《基于HMGB1抗炎药物筛选及活性化合物评价》开题报告
一 背景
1.1 脑缺血再灌注损伤与HMGB1
脑血管病是严重危害人类健康的常见和多发病，在全球已成为第一致残和 第三致死的原因。而缺血性脑血管病的发病率约占脑血管病的75%。缺血再灌注损伤（CIRI）是指缺血组织或器官重获血流灌注或氧供后，对组织和器官所产生的损伤作用，涉及氧自由基产生、促炎症反应介质释放、中性粒细胞损伤区浸润等多重病理生理改变，其发生机制为医学中的重要研究课题。近年研究发现胞外高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1，HMGBl)为一种重要的炎症介质，参与诸多炎症免疫反应，并与缺血再灌注损伤关系密切。
有研究表明:脑组织HMGB1主要分布于神经细胞核中,缺血性脑损伤时,细胞因子(TNF-alpha;、IL-1beta;)等生成增加,会刺激 HMGB1释放,并可以引起发热、厌食、体重减轻等反应;脑组织缺血1h时即见神经细胞HMGB1的核质转移,2h后HMGB1释放于脑脊液中,抗HMGB1抗体能明显改善脑缺血所致的脑梗死形成;脑缺血损伤后 HMGB1迅速释放并激活小胶质细胞,进而引发炎症反应,而在体外实验中加入HMGB1可以促进N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)所诱导的神经元凋亡,NMDA无法诱导HMGB1 mRNA敲除或使用抗HMGB1抗体的神经元凋亡;大鼠脑缺血2h再灌注即刻和6h分别给予抗HMGB1抗体,能明显减轻血脑屏障的损伤和脑水肿,以上充分说HMGB1是脑缺血再灌注损伤的分子标志。
1.2 HMGB1
高迁移率族蛋白（high mobility group,HMG）是一种与DNA结构更相关的三级染色体蛋白，因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移能力而得名，是一种无论是结构还是功能都非常重要的细胞内染色体非组蛋白。根据相对分子质量大小、序列相似性和DNA结构特性,HMG又可以分为HMGB、HMGN和HMGA,其中HMGB(high-mobility group box )是HMGs家族中含量最丰富的蛋白家族,高度保守,包括HMGB1、HMGB2、HMGB3和HMGB4四个成员。HMGB1广泛分布于淋巴组织、脑、肝、肺、心、脾、肾等组织中，并多数存在于胞核中。胞核中的HMGB1主要与DNA结合而发挥对DNA的调节作用,包括稳定核小体、调节 DNA与染色体蛋白的结合与构象变化、DNA重组、转录、翻译修饰、扩增、损伤修复等等。胞浆中HMGB1主要包括两个功能:诱导自噬和诱导某些肿瘤细胞特异蛋白的分泌。
目前发现的HMGB1受体主要包括晚期糖基化终末产物受体 (RAGE )、Toll样受体 (TLRs )、TIM-3、NMDA受体等。在致病因素刺激下,与 DNA结合的HMGB1,可以招募许多转录因子,如p53、STAT3、HSF1等,启动信号转导通路,激活下游核因子kappa;B(NFkappa;B)、胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)、p38分裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、Src-家族激酶等,产生多种细胞因子,参与各种细胞内外信号调节,最终引发复杂的生物学效应。
1.3 构建HMGB1表达抑制剂高通量药物筛选模型
本课题组将人类 HMGB1基因核心启动子的DNA序列插入荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中，构建小鼠HMGB1启动子荧光素酶报告基因 pGL3-HMGB1 P，通过检测加入样品后荧光素酶表达量的变化来筛选活性化合物。为进一步研究 HMGB1 表达调控机制及其信号转导通路等提供基本材料。
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