低氧诱导因子（HIF-1）及相关因子在缺血性卒中的作用摘要：低氧是脑血管疾病发病过程中一个重要的病理生理因素，尤其在缺血性卒中过程中起着非常重要的作用。低氧是在卒中过程中低氧应答时基因表达和恢复内环境平衡的调节中心。低氧诱导因子（HIF-1）对缺血坏死后新生血管的形成和低氧诱导的细胞凋亡过程都是非常关键的因素。调控低氧诱导因子（HIF-1）水平将为缺血性疾病的治疗开辟新的途径。关键词：低氧低氧诱导因子（HIF-1）卒中
Abstract: low oxygen is cerebrovascular disease process is an important pathophysiological factors, especially in the process of ischemic stroke plays a very important role. In the process of low oxygen is low oxygen when answering stroke gene expression and restore the balance in environmental regulation center. Hypoxia-inducible factor (HIF - 1) for ischemia after the formation of new blood vessels necrosis with low oxygen apoptosis induced process is very crucial factors. Control HIF (HIF - 1) level for the treatment of ischemic diseases will open a new way.
Keywords: low oxygen HIF (HIF - 1) stroke
1992年semenza在人的HEP 3B细胞株的核提取物中发现一种蛋白质，这种蛋白能特异性地结合于红细胞生成物（EPO）基因增强子的寡核苷酸序列，这种蛋白即被命名为低氧诱导因子（HIF-1），随着对其研究的不断深入，在实验中发现其与缺血/低氧状态下机体的各种应答机制关系密切。【1】但目前由于受实验条件等各种原因的限制，低氧诱导因子（HIF-1）在缺血性脑血管卒中的研究中还处于起步阶段。本文即对其和其他相关因子在缺血性脑血管卒中的发病机制中的作用作一概括总结。
1.低氧诱导因子（HIF-1）的结构基础与低氧应答的相关机制
1.1 HIF-1的结构
HIF-1是由一个120KD的a亚单位和一个91-94KD的β亚单位构成，特点是一个异构二聚体，两个亚单位均为碱性螺旋-环-螺旋蛋白，且含有PAS结构域【2】，属于bHLH-PAS 超家族的成员。其中HIF-1a是HIF-1的特异性蛋白，HIF-1β是ARNT的基因产物，HIF-1的活性分以下几个层次:HIF-1mRNA表达水平调节，蛋白表达水平调节，HIF-1的二聚化，以及DNA结合活性调节，HIF-1a的转录活性调节。常氧下HIF-1无DNA结合活性，但低氧可诱导HIF-1a蛋白水平和HIF-1DNA结合活性的增加，但HIF-1β不受低氧诱导。
1.2 HIF-1活性的调控
HIF-1和HIF-1a是受细胞氧浓度的精确调节，HIF-1a是HIF-1的活性亚基，又是氧调节亚基。在非低氧条件下HIF-1a被泛素-蛋白酶体所降解，而低氧可使HIF-1a迅速积累，然后与HIF-1β结合，形成二聚体【3，4】。HIF-1β的蛋白表达是非氧依赖性的，可以在细胞内持续表达。此外HIF-1的活性还受多种因子的调节，如白细胞介素1β，肿瘤坏死因子（TNF）,NO等因子的调节。Bergeron等通过对新生大鼠脑缺氧预处理3 h发现,缺氧预处理可明显提高HIF-1α和HIF-1β的表达水平,从而保护新生大鼠脑组织免受缺血/缺氧损伤【】,提示这种脑保护的机制可能是通过缺氧处理后导致脑组织HIF-1表达增高而实现。Ran等在成年大鼠持续性脑局灶缺血前24 h给予正常压力缺氧3 h,可迅速提高HIF的含量及其靶基因EPO、血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factors,VEGF)、诱生型一氧化氮合酶(inducible nitrio synthesize enzyme,iNOS)、糖酵解酶的mRNA水平;持续6 h缺氧,24 h后可上调EPO和VEGF在蛋白水平的表达【】。
