巨噬细胞移动抑制因子及其与支气管哮喘关系的研究进展

巨噬细胞移动抑制因子及其与支气管哮喘关系的研究进展

宋冬梅张爱平（通讯作者）宋玉娥

宋冬梅张爱平（通讯作者）宋玉娥（包头市包头医学院第一附属医院儿科内蒙古包头014010）

【中图分类号】R562.2【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）46-0452-03

【关键词】巨噬细胞移动抑制因子支气管哮喘

支气管哮喘已成为一个全球性的卫生问题。目前全世界大约有3亿人患哮喘病，其中儿童患者有1.5亿，占全球人口的5％。2000年流行病学调查显示，我国儿童哮喘累积患病率为0.25％～4.63％(平均1.97％)。相比于1990年调查累积患病率0.1l％～2.03％(平均1.00％)而言，10年内儿童哮喘患病率平均上升了64.8％。目前公认支气管哮喘是一种慢性气道炎症性疾病，主要特征是气道高反应[1],本质是气道的慢性变应性炎症[2]。多种细胞因子和介质形成支气管哮喘的复杂细胞因子网络。现有研究表明，在哮喘复杂的细胞因子网络中，巨噬细胞移动抑制因子(macrophagemigrationinhibitoryfactor，MIF)起着关键作用。

1MIF

1.1MIF概述MIF是Bloom和Bennete等研究迟发性超敏反应时发现的一个细胞因子[3]，因在体外能抑制巨噬细胞(M∮)无目的地移动，从而提高局部M∮的浓度而得名。MIF是一种保守的12.5kda的细胞因子[4]，MIF广泛表达于多种组织和细胞中，例如，垂体前叶细胞、活化的T淋巴细胞、单核巨噬细胞、肝、肾、脾等[5]。MIF是一种高度多变的蛋白质，它的特性是一种前炎症因子、神经内分泌激素和酶。它以前体的形式储存于垂体前叶细胞等多种细胞浆内，这一点是与其它促炎细胞因子不同的。它的促炎反应活性常和促进TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IFN-c、黏附因子以及基质金属蛋白酶-2的表达联系在一起。MIF既是一种细胞因子，又是由垂体分泌的激素，同时还可以作为糖皮质激素生理活动的负反馈调节剂。

1．2MIF基因人的MIF基因定位于染色体21q11.2，mRNA长度约为0.8kb。MIF基因编码114个氨基酸，其蛋白质相对分子质量为12.5×103。所有哺乳类动物的MIF基因大约有90％的同源性，且与鱼类、螨、寄生虫、某些植物和蓝细菌等均有同源性，物种间MIF基因的保守性显示了MIF蛋白可能有重要的生物学功能。目前已成功克隆出小鼠和人的MIF基因，两者基因片段长度均小于1kb，并且具有高度的同源性。通过对小鼠的MIF基因序列分析发现，鼠MIF基因启动区无经典的TATAbox，其5'端靠近RNA转录起始位点处存在各种转录因子序列，包括SP-1、负向糖皮质激素应答元件(negativeglucocorticoidresponsiveelement,nGRE)、cAMP应答元件(cAMPreponsivelement,CRE),激活蛋白(activtorprotein,AP-2)等，同时还发现了细胞因子-1(cytokine-1,CK-1)和核因子一κB(nuclearactor-KappB，NF-κB)调控元件。人类MIF基因与鼠MIF基因结构相似。通过对人、鼠MIF表达的研究发现，MIF广泛表达于多种组织和细胞中，例如，垂体前叶细胞、活化的T淋巴细胞、单核巨噬细胞、肝、肾、脾等[6]。

1.3.1MIF的生物学功能MIF通过如图1的作用方式，参与多种急性、慢性炎症反应的发病机制，其中包括败血症、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、哮喘、关节炎、肾小球肾炎、炎性肠炎、特异性皮炎、异体移植排斥和动脉粥样硬化等。

