HMGB1幾乎存在于所有的多細胞生物中。最初，人們認為它是富含酸性氨基酸和堿性氨基酸的一類染色質相關蛋白。HMGB1是一種高度保守的核蛋白，作為染色體結合蛋白結合在DNA上，能夠促進蛋白質合成后組裝相關目的基因的轉錄。在細胞外的HMGB1參與炎性反應、細胞分化、細胞遷移和腫瘤轉移。HMGB1與晚期糖基化產物受體（Receptor of advanced glycation end product，RAGE）相互作用與腫瘤發(fā)生發(fā)展緊密相關。

    1 HMGB1的結構、表達和功能

    HMGB1有兩個DNA結合區(qū)，分別稱為A box和B box，每個結合區(qū)長度為75個氨基酸殘基，除此之外，還有一個帶負電的C端尾部，具有連續(xù)的谷氨酸和天冬氨酸的氨基酸序列。此分子高度保守性，它的翻譯后修飾有多種形式，包括糖基化、乙?；⒓谆?、磷酸化，其中只有乙?；腍MGB1能和同源的DNA多聚酶α形成一個特異的復合體并且激活該酶，而乙?；土姿峄瘎t能夠引起HMGB1自細胞核向胞漿的轉運。在多數(shù)腫瘤中，HMGB1的表達受到轉錄因子p53、c-Myc和Kruppel樣受體4（Kruppel-like factor 4，KLF-4）。HMGB1無論是在正常細胞還是癌細胞的細胞核內都是持續(xù)表達的。來源于腫瘤細胞自身的天然乙?；腍MGB1能夠阻礙DNA的復制，而重組的HMGB1則無此功能，但在體外實驗中，蛋白激酶C能使重組的HMGB1發(fā)生磷酸化而重新獲得這項功能。HMGB1也可以激活多種轉錄因子的活性，這在癌癥的發(fā)展過程中是極其重要的。這些轉錄因子包括p53、p73、Rb蛋白、Rel/NF-κB家族以及包括雌激素受體在內的細胞核激素受體。發(fā)生應激的細胞或死亡的細胞釋放出HMGB1，釋放細胞外的HMGB1在腫瘤中有著相互矛盾的雙重作用。一方面，它可以促進腫瘤新生血管的生成，并可以引發(fā)保護性抗腫瘤T細胞反應；另一方面，它能夠通過TLR-4促進成熟DC的腫瘤抗原遞呈功能。體內外實驗顯示，中和或者敲除HMGB1或TLR-4都能夠使機體抗腫瘤免疫反應消失。

    2 HMGB1在凋亡和自噬中的作用

    HMGB1曾經被認為是細胞壞死特異性的標志，然而后來人們發(fā)現(xiàn)無論是發(fā)生自噬還是凋亡的細胞都能釋放HMGB1。因細胞的種類和所受的應激不同，HMGB1在過程中的作用也不同。HMGB1能夠通過Bcl-2家族的Bak阻擋酵母細胞的凋亡，HMGB1也能通過高表達鈣聯(lián)蛋白阻礙酵母細胞內質網相關的凋亡。HMGB1還能夠幫助細胞躲避由紫外線、CD95、T**L、Casp-8和Bax引起的凋亡。HMGB1在人類癌組織中的表達明顯升高，這與抗凋亡蛋白c-IAP2的上調有關。在腫瘤放化療后，腫瘤細胞內的HMGB1和其他細胞因子一同被釋放出來，形成一個局部紊亂的微環(huán)境。在這樣一種微環(huán)境中HMGB1對腫瘤免疫的作用是雙向的：一方面它能促進血管異生，同時它又能激發(fā)保護性抗瘤T細胞的反應。HMGB1可以直接或間接地調節(jié)自噬：一方面， HMGB1可以直接和自噬蛋白Beclin1相互作用，使其脫離Bcl-2而直接調節(jié)自噬；另一方面，在腫瘤細胞和免疫細胞中HMGB1能夠促進MEK-ERK的活性，而MEK-ERK信號通路能通過直接調節(jié)Beclin1而來調節(jié)自噬，這說明HMGB1可以間接調節(jié)自噬。HMGB1對自噬的調節(jié)具有重要生物學意義。RAGE/HMGB1可以維持自噬并限制凋亡而維持胰腺癌細胞和結腸癌細胞的存活。HMGB1能通過PI3KC3- MEK-ERK信號通路直接激活自噬，調節(jié)自噬體的形成。

    3 HMGB1在腫瘤發(fā)展中的作用

    3.1 HMGB1與腫瘤血管生成

    腫瘤的迅速生長常伴隨著微血管的密度相對降低，這會使腫瘤組織慢性缺氧，最終導致腫瘤部分壞死。這些缺氧和壞死區(qū)域會使血管生長因子的表達增高，并引起巨噬細胞的聚集，這些巨噬細胞會產生血管生成相關的細胞因子。HMGB1及其受體RAGE的結合會導致NF-κB的激活，進而使白細胞黏附分子和前炎性反應分子及血管生成因子表達上調。HMGB1與肝磷脂形成的復合物也能促進血管生成。在體內外實驗中，人們利用抗體封閉HMGB1后，發(fā)現(xiàn)血管生成受到抑制。

    3.2 HMGB1與腫瘤細胞復制

    腫瘤細胞能夠自我提供生長信號，對生長抑制信號不敏感并且能夠抵抗凋亡。在體外試驗中，HMGB1能夠促進成熟的和胚胎性的Mesoangioblasts細胞增殖和轉移。腫瘤細胞的HMGB1還能促進巨噬細胞凋亡并抑制其增殖。端粒具有DNA重復序列，位于真核生物和部分原核生物的線性染色體的末端，它的維持對于細胞的無限增殖至關重要。人類正常細胞染色體中端粒的縮短會導致復制老化，而在腫瘤細胞中則缺少這一現(xiàn)象，因此惡性腫瘤細胞得以生存，這一生物學行為主要是由于端粒酶的激活所致，在這個過程中HMGB1是必須的，HMGB1在同源染色體有絲分裂分離時，從染色體上脫離下來并且參與端粒的維護。目前，HMGB1和端粒生物學行為之間的關系還不清楚。

