晚期糖基化终末产物受体途径在川崎病中的研究进展

周忠 王锋 田正 焦蓉

湖北医药学院附属襄阳市第一人民医院（湖北襄阳441000）

川崎病是一种好发于5 岁以下儿童的自限性血管炎症性疾病，主要临床表现包括发热、多形性皮疹、草莓舌、结膜充血、指端脱皮及颈部淋巴结肿大等。川崎病主要累及中小动脉，冠状动脉是最常见的受累部位［1］。虽然目前丙种球蛋白联合阿司匹林的标准方案使患儿有较大获益，但近年来丙种球蛋白不敏感型病例和复发病例数量呈逐年上升趋势［2-4］。目前川崎病辅助治疗较局限，因此为川崎病寻找更好的靶向治疗显得更加迫切。

晚期糖基化终末产物受体（RAGE）是位于人类6 号染色体基因经过转录翻译而来的细胞表面免疫球蛋白［5］。RAGE 是多配体受体，其主要的配体包括晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products，AGEs）、S100/钙粒蛋白、高迁移率族蛋白-1（high mobility group box-1，HMGB-1）及β-淀粉样蛋白（amyloid-β，Aβ）等。不同的配体与RAGE相互结合可介导RAGE 途径的活化，RAGE 途径在糖尿病血管病变、肺纤维化、心衰及阿尔兹海默病等疾病的发生机制中起重要作用［6］。川崎病患儿体内RAGE较正常儿童呈显著升高，其配体的表达也明显升高，RAGE 途径在川崎病的发生机制中扮演着重要角色［7-9］。本文就RAGE 途径在川崎病冠脉内皮细胞损伤的发生机制及阻断RAGE 途径活化的策略进行综述，期望为探究川崎病的发病机理及辅助治疗提供新的方向和思路。

1 RAGE 的结构及相关信号通路

RAGE 是由404 个氨基酸组成，主要分为胞外结构域、跨膜域及富含电荷的尾部。胞外结构域包括三个免疫球蛋白样区域：一个N 端的V 型结构域，随后跟着两个C 型结构域（C 和C′）。跨膜结构域使得RAGE 横跨细胞膜将信号传导入胞内。富含电荷的尾部可结合多种细胞内信号分子，从而能改变靶细胞的功能及特性，引发炎症反应及细胞凋亡。RAGE 包括有三个异构体：全长RAGE（full-length RAGE）、显性负RAGE（DN-RAGE）和可溶性RAGE（sRAGE）。全长RAGE 包括RAGE 完整的三个结构域，是配体发挥生物学功能的必备结构。当缺失传导信号的尾部后，被称为显性负RAGE。这种形式的RAGE 虽然仍然镶嵌在细胞膜上，但当配体与之结合后，由于失去传导信号的尾部结构无法传递信号分子，无法发挥生物学功能［5，10-11］。RAGE 可被体内膜相关蛋白酶水解，水解后的胞外结构域可释放入血，被称为可溶性RAGE，可作为一种生物标志物。同时sRAGE 可与RAGE 竞争性结合配体，从而拮抗RAGE 介导的病理效应［5］。RAGE 受体与体内多种信号通路相关。在配体与RAGE 结合后，可激活下游炎症通路（PI3K/AKT、ERK、p38、STAT3、AP-1、NF-AT、NF-κB等通路），通过促进炎性细胞因子及趋化因子的转录，调节自噬和凋亡，从而影响细胞的生物学功能。此外，活化的RAGE 途径可激活NADPH 氧化酶引起细胞内活性氧（ROS）产生，从而促使NFκB 入核产生氧化应激损伤。体内细胞氧化还原条件、氧化应激和代谢状态等因素可改变配体的特性，从而影响RAGE 激活的下游通路，因此RAGE 途径在各种疾病的发生和进展中发挥的生物学效应不同［12-13］。