1 .3 靶基因及其生物学效应
HIF-1可与含有低氧反应元件和顺式作用转录调节序列的靶基因结合,从而激活靶基因的转录。迄今发现HIF - 1的靶基因有几十个，可以诱导多种酶的表达，每种酶分别在器官、
组织、细胞水平的低氧适应反应过程中起重要作用：如EPO刺激红细胞再生以提高机体血液携氧能力；转铁蛋白为血红素合成提供铁原料；VEGF 、FLT-1 、ANGII 等影响血管新生。iNOS 、血红素氧合酶( HO1 ) 用于合成NO和CO，从而影响血管紧张度或参与缺血预适应第二窗口期的组织保护作用；Clutl 、Glut3 、LDH- A、醛缩酶、烯醇化酶、胰岛素样生长因子结合蛋白3 ( IGFBP3 ) 等多种酶可促进糖酵解从而增加ATP产量；凋亡前基因NiP3【5】影响细胞凋亡因子P53 ；铜蓝蛋白参与应急炎性反应等。
1.4低氧诱导因子（HIF-1a）与脑缺氧损伤
大脑对低氧十分敏感，任何氧浓度降低的情况均可能诱导HIF -1的快速大量表达，HIF-1a 神经元的出现在时间上要早于神经元形态改变。急性缺氧后4小时开始出现HIF-a 的表达，8小时后逐渐减少，2 4小时后不能检测到。慢性缺养状态下，3～4周后出现大量HI F-1a 缺血再灌注阳性的神经元。在大鼠短暂性全脑缺血模型中，用免疫印迹( Western blot ) 法和免疫细化学分析方法监测发现，缺血15分钟后,大脑皮质和海马有HIF-1 mRNA和VEGF mRNA在同一神经元的表达，在4～7 2小时再灌注期间持续表达【6】。在线栓大脑中动脉( multi-conjugate adaptive optics ，MCAO) 局灶脑缺血模型中发现HIF -1在梗死边缘和扣带区皮质表达，其靶基因也在此区域表达，包括葡萄糖转运体蛋白-1 ( glucose transporterin-1 ，GLUT -1 ) 、乳酸脱氢酶( 1actate dehydrogenase，LDH) 、磷酸果糖激酶等。梗死区外凡有血流量下降的区域均出现HIF-1 表达，提示脑缺血后HIF-1a 表达区域可认为是梗死区周围慢性缺氧的区域。可见HIF-1在缺血性卒中过程中起着一定的负反应作用。
2.低氧诱导因子（HIF-1）的脑保护作用机制
2.1 低氧诱导因子（HIF-1）对血管内皮生长因子的生物学调节
VEGF是一种由二硫键连接的、相对分子质量为3 6×1 0 ～4 2×1 0的糖蛋白二聚体，其对缺血再灌注组织的保护作用主要通过以下几个途径：
2.1 .1 促进内皮细胞的增殖和血管的生成VEGF是一种内皮细胞特有的有丝分裂原，VEGF及其受体在HIF-1的刺激下表达增多。VEGF可以通过其特异性受体Flt -1与f l k -1 ／KDR直接作用于血管内皮细胞刺激其增殖，促使血管形成，改善局部血供。在这里VEGF 促进血管生成的方式为血管新生,有别于胚胎发育时的血管发生。VEGF不仅贯穿血管新生的整个过程,而且它还能在内皮细胞中诱导抗凋亡蛋白Bcl -2的表达，抑制凋亡蛋白caspase -3的表达，维持内皮细胞的生存。此外VEGF还能刺激内皮细胞的迁移，对减轻内皮增厚，防止血管再狭窄有重要意义。
2. 1.2 增加血管通透性VEGF又被称为血管通透因子，它增加血管通透性的作用十分强烈，尤其是微小血管。使血浆大分子外渗沉积在血管外的基质中，为细胞的生长和新生毛细管的建立提供营养。其作用机制为VEGF与Flt -1受体结合，可使NO产生增加，NO可激活环氧化酶进而可促进前列环素的产生，后者可使血管通透性增加，促进许多血浆蛋白渗出血管外，故有学者认为VEGF可能导致缺血再灌注组织水肿，导致组织损伤，但有实验证明VEGF使血管通透性增加，促进血浆蛋白外渗的作用要早于缺血再灌注后的组织水肿，故可认为VEGF不直接导致组织水肿。相反，有研究表明VEGF可以通过保护内皮细胞进而保护血脑屏障来减轻脑水肿。
2 .1.
