HMGB1/RAGE信号介导炎症在糖尿病周围神经病变作用及其机制研究

Diabetic peripheral neuropathy (DPN) is the leading cause of amputation in patients with diabetes mellitus. However, the molecular mechanisms underlying pathological changes have not been fully elaborated. Recent evidence suggests inflammation plays a role in the development of DPN. Our previous research showed that high-mobility group box-1 (HMGB1) was involved in development of DPN in patients and rats model. Further research demonstrated that the HMGB1 and RAGE were highly overexpressed in the sciatic nerve of diabetic rats, while NF-κB-mediated inflammation and MAPKs /NOX signaling was evoked. Importantly, a specific inhibitor of HMGB1, glycyrrhizin, attenuated never injury and inflammation in diabetic rats, and MAPKs /NOX signaling pathways were significantly suppressed. Therefore, we speculate that HMGB1 may drive DPN pathology via RAGE/NF-κB-mediated inflammatory injury and amplification of inflammation. The aim of this study is to explore the possible molecular mechanisms of HMGB1/RAGE signaling in the pathogenesis of DPN via activating NF-κB pathway by iRNA gene silencing, gene over-expression, and specific inhibitors for receptor and signal molecules. The study will provide a potential target for the treatment of DPN.

糖尿病周围神经病变（DPN）是糖尿病足截肢的主要原因，其发病机制尚不明确，炎症在DPN发生发展中的作用越来越受到重视。我们前期研究发现，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在糖尿病患者及大鼠的外周神经表达增多，可能参与DPN发病过程。进一步研究发现，糖尿病大鼠坐骨神经HMGB1及其受体RAGE表达增多，伴随NF-κB介导炎症激活；HMGB1抑制剂治疗后，大鼠神经损害及神经炎症改善，同时MAPKs/NOX信号被抑制。因此，我们推测：HMGB1可能通过RAGE/NF-κB介导的神经损害和炎症放大作用导致DPN发生。本课题从分子、细胞、整体水平，拟通过iRNA基因沉默、基因过表达技术、受体抑制及信号通路分子抑制等手段，研究HMGB1通过RAGE介导的炎症致DPN的机制及信号。本课题的深入研究，以期为DPN治疗提供新靶点。

糖尿病周围神经病变是DPN是糖尿病足、溃疡、截肢发生的主要原因，深入了解DPN的发病机制以控制DPN的发生、发展已成为临床十分重要亟待解决的问题。HMGB1作为晚期促炎因子在炎症过程中具有潜在的中心作用，使得HMGB1成为抗炎治疗的新靶向分子。HMGB1的作用特点与DPN的发病机制似乎不谋而合，在DPN发病过程中，HMGB1可能是促进神经炎症反应发生神经损伤持续进展的关键靶标。. 我们的动物研究发现，在STZ诱导的1型糖病大鼠周围神经损害模型，HMGB1抑制剂治疗可提高神经传导速度，改善坐骨神经病理学损害，降低坐骨神经组织NSE基因表达，同时伴有neuritin和NGF基因表达上调；另外，HMGB1抑制剂可使坐骨神经局部炎症改善，相关细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β、MCP-1及ICAM-1基因表达水平下降；进一步实验发现，坐骨神经组织p38MAPK磷酸化水平被抑制、NF-κB核转移减少。重要的是坐骨神经组织有HMGB1及RAGE表达，糖尿病大鼠其表达增加，HMGB1抑制剂治疗可抑制HMGB1及RAGE的表达上调。本部分结果表明，HMGB1抑制剂可能通过抑制HMGB1来发挥糖尿病大鼠坐骨神经损害的保护作用，机制与抑制p38MAPK磷酸化及NF-κB激活有关。. 进一步细胞实验发现了同样结果，高糖诱导的雪旺细胞，给予HMGB1抑制剂GA处理，细胞HMGB1和RAGE表达减少，分泌NSE蛋白水平降低，炎症相关细胞因子水平下降，p38MAPK磷酸化水平及NF-κB活性被抑制。当将细胞HMGB1基因沉默后，高糖对细胞合成HMGB1、RAGE和NSE的刺激效应消失，对活化的NF-κB和增强的p38MAPK磷酸化水平促进作用被逆转。因此，我们的研究发现了HMGB1/RAGE信号介导炎症在糖尿病周围神经病变作用及其机制研究，为糖尿病周围神经病变防治提供新思路和理论依据。