1.3.1.1在免疫性疾病中的作用：在免疫应答过程中，MIF能促进其在炎症局部浸润、增生、激活及通过调节细胞信号转导，抑制巨噬细胞游走、黏附、吞噬和聚集，还可以促进某些细胞因子的分泌、表达（如IL-1B、IL-6、IL-8、TNF-α和IFN-γ），同时使NO释放增加和磷脂酶A2的表达增强[9]，从而发挥促炎作用。相关研究有：BernhagenJ等已证实在迟发性超敏反应（DTH）过程中MIF和MIFmRNA表达均有所增加，并与巨噬细胞、T细胞的浸润程度有关；BacherM等研究表明抗一MIF多克隆抗体可抑制T细胞增殖和白细胞介素-2(II-2)的产生，同时发现抗MIF抗体可抑制T细胞的抗原特异性反应；1996年ApteRS等报道在眼房水中含有一种蛋白质，可抑制NK细胞对角膜内皮细胞的溶解，通过氨基酸序列分析发现，该蛋白质与M工F的同源性大于90%。以上研究都表明，MIF无论在DTH过程中还是在对T细胞增殖的影响以及对NK细胞杀伤活力的影响方面都有重要作用。（1）在类风湿性关节炎（RA）中的作用：MIF通过蛋白激酶C(PKC)、c-junN末端激酶(JNK)和SRC(一种癌基因)信号途径，诱导RA滑液成纤维细胞间质金属蛋白酶-2(MMP-2)上调，促进炎症和血管生成，进而促进RA的发生发展[10]。Radstake等[11]在研究早期RA时发现，MIF-CAT77、MIF-173GC患者血浆中MIF蛋白浓度更高，在影像学上关节受累程度也更明显。(2)在炎性肠炎中的作用：最新研究发现MIF蛋白在溃疡性结肠炎患者的血清中高表达，并且与炎症程度相关。研究发现MIF-173GC基因型频率在溃疡性结肠炎重视显著增高，在克隆恩病中，与正常对照组相比，MIF-173GC基因型有增高的趋势，但不显著[12]。（3）在自身免疫性皮肤病中的作用：国内外都有文献报道MIF-173C和MIF-CATT多态性都与银屑病相关。有研究者对西班牙71l例SLE患者和755正常样本进行研究，发现MIF一173CC、MIF•CATT，一173C同SLE易感性相关[13]。

图1MIF的作用方式[7]

1.3.1.2促进肿瘤的发生和发展作用：越来越多的研究表明MIF蛋白通过多种信号传导通路，促进肿瘤细胞的发生、增殖、浸润和转移，参与肿瘤的演进过程。Oleksi[14]等研究表明，生长因子刺激小鼠成纤维细胞分泌的MIF在激活MAPK的信号传导起重要作用，MIF激活促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAP激酶,MAPK)后可能通过转录水平上调细胞周期蛋白DI(cyclinDI)的表达，激活CDK4／6继而磷酸化Rb，释放转录因子E2F，5使细胞进入合成期(S期)的关键酶和调节因子被转录，最终促进细胞的增殖；Takahashi等[15]研究发现MIF蛋白和MIFmRNA在小鼠结肠腺癌细胞系Colon26高表达；Li[16]等在鼻咽癌(NPC)中研究发现，在NPC细胞系CNE一1／2培养液内加入MIF后，癌细胞侵袭力增强，穿透隔离膜的细胞数显著增加，MIF可能由渗入的淋巴细胞分泌，诱导癌细胞产生MMP一9、IL一8间接促进了NPC的浸润和转移；P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因，约>50％的人类肿瘤有P53基因突变。Hudsona[17]等在筛查可免予P53作用的基因时，分离出大量编码MIF的cDNA克隆。并发现内源性MIF过度表达或外源的rMIF均能克服P3诱导的细胞生长停滞、衰老和凋亡。此外，MIF蛋白可以促进血管内皮细胞生长因子、转化生长因子，TGF-B以及血小板衍生生长因子的表达，促进肿瘤的血管生成，进而参与肿瘤的侵袭、转移[18]。(1)与胃癌相关：相关研究表明在大于60岁的胃癌患者中，MIF-CATT5携带者患胃癌的危险度是MIF一173GG基因型患者的1.71倍。并证明MIF-CATT7同肠型胃癌的发展、胃癌活动度和炎症评分相关。（2）与大肠癌相关：Masser[19]等研究发现MIF在人体内小肠、结肠上皮细胞中大量表达。Legendre等研究发现,原发性结直肠癌、结直肠癌肝转移的肿瘤组织中均有MIF表达，正常结肠组织中MIF表达弱或无，同一例标本中上皮组织MIF表达水平明显高于结缔组织。（3）此外MIF还在食管癌、乳腺癌、前列腺癌、膀胱癌以及肺癌中过度表达。