3 对神经系统的保护作用目前研究比较多的是关于VEGF在脑缺血再灌注中的保护作用，许多试验表明VEGF对神经组织有直接的保护作用。VEGF还可以刺激神经元轴突生长，促进胶质细胞分裂、迁移、存活，另外还有促进神经再生的作用。
综上VEGF是HIF-1的一个重要靶基因，也是血管生成的主要调节因子。脑缺血后，HIF-1使VEGF表达增加,促进了微循环重建，增加缺血组织血流灌注和供氧量，加快脑缺血缺氧的恢复过程【7】。VEGF基因的表达虽受多种因子的调控，但缺氧是其最主要的调节因素。缺氧时HIF-1通过与VEGF基因5’端的缺氧反应元件( hypoxia response element，
HRE ) 结合，提高其转录。缺氧时HIF-1a 仅积聚，并且DNA结合活性增加，HIF-1a 仅与VEGF基因的HRE结合后，促进了VEGF的转录和表达，并增加缺氧情况下VEGF mRNA 的稳定性，VEGF进而作用于存在血管内皮细胞表面的血管内皮生长因子受体-1 ( VEGFR-1 )和血管内皮生长因子受体-2 ( VEGFR-2 ) ，从而激活了一系列的缺血转导通路，诱导新生血管的生成。缺乏HRE启动子的VEGF基因在低氧时表达并不增高，致使新生的血管减少，运动神经元变性增加，说明VEGF的上调是通过HIF-1作用实现的。在缺氧反应的过程中，VEGF mRNA的稳定性起着关键作用。VEGF mRNA的半衰期在正常条件下较短，约为30分钟，但在缺氧条件下可增加到6～8小时，这说明VEGF在缺氧条件下受HIF-1的调节不仅发生在转录水平,同时也发生在转录后的水平。激活的HIF-1促使VEGF和VEGF 受体表达增加，刺激缺氧组织建立有效的侧支循环，并恢复内皮细胞的完整性，发挥自身搭桥作用,诱导新生血管形成,并使新生血管从正常组织向半暗带及缺血中心区延伸,增加受累脑组织再灌注及供氧量，从而减少脑的缺血再灌注损伤。通过基因或药物手段调节HIF-1的活性，可防止脑缺血【8】。
2.2低氧诱导因子（HIF-1）作用于促红细胞生成素而发挥脑保护作用
EPO是一种相对分子质量为3 0×1 0 ～3 9×1 0 的糖蛋白，主要来源于肾小管问质细胞和肝实质细胞。HIF-1作用于EPO3’端的启动子，促进EPO的转录。EPO对缺血再灌注组织的保护作用主要有以下几个方面：
2.2. 1 E P O经典的作用是作用于骨髓巨核前体细胞,刺激红祖细胞及早幼红细胞形成成熟的红细胞集落并释放进入血液，提高血液内红细胞数量及携氧量。
2.2 .2 EPO与细胞凋亡：目前认为抗凋亡作用可能是EPO对组织器官缺血再灌注保护作用的重要机制，根据目前的研究，其机制为：EPO与其受体EPOR结合，并启动细胞内的信号传导机制，增加抗凋亡蛋白的表达，发挥抗凋亡作用。另外，EPO还可降低血中有促进凋亡作用的细胞因子。研究表明EPO—EPOR的细胞内信号传导机制具有组织特异性，在不同的细胞及组织中不尽相同【21.22】。
2.2.3 EPO对血管的保护：EPO对血管的保护作用不仅是保持内皮细胞的完整性，更重要的是EPO还能促进血管新生。EPO在体内、体外都有促血管生成作用，且与VEGF有相似的成血管潜能。EPO能通过促进血管内皮细胞增生、分化、迁移，来介导血管生成,从而对维持和重建血供,促进损伤修复有重要意义。另外,根据研究，EPO在体内促血管生成作用可能部分与促进骨髓内皮起源细胞( EPC)迁移至成血管处分化为血管有关.。