2 RAGE 途径与川崎病

RAGE 与多种配体（如HMGB-1、AGEs 及S100蛋白）相互结合，在多种疾病的发病机制中起作用。在川崎病临床研究中，观察到RAGE 表达的上调，同时也检测到HMGB-1 和S100 蛋白家族成员的升高［14-15］。HMGB-1 和S100 蛋白与RAGE 相互作用，导致川崎病体内炎症反应的发生。

2.1 S100A8和S100A9S100A8、S100A9和S100A12分别被称为钙粒蛋白A、B 和C，这三种S100 蛋白主要激活粒细胞和单核细胞分泌，因此被归为钙粒蛋白家族。钙粒蛋白被认为是各种疾病炎症反应的生物标志物［16］。细胞外S100 蛋白通过结合RAGE 来介导中性粒细胞在血管内皮细胞的浸润。S100A8 和S100A9 虽不能直接与RAGE 结合，但经过羧甲基赖氨酸修饰后的蛋白可结合RAGE激活核转录因子-κB（NF-κB）炎症通路［14］。同时S100A8 和S100A9 还可通过Toll 样受体4（TLR4）依赖于MyD88 的经典通路激活TAK-1，促进下游NF-κB 的核转位及MAPK 通路的活化，导致炎症因子及激活蛋白-1 的合成和分泌［17］。其中Toll 样受体4 和NF-κB 信号通路是川崎病冠脉损伤的重要机制。EBIHARA等［16］通过对12例川崎病患儿白细胞18 个S100 基因检测发现，川崎病体内S100A6、A8、A9、A11、A12、S100P 和Z 基因较正常儿童上调。在上调的基因中，S100A8、S100A9 和S100A12在急性期上调更明显。S100A8 和S100A9 作为川崎病及其并发症的潜在标志物，它可调节中性粒细胞和单核细胞与内皮细胞的粘附并促进它们向血管壁迁移［18］。S100A8 和S100A9 作为公认的炎症损伤后的标志物，基于其生物学作用及在川崎病中的高表达，将其作为急性期川崎病炎症反应的指标，或仍具有探究价值。

2.2 S100A12在川崎病血管炎的病理生理过程中，早期可见中性粒细胞的短暂浸润，随后招募单核细胞及巨噬细胞浸润在血管内皮细胞中，最终介导冠脉炎症的发生［19-20］。S100A12蛋白在川崎病急性期显著上调，并在丙种球蛋白治疗后下降。但在丙种球蛋白无反应患儿血清中S100A12水平经典方案治疗后仍维持较高水平，证明S100A12 参与了川崎病炎症反应发生［9］。S100A12 蛋白主要由激活的中性粒细胞分泌，其是在S100 蛋白家族中第一个被发现可结合RAGE 并通过RAGE 发挥调控靶细胞作用的成员。最近研究表明，S100A12 通过与RAGE 结合，介导NF-κB 途径活化激活细胞，导致促炎介质的合成和分泌。此外，S100A12 还显示出强大的趋化活性［5］。在体外应用TNF-α 刺激中性粒细胞后发现，S100A12 蛋白呈时间和剂量依赖性方式增加。在川崎病中，单核细胞来源的IL-1β驱动了S100A12 诱导的人冠脉内皮细胞无菌性炎症［21-22］。因此S100A12 与促炎细胞因子之间相互交联，相互影响，形成正反馈产生炎症反应的级联效应，可导致冠脉无菌性血管炎的发生。

目前研究表明S100 蛋白家族成员S100A8、S100A9 和S100A12 在川崎病发生发展中扮演着重要的角色。同时它们可作为判断急性期炎症反应及丙种球蛋白无反应性的生物标志物。但目前尚缺乏有关S100 蛋白作为标志物对川崎病病程和丙球耐药的敏感性和特异性的研究，期望将这些标志物纳入川崎病冠脉病变发生风险及丙球耐药评分系统中用以指导临床诊断及治疗。