    3.3 HMGB1與腫瘤的浸潤及轉移

    在胃癌和結腸直腸癌中RAGE的表達與腫瘤的浸潤與轉移之間的關系緊密。阻斷RAGE-HMGB1的相互作用將會抑制p44/p42、p38和SAP/JNK、MAPK的活性，而這些分子與腫瘤的增殖、浸潤和金屬基質蛋白酶的表達緊密相關。T細胞浸潤轉移因子1（T lymphoma invasion and metastasis 1， Tiam1）是一個鳥嘌呤交換子，能夠激活Rac，最近被確認為是直結腸癌轉移相關基因。Tiam1轉染的直結腸癌細胞能上調Fasin-1、熱休克蛋白27、HMGB1和谷胱甘肽S-轉移酶的表達。Trophinin是一種人類滋養(yǎng)葉細胞特異性表達的黏附分子，該分子高表達的病人預后較差，在Trophinin表達陽性的病人中有65.6% HMGB1/RAGE共表達，這一結果提示Trophinin通過HMGB1/RAGE來促進腫瘤浸潤。利用RAGE和HMGB1的反義S寡居核苷酸（S-oligodeoxynucleotide，S-ODNs）處理Colo320、WiDr細胞，發(fā)現(xiàn)細胞的生長、遷移和浸潤生長受到明顯抑制。

    4 HMGB1與靶向治療

    由于HMGB1及其受體在各類型腫瘤中普遍增高，因此可將HMGB1的配體或受體作為潛在的重要治療靶點。針對這一靶點，人們正從以下幾個方面謀求治療方法。

    4.1 HMGB1中和抗體

    利用抗HMGB1抗體處理內毒素預處理后的小鼠可以增長其存活期，這種反應具有劑量依賴性，小鼠的存活期與HMGB1的抗體使用頻率呈現(xiàn)正相關。HMGB1中和抗體能夠通過中和胞外HMGB1封閉TNF-α 和 IL-6的釋放，但是這種抗體不能阻礙HMGB1的分泌，中和抗體能夠阻礙腸炎相關性腫瘤的發(fā)生及生長。

    4.2 丙酮酸乙酯

    丙酮酸乙酯（Ethyl pyruvate，EP）能夠阻礙內毒素刺激的RAW264.7鼠的巨噬細胞中TNF和HMGB1的釋放，同時還能降低HMGB1的釋放并減輕鼠類腸炎、腎局部缺血和再灌注損傷。在肝癌模型中，利用EP預處理30min再在接下來的9天持續(xù)灌注瘤組織能夠明顯的阻礙腫瘤組織的生長，并呈劑量依賴性，在向體內注射腫瘤細胞后血清中IL6和HMGB1的水平在隨之增高，在經EP處理后的則有明顯減低。

    4.3 鉑治療

    鉑治療導致兩種DNA加和物的形成：一個是1,2鏈內dGpG交聯(lián)和一個小的1,3鏈內dGpTpG加和物。這兩種加和物可以被一個切除物修復系統(tǒng)所修復。HMG可以通過區(qū)域模體結合到鉑-DNA-dGpG加和物上通過HMGB1的酸性區(qū)形成一個防護物來抵御核酸切除酶的活性。在利用順鉑治療皮膚癌的初始階段HMGB1仍舊結合于核酸上，但隨著治療的進行，組織壞死，HMGB1的含量明顯增加。

    4.4 橡黃素

    橡黃素作為一種抗氧化劑具有抗炎作用，能調節(jié)NO、IL-6和TNF-α的釋放，因此可以降低組織氧化損傷，并阻斷由LPS引起的自發(fā)凋亡和中性粒細胞的激活。橡黃素能阻斷HMGB1的釋放和激活，能限制MAPK和NF-κB兩條信號通路的激活，這兩條信號通路對HMGB1引起的下游細胞因子的釋放來說非常關鍵。橡黃素和自噬阻斷劑渥曼青霉素能夠阻斷LPS引起的LC3II的產生和聚合，也能夠阻礙HMGB1的遷移和釋放。橡黃素的一系列功能使之成為一種很有潛能的抗癌劑，這包括細胞周期調節(jié)、與II型雌激素受體結合、阻斷絡氨酸激酶。

    4.5 其他試劑

    像抗凝劑、內生性激素、迷走神經興奮劑、一些中草藥成分、硬脂酰LPC以及切去端部的HMGB1 A Box這樣的一些試劑可以一定程度上通過降低HMGB1的蓄積來治療敗血癥實驗模型，需要進一步的研究來確認阻斷HMGB1的釋放來治療炎癥的療效并且探尋它們在癌癥治療中的作用。

    5 展望

    HMGB1不僅是一個細胞核內因子也是一個分泌性蛋白。在細胞核內它能與DNA結合，促進蛋白質與特異的DNA結合。在胞外，它與RAGE高度親和，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及轉移關系密切。目前研究認為在正常的組織中HMGB1的表達量很少，而當有炎癥或腫瘤發(fā)生時其表達水平增高，在腫瘤的發(fā)展和轉移中具有重要作用，這使得該分子可能成為腫瘤治療的靶點之一。需要進一步臨床和基礎的研究來確認HMGB1在腫瘤中的作用，從而確定針對該分子的治療價值。（中華醫(yī)學研究雜志 2012年9月12卷9期）