2.2.4 此外，EPO可以通过上调抗氧化酶的表达及下调氧自由基的生成发挥其抗氧化作用。EPO还可以抑制许多致炎因子的释放，从而减轻炎性细胞的浸润，发挥对缺血再灌注组织的保护作用。另外，在神经组织中E P O还可抑制谷氨酸的释放，减轻谷氨酸与N -甲基-D-天冬氨酸( NMDA)受体结合，介导的钙钠通道开放，大量持续的钙内流可以引起神经元坏死。根据目前的研究，EPO抑制谷氨酸释放的机制可能为抑制谷氨酸的转录与翻译。低氧条件下激活的HIF-1能诱导脑源性的EPO生成，其与血源性EPO比较，产生的量少，但具有更高的活性，脑源性EPO对缺血导致神经细胞损伤有重要的保护作用。其机制如下：①抗炎症作用。小胶质细胞激活后可上调多种表面受体，释放大量重要的促炎症因子。EPO 通过调节小胶质细胞激活以及控制细胞因子的释放，从而维持细胞内环境的稳定。此外，EPO通过抑制一些促炎因子，如白细胞介素_ 6( I L - 6) 、TNF-a和单核细胞化学趋化因子蛋白-1的产生以及抑制炎症细胞聚集而直接参与细胞炎症反应【9】。在脑和脊髓的创伤和缺血损伤以及多发性硬化模型中，EPO的抗炎作用已得到验证。细胞死亡有炎性坏死和细胞凋亡两种方式。EPO对神经的保护作用在于对这两种方式的阻断，神经细胞EPO受体被激活后通过干扰非受体型酪氨酸激酶（janus- amino tyrosine kinase - 2 ，JAK-2) 和核转录因子-κ B ( NF -κ B ) ，能防止N-甲基-D -天冬氨酸( NMDA) 和NO诱导的凋亡。EPO在
体内和体外的多种神经细胞损伤模型中均有抗凋亡作用【10】；②维持血管完整性、促进血管生成。在损伤过程中EPO可阻止血脑屏障通透性的增加，维持细胞与细胞之间连接的建立。EPO对大脑血管内皮细胞提供直接保护，并可防止氧化应激下的核变性。EPO还能促成新的毛细血管生成，并向无血管区域延伸，EPO能诱导内皮细胞基质金属蛋白酶-2的生成、细胞增殖和血管形成。由EPO诱导的血管生成也可在中枢神经系统提供间接的细胞保护作用。由EPO诱导的血管生成也可为中枢神经系统提供间接的细胞保护作用。EPO能促进缺氧脑组织中毛细血管内皮细胞的增殖和迁移，这样会给缺血细胞提供更多的血流和营养；③促进神经祖系干细胞增殖与分化。EFO提高了胚胎皮质神经元的生存力，促细胞存活并可上调神经祖细胞的增殖反应。与其他造血因子一样，EPO也充当着分化细胞的神经营养因子，例如EPO可以影响细胞的再生、分化和存活，并诱导干细胞分化为多巴胺能神经元或星形胶质【11】；④抗兴奋性毒性作用和抗NO介导的损伤。脑缺氧时神经元产生大量HIF-1导致脑损伤，而同时HIF-1上调EPO基因的表达，激活的促红细胞生成素受体( EPOR) 阻止了NMDA导致的细胞凋亡。在大鼠海马和大脑皮质神经元的原代培养中，EPO 不能抑制NMDA受体介导的细胞内钙离子浓度的升高，但可阻止NO诱导的神经元死亡。最近的研究显示：NO能诱导神经细胞培养物中EPOR的表达，从而通过这种方式支持EPO 的神经保护作用【12】。
2.3血红素氧合酶-1 ( HO- 1 ) Eda Ttiztiner 等人的研究认为，HO-1对缺血再灌注组织的保护作用主要与其能降解亚铁血红素有关。亚铁血红素为HO -1的底物，是有毒的物质，能够引起铁的释放、启动Haber -Weiss 或／和Fenton反应，导致细胞损伤。HO-1可以将亚铁血红素转化为三种生物活性物质：一氧化碳、胆绿素、二价铁离子。其中一氧化碳可以通过上调cGMP来调节血管的紧张度，使血管平滑肌松弛，抑制血小板凝聚，从而增加血流量和血管通透性，使缺氧组织得到充足的氧气供应。目前已有实验证明加入外源性的一氧化碳，可以模拟HO -1的保护作用；胆绿素可以被胆绿素还原酶进步转化为胆红素，而胆红素是众所周知的强抗氧化剂；二价铁可以与铁蛋白结合【13】。
此外HO-1还能增加细胞对NO的耐受性，这对细胞也有保护作用，因为小剂量的NO 可作为细胞内的重要调节因子，但大剂量的NO对细胞有毒性作用【14】。