2.3 HMGB-1HMGB-1作为一种促炎介质，在无菌损伤或微生物入侵后释放，激活免疫活性细胞，通过释放促炎细胞因子来放大炎症反应。HMGB-1已被证明可激活血管内皮细胞ICAM-1、VCAM-1、E-选择素、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、RAGE、TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、IL-8、纤溶酶原激活抑制剂-1 及纤溶酶原激活物的表达和分泌［23］。同时HMGB-1 也能促进内皮细胞的活化、内皮细胞骨架重排、通透性增加和屏障功能破坏，活化后的内皮细胞进一步释放HMGB-1促进炎症瀑布的发生［24］。HMGB-1与川崎病的发生及丙球耐药有紧密的联系。王春岩等［25］通过对30 例川崎病患儿血清样本的研究显示，川崎病患儿体内HMGB-1的水平较正常组及感染组显著升高，且冠脉损伤及丙种球蛋白无反应患儿表达水平更高。AHN 等［14］通过对265 例川崎病患者基因进行测序也得到同样的结论，HMGB-1 基因的SNP rs1412125 与川崎病冠脉病变形成及丙球耐药有关。因此有学者提出在现有的预测IVIG 耐药的风险评分中，加入血HMGB-1 水平对患者进行分层，将可能增加丙球联合糖皮质激素治疗成功的可能性［26］。

HMGB-1-RAGE 轴在炎症反应的发生及细胞的凋亡中发挥着重要的作用。QIAN 等［15］发现川崎病血清中HMGB-1-RAGE-NF-κB 较正常组明显升高，并在川崎病病程的不同阶段发生变化，在动物实验中也得到相同的结论。HMGB-1-RAGE 轴不仅在促进炎症反应和信号通路活化上起作用，在促进冠脉内皮细胞焦亡中也至关重要。JIA 等［27-28］应用川崎病血清刺激人单核细胞后与人冠脉内皮细胞共培养发现，血清刺激单核细胞释放HMGB-1，释放的HMGB-1可作用于冠脉内皮细胞RAGE受体，从而启动细胞焦亡途径，促进GSDMD 和NLRP3 炎症小体生成，介导IL-1β 的生成，最终导致内皮细胞程序性死亡。

目前研究表明HMGB-1-RAGE 可能是冠状动脉损伤发生机制中的重要环节。此外，丙种球蛋白发挥抗炎作用的机制，可能与其调控HMGB-1-RAGE 有关。但尚不清楚激活HMGB-1 启动RAGE途径的病原体产物或内源性配体。

3 RAGE 途径抑制剂

RAGE 作为疾病治疗的靶点，其抑制剂目前主要集中在sRAGE、抗RAGE 抗体和分子抑制剂等方面的研究。

3.1 sRAGEsRAGE 是RAGE 的一种截断形式，主要由RAGE 的细胞外结构区域组成，而细胞外结构区域可与配体相互结合，但无跨膜区域及胞内区域，无法将信号分子传入细胞内，因此可与RAGE 形成竞争性抑制［6］。体内由于脱落酶、去整合素和基质金属蛋白酶10的作用下膜结合的RAGE蛋白裂解产生内源性sRAGE，因此sRAGE 可作为RAGE 的表达和靶器官损伤严重程度的标志物［29］。在川崎病患儿体内也可检测到sRAGE 在急性期时显著下调，并与S100A12 水平呈负相关［30］。虽然体内可产生内源性sRAGE，但含量很少难以达到治疗作用，此时额外补充重组sRAGE 是一种很好的治疗手段。重组sRAGE 在小鼠体内，可显著抑制RAGE 的表达，并能够上调保护性炎症因子IL-10 及TGF-β 的表达，同时可抑制晚期T 细胞分化为成熟的致病表型［31］。此外，sRAGE 通过阻断气道树突状细胞HMGB-1/RAGE 信号通路来减轻中性粒细胞介导的哮喘发作［32］。理论上，在川崎病治疗中，应用sRAGE抑制S100蛋白及HMGB-1 与RAGE 相互作用从而可抑制体内炎症效应的发生和放大。

