HMGB1的两种亚型具有不同调节功能

【作者】 王勇军； 董莹莹； 宦有娟； 丁斐； 顾晓松；

【机构】 南通大学江苏省神经再生重点实验室；

【摘要】 目的近年来研究发现,免疫细胞可以被动或主动释放高迁移率族蛋白HMGB1,进而调节炎症反应。同时也有研究认为,HMGB1促进神经元细胞黏附和轴突生长,参与神经系统的发育和成熟。然而这两种矛盾的生物学功能如何在同一分子中得到统一,一直令人疑惑。我们以多疣壁虎为实验模型,克隆了HMGB1基因的两个亚型HMGB1a和HMGB1b,本实验拟对这两个不同亚型基因进行功能比较研究。方法壁虎腹腔注射LPS以及断尾再生研究HMGB1a和HMGB1b的表达;以RAW264.7巨噬细胞株和神经母细胞瘤进行体外表达分析以及功能位点的突变分析。结果 (1)同源比对发现,HMGB1a和HMGB1b的主要功能域仅有一个氨基酸不同。壁虎断尾再生模型研究发现,HMGB1a和HMGB1b主要定位于脊髓的灰质,断尾损伤后HMGB1b的表达呈明显上调,而HMGB1a的表达丰度在断尾损伤后没有显著性差异;(2)LPS腹腔注射模型显示,在主要免疫调节器官脾脏以及肾和肝中,HMGB1a的表达随着处理时间的延长,呈逐渐上升趋势,而HMGB1b在各组织中表达变化无明显差异;(3)体外实验结果显示,在RAW264.7巨噬细胞株中过表达HMGB1a后,免疫因子TNF-α、IL1-a表达量显著上调,而过表达HMGB1b后免疫因子TNF、IL1a表达量不发生明显变化;对活性位点的氨基酸互换突变后发现,过表达HMGB1a~m其效应与HMGB1b类似,而过表达HMGB1b~m后效应与HMGB1a类似;(4)在神经元细胞中的研究发现,过表达HMGB1b后,神经元细胞Bcl-2/Bax显著升高,而过表达HMGB1a则没有显著变化,活性位点的氨基酸进行互换突变后过表达发现,HMGB1a和HMGB1b的功能也发生互换。研究表明,HMGB1a和HMGB1b主要通过TLR2和TLR4受体起作用。结果提示,HMGB1a和HMGB1b分别与免疫调节和神经元抗凋亡有关,哺乳动物中的HMGB1促进神经再生以及介导免疫调节,可能由HMGB1的不同亚型调节。更多还原