2.4 诱导型一氧化氦合成酶( iNoS )
在生物体内存在三种亚型的一氧化氮合成酶，分别是神经元型( nNOS )、内皮细胞型( eNOS ) 和诱导型( iNOS ) 。前两者在细胞内持续表达，其活性依赖于细胞内钙离子的水平，而iNOS主要是在病理的情况下受许多细胞因子诱导才表达的【15】。它可以使缺血缺氧组织内NO生成增多，参与缺血再灌注损伤的保护作用。研究表明NO主要参与缺血预处理的延迟性保护作用，又称第二窗保护作用( Second window of protection ) ，出现在组织短暂缺血2 4 h后，并可延续至72 h【16】。尽管有人认为，iNOS诱导产生大量NO对组织有损伤作用，但一氧化氮在缺血再灌注组织中的护作用也已证实【17】。
NO可激活可溶性的鸟苷酸环化酶( sGC)、生成环磷酸鸟苷( cGMP ) ，即通过NO -sGC -cGMP信号传导途径介导一系列反应，如促进血管舒张、减轻细间黏附分子( ICAM)的聚集、抑制白细胞和血小板黏附和聚集、抗血栓形成、减轻无复流现象等【18】。试验也证明了无论内源性还是外源性的NO都可通过cGMP途径诱导心肌细胞预适应延迟保护作用。
NO可通过PKC- NF-κB途径诱导HSP70蛋白表达而发挥对脑细胞的延迟保护作用。Gang MinHur 等人的研究表明核转录因子( NF –κB)的激活可进一步促进iNOS的转录，使其蛋白表达增加，加速NO的生成，发挥持久的保护作用。
NO可激活ATP依赖的钾离子通道( KATP )，KATP通道开放后促进Ca2细胞外流，从而减轻Ca超载，并且KATP活化可逆转钙超载，防止肌质网和线粒体在缺血／再灌注时ca 超载造成后续的一系列损伤。另外KATP通道的开放，有助于维持细胞内外的钾离子浓度，
对保持细胞内外的离子平衡有重要作用。KATP通道的开放还可以引起血管平滑肌细胞超极化，阻碍肌肉收缩所必需的Ca 内流，从而最终引起血管扩张，血流量增加。这对缺血再灌注损伤具有保护作用。
2.5，目前,常氧条件下细胞因子IL-1对HIF-1的表达调控逐渐成为研究热点,且对其分机制的研究取得了一定成果。Stiehl等[4]的实验表明,常氧条件下胰岛素和IL-1β通过磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)途径对HIF-1α进行调节。Hellwig-Burgel等[5]的研究进一步证实了这一点,他们发现抑制原代培养的人类肾脏近端小管细胞中的PI3K能够阻断IL-1β诱导的HIF-1α蛋白蓄积。Haddad等[6]提出重组的人类IL-1β可参与调节HIF-1α的稳定性、核转位,及其依赖于抗氧化剂/活性氧敏感机制的活化,可见非低氧途径介导了细胞因子对HIF-1α的调节作用。Jung等[7]在人肺腺癌细胞株A549中发现, IL-1β通过两条途径提高细胞内HIF-1α水平。首先, IL-1β促进HIF-1α的生成需要通过依赖于PI3K/Akt(蛋白激酶B) /mTOR途径NF-κB(nuclear factor-κB )的活化。其次IL-1β抑制HIF-1α的降解。同时证实了IL-1β介导HIF-1α的上调是通过NF-κB/COX-2(环氧合酶-2)通路。NF-κB是调节基因编码细胞因子的一个重要因子。进一步研究发现,常氧下IL-1β通过ERK1/2途径诱导正常人类滋养层细胞中HIF-1α的表达[8]。IL-1调节HIF-1α表达的具体分子机制及所依赖的信号途径还有待于深入研究。