3.2 RAGE 抗体RAGE 抗体是针对于RAGE 的单克隆抗体，在体外阻断RAGE 与多种配体结合，从而抑制其发挥生物学效应。在LPS 诱导的脓毒症小鼠模型中RAGE 及其所介导的促炎因子和趋化因子明显上调，应用RAGE 抗体后显著抑制小鼠肝脏RAGE的表达，同时下调NF-κB通路及TLR4 通路的活化，从而减少IL-1β 和TNF-α 等炎症因子的产生［33］。RAGE 抗体不仅在炎症信号通路中起作用，而且在免疫细胞调节及血管功能调节发挥着作用。STEENVOORDEN 等［34］表明，HMGB-1 可诱导成纤维细胞样滑膜细胞侵袭性增加，而RAGE抗体可显著降低其侵袭性，是抑制类风湿性关节炎软骨和骨侵袭的策略。ZHU 等［35］的研究表明，RAGE 抗体可显著抑制烫伤大鼠体内RAGE 的表达，并能够促进大鼠体内DC细胞及T细胞成熟［35］。在糖尿病血管模型中，RAGE 抗体还显示调节血管内皮功能障碍的作用，在应用RAGE 抗体后可抑制血管通透性的增加。RAGE 抗体在体外实验中显示出较好的阻断RAGE 及其效应的作用，随着单克隆抗体技术的成熟，RAGE 抗体是较为理想的阻断RAGE 的策略。

3.3 小分子抑制剂FPS-ZM1是2012年DEANE等从大量的小分子化合物中筛选出来的，特异性结合RAGE 的V 结构域的RAGE 抑制剂［36］。JIA 等［26］研究表明，FPS-ZM1 通过特异性结合RAGE，从而抑制HMGB-1 介导的炎症反应的发生，降低NLRP3 小体、IL-1β 及IL-18 的水平，最终减轻川崎病小鼠体内冠脉炎症反应。FPS-ZM1 是潜在的治疗川崎病的药物。TTP488 是首个有临床获益的RAGE 抑制剂。TTP488 经过大样本的临床实验研究表明，TTP488 可缓解轻度阿尔兹海默病的认知功能障碍［6］。在阿尔兹海默病大鼠体内，TTP488可抑制NLRP1 的活化而影响JAK/STAT 通路的活化［37］。JAK-STAT 信号通路也参与了川崎病冠脉损伤的发生。目前尚不清楚TTP488 作为RAGE 的小分子口服抑制剂是否能应用于川崎病中，仍需要进行大量的实验研究。

4 总结与展望

在川崎病的炎症损伤发生机制中，RAGE 信号通路扮演着重要的角色。川崎病血清中的S100 蛋白和HMGB-1 可通过激活RAGE 活化来介导炎症反应的发生。RAGE 途径的活化不仅可激活下游NF-κB 信号通路导致促炎因子和趋化因子的产生和分泌，而且还能影响冠脉炎症发生过程中TLR4及JAK-STAT3 途径的激活。炎症信号通路间相互影响、相互作用，形成错综复杂的炎症反应网络，最终导致炎症反应瀑布效应。

在川崎病的治疗方法中，虽然丙种球蛋白联合阿司匹林的经典方案使得患儿有较大的获益，但目前仍无法解决丙球耐药和疾病复发的问题，因此寻找更优化的辅助治疗方案显得更加迫切。鉴于RAGE 在川崎病发病机制中的关键作用和RAGE 抑制剂在治疗糖尿病、脓毒症和自身免疫性疾病中的作用，因此sRAGE、RAGE 抗体和小分子抑制剂有望成为治疗川崎病的潜在药物。但目前在川崎病模型中应用RAGE 抑制剂的研究较少，RAGE 是否能够成为治疗川崎病的有效靶点以及RAGE 抑制剂的安全性问题还需要进行深入研究，从而能够更加深入理解川崎病的发病机理，为川崎病治疗提供新的策略。