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目的:本实验以小鼠系膜细胞为研究对象,以重组鼠HMGB1为刺激物,试图通过检测其受体Toll样受体2(TLR2)的诱导表达情况及沉默其受体后,细胞增殖及细胞周期相关蛋白的表达变化,初步探讨HMGB1通过其受体对系膜细胞的促增殖作用。系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,其特征是多器官受累,产生抗核抗体及免疫复合物的沉积[1]。狼疮性肾炎(Lupus nephritis,LN)被视为SLE最严重之一的器官表现,影响约35%至50%的狼疮患者。尽管对其发病机制有了深入的了解,其临床治疗效果越来越好,但狼疮性肾炎仍是SLE患者死亡的主要原因。高迁移率族蛋白-1(High mobility group protein-1,HMGB1)是一个被发现在所有哺乳动物细胞的核内蛋白,被称为DNA结合蛋白,参与染色质结构和基因转录的调控[2]。而细胞外HMGB1已被确定为一种炎症介质,由于其促炎性和免疫刺激特性,参与多种慢性炎症和自身免疫性疾病的发病[3]。HMGB1不但由活化的免疫细胞主动分泌(如巨噬细胞和单核细胞),而且也被动地从损伤或坏死细胞中释放[4]。此外,HMGB1诱导产生其它细胞因子如肿瘤坏死因子和白细胞介素-1(IL-1)、IL-6和IL-8,并且它还是一种内皮细胞的激活剂,导致粘附分子的上调。研究发现,在不同的炎症性疾病中如败血症、类风湿性关节炎、抗中性粒细胞胞质-MATIC抗体(ANCA)相关性血管炎、慢性肾脏疾病以及SLE[5]均伴有血清中HMGB1表达升高。另外,与活动性狼疮(非肾脏损害)的患者相比,在活动性狼疮性肾病患者血清中HMGB1水平明显增高[6]。我们前期的实验中检测了HMGB1及其可能受体TLR2、4在狼疮性肾炎患者外周血及狼疮小鼠肾组织中的表达情况,结果显示,HMGB1及TLR2、4在狼疮性肾炎发病过程中明显高表达,同时与系膜细胞的增生密切相关,推断HMGB1可能通过与其受体结合参与了狼疮时系膜细胞的异常增殖,促进了增生性肾小球肾炎的发生,但其确切机制,目前尚不清楚。方法:选取小鼠系膜细胞MMC为研究对象,1)为了确定HMGB1对小鼠系膜细胞增殖的影响,将小鼠系膜细胞随机分为正常对照组及50μg/LHMGB1刺激组、100μg/L HMGB1刺激组和200μg/LHMGB1刺激组,分别培养2、4、8和12h,收集不同时间点不同浓度刺激的细胞,以BrdU掺入法检测小鼠系膜细胞的增殖水平。2)为了检测HMGB1对小鼠系膜细胞TLR2、PCNA、Cyclin D1、CDK4、p16表达的影响,将常规培养的MMC细胞随机分为正常对照组及100μg/LHMGB1刺激组,分别于培养2、4、6、8和12h时收集细胞,采用Real-time PCR及Western Blot检测小鼠系膜细胞TLR2、 PCNA、CyclinD1、CDK4、p16的表达变化。3)为了明确TLR2表达与HMGB1介导的MMC增殖中的作用,将MMC细胞随机分为正常对照组、HMGB1刺激组(100μg/L)、HMGB1刺激+pYr-3.1-shTLR2组(转染组)、HMGB1刺激+空白质粒组(空白质粒组),刺激8h时收集细胞,Western Blot检测pYr-3.1-shTLR2的沉默效果及细胞周期蛋白PCNA、CyclinD1、CDK4、p16蛋白的表达变化。结果:1HMGB1上调小鼠系膜细胞增殖水平以HMGB1刺激小鼠系膜细胞,在刺激2h,小鼠系膜细胞的增殖水平开始逐渐上升,至HMGB1作用8h,小鼠系膜细胞的增殖水平最高,至作用12h后其增殖水平稍有降低,但与8h相比,差异无统计学意义。BrdU结果显示,100μg/L及200μg/L浓度刺激下的增殖水平明显高于50μg/L浓度时,但200μg/L与100μg/L相比差异无统计学意义(P>0.05)。2HMGB1时间依赖性上调小鼠系膜细胞TLR2的表达Real-time PCR结果显示,HMGB1明显上调TLR2mRNA表达,至HMGB1作用6h,TLR2的mRNA表达升高最明显(2.2±0.16),与正常对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05),至作用12h后其表达水平逐渐回落,但仍高于正常组。Western Blot结果显示:HMGB1时间依赖性上调TLR2蛋白表达,至HMGB1作用8h蛋白表达达高峰(0.55±0.02),12h时略有下降,但仍高于正常对照组(0.1±0.01),差异具有统计学意义(P<0.05)。3HMGB1刺激能够上调小鼠系膜细胞中PCNA mRNA及蛋白的表达HMGB1能够诱导PCNA mRNA和蛋白表达升高,呈时间依赖性。mRAN表达在刺激6h达高峰(1.9±0.13),而PCNA蛋白在8h时达高峰(0.56±0.02),12h逐渐回落,与正常对照组相比(0.28±0.01),差异均有统计学意义(P<0.05)。4HMGB1刺激能够上调小鼠系膜细胞中CyclinD1、CDK4mRNA及蛋白的表达HMGB1上调CyclinD1、CDK4mRNA表达,至HMGB1刺激6h时表达水平最高(1.8±0.14、1.6±0.12),与正常对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05),而至HMGB1作用12h后其表达水平逐渐回落。Western Blot结果显示:HMGB1上调CyclinD1、CDK4蛋白表达,至HMGB1作用8h蛋白表达达峰(0.43±0.02、0.23±0.01),与正常对照组相比(0.14±0.01、0.04±0.01),差异具有统计学意义(P<0.05),至作用12h后逐渐回落,但仍高于正常对照组。5HMGB1刺激后能够时间依赖性地降低小鼠系膜细胞中p16的表达与正常对照组相比,至HMGB1作用2、4、6、8及12h时小鼠系膜细胞中p16mRNA及蛋白的表达水平呈持续降低趋势,呈时间依赖性,差异均有统计学意义(P<0.05)。6RNA干扰沉默TLR2表达,能够有效地下调HMGB1诱导的小鼠系膜细胞中细胞周期蛋白的表达,降低系膜细胞的增殖水平与HMGB1刺激组相比(0.55±0.02、0.28±0.01、0.27±0.01、0.06±0.01),pYr-3.1-shTLR2转染组的小鼠系膜细胞的PCNA、CyclinD1、CDK4表达下降(0.28±0.01、0.10±0.01、0.10±0.01),p16表达上调(0.14±0.01),差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:HMGB1诱导了小鼠系膜细胞TLR2的表达,伴有细胞增殖水平升高和PCNA、Cyclin D1、CDK4表达上调,考虑HMGB1可能通过与小鼠系膜细胞膜表面受体TLR2结合后,通过某种信号途径上调细胞周期调控蛋白CyclinD1、CDK4的表达,并下调细胞周期依赖性激酶抑制剂p16的表达,推动细胞从G0/G1期进入S期,细胞增殖水平提高。但这只是细胞水平的初步研究,关于TLR2在HMGB1介导的系膜细胞增殖中的确切作用,尚需要动物实验进一步证实。