2. 6TNF-α对HIF-1的调节TNF-α与IL-1β类似,能够增强HIF-1的DNA结合活性[1]。Haddad等[6, 9]报道,在肺泡上皮细胞活性氧(ROS)敏感途径介导了TNF-α对HIF-α的调节。在常氧下, TNF-α可促进HIF-1α的转位,并增强其转录活性。他们在分析TNF-α作用方式时观察到H2O2,O2-·,·OH等氧自由基的积累。所有形式的活性氧均与HIF-1α的活性成正相关。应用抗氧化剂清除过氧化氢和羟自由基,可阻断TNF-α对HIF-1α的活化,通过清除氧自由基阻滞NADPH(reduced form of nicotin-amide-adenine dinucleotide phosphate,还原型辅酶Ⅱ)-氧化酶也会降低HIF-1α的活性。抑制线粒体复合物1可以消除TNF-α对HIF-1α的活化作用,同时干扰呼吸链也会逆转TNF-α对HIF-1α的兴奋作用。由此显示,活性氧族在介导TNF-α对HIF-α的活化过程中有重要作用,至于其具体的作用途径还不明确。Zhou等[10]研究发现,与经典的低氧诱导途径不同,TNF-α通过NF-κB依赖途径可诱导HIF-1α泛素化,从而引起其与pVHL(肿瘤抑制蛋白)的相互作用。在HepG2细胞中,TNF-α能活化HIF-1,并且伴有经典低氧反应基因的表达上调,这说明泛素化的HIF-1α也具有转录调节活性。该实验结果与前面所述的活性氧族敏感途径并不矛盾,因为活性氧能作用于IκB激酶,从而影响NF-κB的活性。并且,他们进一步研究发现,在近端小管LLC-PK1细胞中TNF-α通过NF-κB, PI3K,MAPK途径增强Bcl-2的表达,而高度表达的Bcl-2能够促进HIF-1αmRNA翻译,最终导致HIF-1α蛋白表达增加[11]。Jung等[12]则表明常氧条件下, TNF-α诱导细胞内HIF-1α蛋白的积聚依赖于RIP(receptor-interactingprotein)途径。有趣的是,尽管TNF-α对HIF-1α的mRNA水平没有影响,但用转录抑制放线菌素D预先处理细胞后却能阻断TNF-α对HIF-1α蛋白的上调作用,而且pVHL基因的缺失也会抑制该效应。综上所述,TNF-α对常氧细胞内HIF-1α的诱导是在蛋白水平,但还有赖于NF-κB的转录调节。相反地,Peyssonnaux等[13]提出在脓毒血症形成过程中,HIF-1α能促进炎症细胞因子TNF-α的分泌。TNF-α和HIF-1可能存在一个正反馈环,有着相互促进作用。可见,阐明其内在的分子机制对炎症的深入认识有重要的指导意义。
3. 展望
HIF-1作为低氧信号转导途径中的关键因子，广泛参与多种神经系统疾病的发生和发展【20】,尤其在缺血性卒中的过程中起着非常重要的作用。对于HIF-1在缺血性脑血管病中的信号转导途径及其活性调节机制的阐明为缺血性脑血管病的治疗提供了新的靶点。对于HIF-1羟化过程中的酶如PHD,FHD,VHL等，以及底物如铁离子、2一酮戊二酸等，以及HIF-1
与DNA的结合活性等进行干预，均可以改变HIF-1的转录活性，诱导或抑制HI F-1的活性，发挥治疗效果。由于HIF-1能够调控一系列靶基因的表达，因此，针对HIF-1的治疗可能远比针对单个靶基因的治疗可能会有更好的疗效。但同时，HIF有神经保护和促神经细胞凋亡的作用，它既可以参与致病，也可以抑制疾病的进一步发展。因此，我们在针对HIF-1进行治疗时，必须保持谨慎。对HIF-1进行干预的时间窗，以及进行干预的具体内容，诱导还是抑制，以及干预的持续时间、程度等都是有待进一步研究深入的问题。我们期待将HIF-1研究的成果尽快实施于临床。
