HMGB1及其受体在寻常型银屑病的作用及机制研究

This research is based on our previous findings: high mobility group box-1 (HMGB1) was translocated to the cytoplasm and released extracellularly in keratinocytes (KCs) in lesional skin of psoriasis vulgaris (PV) patients. By using membrane cytokine antibody array, we found that HMGB1 may contribute to the release of proinflammatory cytokines and chemokines in KCs. In this study, we observe the biologic effects of HMGB1 in KCs and mice skin. We focus on the effects of HMGB1 on the production of proinflammatory cytokines and chemokines at both mRNA and protein levels, leukocytes migration and skin leukocyte infiltrates. Furthermore, we explore the potential contribution of HMGB1 receptors and signal transduction pathways in HMGB1-treated KCs and mice. In addition, we also investigate the therapeutic effects of HMGB1 or its receptors blockade in the animal model of PV. It would be interesting and important to ascertain the effects and mechanisms of HMGB1 in PV through these in vivo as well as in vitro approaches. It may further extend and deepen the understanding of the biologic effects of HMGB1 and open new therapeutic opportunities in PV by targeting HMGB1 and its receptors. No similar study has been found thus far.

本项目基于我们前期重要发现：寻常型银屑病(psoriasis vulgaris, PV)患者角质形成细胞(keratinocytes, KCs)存在高迁移率族蛋白B1(high mobility group box-1, HMGB1)的胞浆转导及胞外释放这种特殊的生物学改变；细胞因子抗体芯片结果显示HMGB1可能具有促进KCs促炎症细胞因子及趋化因子释放的作用。拟深入研究：HMGB1对人KCs促炎症细胞因子及趋化因子在mRNA及蛋白水平产生的作用，对白细胞迁移的作用，及可能依赖的受体和信号通路；阻断HMGB1及其受体相互作用对PV小鼠模型的干预作用及机制。本项目从分子、细胞和动物等多个层面来揭示HMGB1在PV发病机制中的作用，扩展我们对HMGB1生物学作用的认识；为针对HMGB1及其受体靶点治疗PV 的新药开发及可能的产业化发展提供坚实的理论依据。未见国内外相关研究。

为探讨HMGB1及其受体在银屑病中的作用，本研究主要进行了体内和体外两方面的研究。体内研究主要发现局部 HMGB1 皮内注射，不诱导正常小鼠皮肤增殖；但能促进咪喹莫特(imiquimod, IMQ)诱导的银屑病样小鼠皮肤增殖， 出现更为严重的银屑病样皮损；同时促进局部炎细胞浸润，相关标记CD3、 CD11c、MPO的表达；上调皮损处 IL-17, IFN-γ, IL-6及TNF-α 在mRNA水平的表达。我们使用抗 HMGB1 单克隆抗体处理 IMQ 诱导的银屑病样小鼠，发现抗HMGB1 单克隆抗体能明显改善 IMQ 诱导的银屑病样皮损表现，组织学上能明显改善 IMQ 诱导的表皮增殖及炎细胞浸润，相关标记 CD3、 CD11c、 MPO 的表达也被明显抑制。 此外，我们也显示抗 HMGB1 单克隆抗体明显减低皮损处 IL-17, IFN-γ, IL-6 及 TNF-α 在 mRNA 水平的表达，降低局部皮损γΔT 淋巴细胞数量。我们使用 HMGB1 抑制剂甘草酸处理 IMQ 诱导的银屑病样小鼠，发现甘草酸能抑制小鼠 HMGB1 蛋白的胞浆转导，同样甘草酸能明显改善IMQ诱导的银屑病样皮损表现，改善IMQ诱导的表皮增殖及炎细胞浸润， 抑制皮损 处 IL-17, IFN-γ, IL-6 及TNF-α在mRNA水平的表达， 降低局部皮损γΔT淋巴细胞数量。抗HMGB1单抗或HMGB1抑制剂甘草酸均能改善 K14-VEGF 转基因小鼠银屑病样皮损表现及组织学改变，抑制局部炎症细胞浸润，降低 CD3、 CD11c、MPO 的表达，抑制 IL-17, IFN-γ, IL-6及TNF-α 在 mRNA 水平的表达。体外研究发现，HMGB1重组蛋白可促进人角质形成细胞中F-α、F-β、Oncostatin M及趋化因子CXCL8、CCL5、CXCL1、CXCL2、CXCL3产生；活化人角质形成细胞核因子-κB (nuclear factor-κB, NF-κB)及丝裂原活化蛋白激酶蛋白(mitogen-activated protein kinases ,MAPKs) 途径，包括：细胞外信号调节激酶 (extracellular signal-regulated kinase , ERK) 、P38及c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，J