【进展|热点】Hmgb1调节TLR4介导

因为journal club要讲文章 顺便儿拿来和大家讨论下

Hmgb1调节TLR4介导的angiogenesis

最近才开始关注这个蛋白。这篇文章已经在线发表在atvb上，由中山医眼科中心完成的工作。

Hmgb1不仅可以作为一种nuclear factor, 而且还可以作为cytokine来介导感染引起的炎症，免疫损伤。Hmgb1已经在sepsis, arthritis, 肿瘤和其他多种疾病中明确了其作用。Hmgb1可以结合tlr2/4，并且通过MyD88依赖性信号通路促进促炎细胞因子的转录。关于hmgb1的综述，参见Nature review (immunology) http://www.nature.com/nri/journal/v5/n4/abs/nri1594.html。

其实我始终觉得，角膜是一个很好的in vivo model。它在体表，易于操作，而且如果给药干预的话，可以局部达到很高的浓度而且没有系统反应。

1. 文章首先对比了野生型和tlr knockout老鼠中血管新生的情况，在tlr4 knockout老鼠中，neovascularization下降。

2. 因为巨噬细胞介导血管新生，而且tlr4也在巨噬细胞表达，所以作者进一步对比了野生型和tlr4敲除鼠中巨噬细胞（f4/80 is a macrophage marker）聚集的情况，在tlr4敲除鼠中，每平方米的巨噬细胞数量明显下降（2b）。巨噬细胞可以产生大量的生长因子，因为巨噬细胞数量下降，所以作者检测了和neovascularization相关的若干生长因子（vegf, tgf-b and fgf）。在tlr4 敲出鼠中, Vegf, b-fgf and tgf-b1的mrna表达下降。

上面两张图表明，在tlr4敲除鼠中，碱损伤后，血管新生以及和血管新生的生长因子（mrna level）也下降。

3. 3a和3b证明，tlr4在碱损伤后表达增强。Hmgb1是tlr4的一个配体，hmgb1 mrna和免疫组化的表达在tlr4敲除鼠中表达明显减低。Rage是另外一个存在细胞表面的hmgb1 receptor，但是损伤只能在初始引起rage的上升。这些结果表明，没有了tlr4，损伤变重了，血管减少了，hmgb1也减少了。

4. 因为hmgb1是tlr4的配体，那么加hmgb1对血管新生有何种影响呢？这就是角膜的好处，在表面滴就可以了。碱损伤后，表面给予hmgb1可以在野生老鼠中增加血管新生以及巨噬细胞的聚集，在tlr4敲除鼠中却没有。作者另外选用了经典的tlr4 ligand lps as positive control。效果同hmgb1类似。

5. fig5研究了来自野生型和tlr4敲除鼠中腹腔原代巨噬细胞处理hmgb1相关基因表达的变化。Hmgb1可以明显增加野生型中vegf, b-fgf, tgf-b1的mrna水平。Ihc进一步证实了这一结果。

以上研究表明，在tlr4敲除鼠中，血管新生降低；野生鼠中，表面滴定hmgb1可以增加血管新生，但是转基因鼠中却不能。下一步就是抑制试验，使用hmgb1和tlr4的antagonist （box A, a fragment of HMGB1 with antagonist activity and TLR4 antagonist LPS-RS）。Hmgb1和tlr4抑制剂可以降低碱损伤引起的血管新生。

其实去年8月，有一篇发表在hepatology上的文章tlr4 mutant mice中，血管新生被抑制 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20564354)。这篇文章进一步研究了tlr4的另外一个配体在血管新生中的作用。