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四综述四 D O I :10.3760/c m a .j .i s s n .1673-436X.2012.023.019作者单位:646000泸州医学院附属医院呼吸二科通信作者:湛晓勤, E m a i l :1843309130@q q .c o m 低氧诱导因子-1与炎症 鄢洁 湛晓勤 ?摘要? 低氧诱导因子-1(H I F -1)是机体的一种重要转录因子,在机体炎症过程中起着重要作用三它是由α和β亚基构成的异二聚体,其中α亚基受低氧调节,在常氧细胞中易被降解三研究发现,即使在常氧条件下H I F -1也能在炎症中发挥重要作用三本文就近年来H I F -1在炎症方面的研究作一综述三 ?关键词? 低氧诱导因子-1; 炎症介质;炎症H y p o x i a -i n d u c i n g f a c t o r 1a n di n f l a m m a t o r y Y A N J i e ,Z HA N X i a o -q i n .D e p a r t m e n to f N O .2R e s p i r a t o r y M e d i c i n e ,t h eA f f i l i a t e d H o s p i t a l o f L u z h o u M e d i c a lC o l l e g e ,L u z h o u 646000,C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :Z HA N X i a o -q i n ,E m a i l :1843309130@q q . c o m ?A b s t r a c t ? H y p o x i a - i n d u c i n g f a c t o r1(H I F -1)i sa ne s s e n t i a lt r a n s c r i p t i o nf a c t o r .I t p l a y sa n i m p o r t a n t r o l e i n i n f l a mm a t i o n .H I F -1i s ah e t e r o d i m e r c o n s i s t i n g o fH I F -1αa n d βs u b u n i t s .T h eH I F -1αs u b u n i t i sd i r e c t l y c o n t r o l l e d b y t h eo x y g e nc o n c e n t r a t i o na n di se a s i l y d e g r a d e di n n o r m o x i cc e l l s .R e c e n t l y ,t h e s t u d y f o u n d t h a t e v e n i n n o r m o x i c c o n d i t i o n s ,H I F -1i n i n f l a mm a t i o n p l a y a n i m p o r t a n t r o l e .I n t h i s r e v i e w ,w e s u mm a r i z e d t h e s t u d i e s o fH I F -1i n i n f l a mm a t o r y .?K e y w o r d s ? H y p o x i a - i n d u c i n g f a c t o r 1;I n f l a mm a t o r y m e d i a t o r s ;I n f l a mm a t o r y 炎症是所有具有血管系统的活体组织对损伤因子所发生的防御反应,也是人类多种疾病中的一种最常见的病理过程,可发生于机体的任何部位和任何组织,人类的大多数疾病无不与炎症过程有关三低氧诱导因子(h