病也着密不可分的关系。

3 炎症性疾病时对MIF的相关治疗

3.1 抗MIF抗体的应用

用抗MIF抗体处理炎症性的动物模型研究发现有两方面的作用，一方面抗MIF抗体能够降低炎症部位炎性细胞的聚集；另一方面降低28天后的死率，使预后得到一定的改善。Makita H等研究发现：对LPS刺激的老鼠模型使用MIF单克隆抗体后，小鼠肺泡巨噬细胞和支气管内皮细胞中MIF的 mRNA表达量明显下降，而中性粒细胞的趋化因子MIP-2/CINC-3表达量明显降低，小鼠肺组织中的中性粒细胞聚集程度减低。Robinson S C等研究发现：抗MIF抗体能够降低革兰氏阳性和阴性菌的致死率，增强对内外毒素的耐受性，对机体起到一定程度的保护作用。Calandra T等研究发现：建立小鼠盲肠结扎穿孔腹膜炎炎症模型，使用重组MIF后出现炎症加重症状，给予小鼠抗MIF抗体后炎症则得到一定的改善，降低血浆中促炎性介质水平。综上所述，抗MIF抗体的应用可以抑制MIF的活性，增强免疫细胞的稳定性，使抗炎性能增强，改善炎症反应，但其如在临床应用还有待于进一步研究。

3.2 酶活性抑制剂的应用

目前，临床上治疗炎症较理想的方案是应用小分子抑制剂。小分子抑制剂不可逆的和MIF的催化位点结合，达到抑制MIF的促炎作用的效果。异唑类衍生物（ISO-1）能够稳定存在于水溶液中。学者对MIF/对羟苯丙酮酸复合物以及氨基酸Schif基化合物进行结构分析发现：ISO-1中发现了能和MIF催化活性位点发生不可逆结合的序列，首先，ISO-1发挥生物学作用必须先与MIF结合，并形成MIF/ISO-1复合物，抑制MIF互变异构酶的活性 ；第二，MIF能够刺激激活细胞胞浆磷脂酶A2（PLA2），释放花生四烯酸产物，而ISO-1则可以抑制花生四烯酸的释放；第三，ISO-1还能够抑制MIF对GC的拮抗作用。以上三点都从不同途径起到一定的抗炎效果，为小分子抑制剂在临床上治疗相关炎症性疾病提供可能。

4. 需进一步研究的问题

4.1 疾病病因学方面

多种因素可诱发胰腺炎，在不同因素中MIF的表达及释放的炎症因子也不尽相同，这与疾病的发展及其他脏器病变程度都有较大的相关性，这些问题有待进一步研究。在感染性疾病时，MIF是否与机体循环机能下降有明显关系也需进一步探讨。

4.2 治疗学方面

（1）MIF的生物学特性发挥作用包括多种信号分子参与，实验中采取相应的阻断剂进行阻断对MIF的作用有哪些影响，作为治疗方式也有待验证。

（2）从MIF酶活性方面来考虑，ISO-1作为MIF的拓扑酶抑制剂，是否在MIF酶促位点结合部位起着重要的作用，也有待证明。目前IS0-1在治疗脓毒症方面已有明显疗效，其是否一样适用于胰腺炎的治疗，也有待于进一步的考察。能否研制其他小分子的抑制剂等都是下一步研发的可能。

（3）通过对MIF的分子机制的进一步探讨，在各个通路环节，每个基因都发挥重要的作用，研究这些有效基因的抑制剂，对阐明其与疾病的潜在关系也具有重要作用，这有助于对胰腺炎等炎症疾病的发病、诊断及治疗有进一步的认识。

5 结语

胰腺炎的发生和发展与炎症因子密切相关，炎症始发于胰腺内，进而扩散到附近器官，导致其他组织病变，在此过程中，MIF起着重要角色。尽管SAP的发病机制尚未明确，但随着对MIF机制的深入研究，对合理调节机体的免疫反应有重要意义，MIF可增强炎症反应，因此，选取有效的MIF的抑制作用的抑制剂，对治疗胰腺炎有很大帮助。

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