1.3.1.3对糖皮质激素的负反馈调节作用：MIF与糖皮质激素构成一对相互调节系统，共同调节机体的免疫及炎症反应。通过实验观察，在激素抵抗型哮喘患者外周血中MIF呈高水平表达，从而证实了MIF与激素抵抗发病有一定的关系[20]。糖皮质激素抗炎的机制之一就是通过诱导1-γB和NF-γB的P65亚单位与靶基因位点的结合而阻断NF-γB的转录活性。MIF就是通过抑制糖皮质激素诱导的1-γB产生，使移入核内的NF-γB增多，从而促进炎症细胞因子和黏附分子的基因表达。Mitchell[21]等发现外源性重组人MIF及内源性释放的MIF均能刺激静止的成纤维细胞增殖，这种反应与持续的磷酸化并激活细胞外信号调节激酶(ERK)有关。活化的ERK信号转导级联反应可磷酸化并活化胞浆磷脂酶A2(cPLA2),cPLA2是炎症反应的关键因子，可诱导花生四烯酸的释放，同时MIF能负性调节糖皮质激素对TNF诱导的花生四烯酸释放的抑制作用。在细胞中MIF通过活化PLA2而发挥调节糖皮质激素的作用。相关研究表明低浓度的搪皮质激素可诱导巨噬细胞分泌MIF,并显示为一条钟形的量反应曲线。当地塞米松(dexamethasone,Dex)浓度为10-14～10-16mmol/L时，MIF分泌达高峰;而当Dex浓度为10-8～10-6mmol/L时，MIF的分泌逐渐减少。随着糖皮质激素浓度的增加，MIF对激素的抑制效应逐渐减弱，这说明在MIF-糖皮质激素反向调节系统中存在几个关键的生理性“控制位点”。

2MIF与支气管哮喘

哮喘是多种细胞（如嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞及气道上皮细胞等）和细胞因子共同参与的气道慢性炎症性疾病。相关研究证明，支气管哮喘的发生和发展和气道高反应性、气道慢性炎症、变态反应性、植物神经功能紊乱以及遗传因素密切相关。MIF作为一种前炎症因子，它既是一种细胞因子，又是一种源于垂体的激素，并且能拮抗糖皮质激素的抗炎效应，与支气管哮喘的发生和发展以及激素治疗哮喘发生耐药密切相关。

Rossi等[22]发现，未受刺激的体外分离培养的哮喘病人外周血嗜酸粒细胞含有MIF前体，当机体受到外界刺激时，MIF被大量释放入血，同时哮喘患者的肺泡灌洗也中也存在大量的MIF，其释放受蛋白激酶-C抑制剂Ro-31、C5a和IL-5的调节。Yamaguchi等[23]通过对哮喘患者和健康对照的诱导痰液分析中发现，前者MIF的含量明显高于后者，证明MIF在支气管哮喘发病过程中起重要作用，并认为MIF在治疗支气管哮喘方面具有潜在的价值。国内李延红，宋卫东等[24]发现哮喘患者发作期血MIFmRNA表达及血MIF水平显著增高。Kobayash等[25]在动物实验中发现，MIF抗体可以减轻哮喘大鼠的气道炎症和气道高反应性，并提示MIF主要在慢性哮喘小鼠肺中的气道上皮细胞、上皮下粘膜和炎症细胞中表达。之后又有研究发现[26]，向哮喘小鼠腹腔内注射MIF抗体能够明显地降低哮喘小鼠肺泡灌洗液中的炎症细胞数量。此外，糖皮质激素作为治疗和控制哮喘最为有效的一线药物，与MIF密切相关，糖皮质激素可双向调节MIF的表达，而MIF也可拮抗糖皮质激素的抗炎作用。另有最新研究表明，在糖皮质激素抑制哮喘气道重塑过程中，其部分作用机制是通过抑制MIF表达而实现。

3结语

综上所述，MIF通过多种信号转导机制，参与了各种炎症、免疫性疾病以及肿瘤的发生和发展，与支气管哮喘的关系尤为密切。目前尽管已有一些研究证实了MIF在支气管哮喘中的部分作用机制，但其确切的机制尚未明了，而且关于MIF抗体治疗哮喘仅限于动物实验，因此需要更为严密系统的研究进一步阐明其作用机制，更多临床研究来证实MIF可作为治疗哮喘的新靶点，为我们日后预防、诊断以及治疗哮喘提供新的思路。

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