y p o x i a -i n d u c i b l e f a c t o r ,H I F )是一种氧依赖转录激活因子,通过与低氧反应元件结合,从而引发下游基因的转录,其表达和活性受到细胞 氧浓度的调控[1 ]三H I F 家族目前研究发现有3个成员[2] ,分别为H I F -1二H I F -2和H I F -3三每个成员又均由α二β 2个亚基组成,而其中研究最多的为H I F -1三 1 H I F -1的分子结构与调节 H I F -1是S e m e n z a 等在研究红细胞生成素的基因表达时发现的D N A 结合性蛋白,由H I F -1α和 H I F -1β两个亚基组成的异二聚体,都具有芳香烃核转移结构域,其均属于碱性螺旋-环-螺旋蛋白质家族三H I F -1α是氧调节蛋白,主要决定着H I F -1的 活性三H I F -1α由826个氨基酸组成,含有几个重要的结构域,其中氨基酸1~390为结合D N A 所必需,氨基酸1~166介导其与H I F -1β异二聚体化; 氨基酸401~603为依赖的降解结构域(O x y g e n - d e p e n d e n td e g r a d a t i o nd o m a i n ,O D D D ),控制H I F -1在常氧下的降解;H I F -1β是H I F 家族成员的共同亚基,属于结构性表达亚基,含有789个氨基酸三H I F -1作为一种转录因子,H I F -1β在细胞核中持续表达,不受氧浓度调节和影响;H I F -1α低氧时在组织细胞中广泛表达,而在常氧(氧饱和度> 21%)下H I F -1αO D D D 的脯氨酸残基和乙酰化赖氨酸残基经脯氨酰羟化酶羟基化后形成β折叠样构象,通过与泛素E 3连接酶p V H L 蛋白β结构域结合,然后被26s 蛋白酶所降解,其半衰期小于 5m i n [3] 三然而在低氧(氧饱和度<21%)条件下,脯氨酰羟化酶的活性本身会被抑制;而且在低氧状态下线粒体的电子传递链会被抑制,其代谢产物乳酸二丙酮酸堆积,亦会抑制脯氨酰羟化酶,从而抑制 H I F -1α的降解[4] 三 目前已确定的H I F -1的靶基因有100余种[5] ,它在炎症二血管生成与重塑二细胞增殖与细胞凋亡二 能量代谢二酸碱失衡调解等方面均发挥了难以估量的生物学作用三 2 H I F -1与炎症介质 炎症反应虽是多细胞和多因子共同参与的过程,但细胞因子在炎症反应中起了举足轻重的作用三当机体受到各种感染和非感染等因素刺激时,机体 四 3381四国际呼吸杂志2012年12月第32卷第23期 I n t JR e s p i r ,D e c e m b e r 2012,V o l .32,N o .23
重组人表皮生长因子治疗压疮临床疗效观察 摘要：目的：探讨重组人表皮生长因子治疗压疮的临床效果。方法：将100例压疮患者随机分为观察组（重组人表皮生长因子）50例和对照组（常规换药治疗）50例，观察组在初步清创基础上用重组人表皮生长因子湿敷，再予以敷料包扎；对照组采用5%呋喃西林或1%碘伏纱块湿敷后方纱敷料包扎，比较两组病人的治疗效果。结果：观察组明显缩短压疮创面愈合时间；不同时间创面平均愈合率明显优于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.05 ）；结论：使用重组人表皮生长因子创面湿敷治疗，能显著促进创面愈合，缩短愈合时间，且无毒副作用。 关键词：重组人表皮生长因子；压疮；护理 Abstract：objective to Study of recombinant human epidermal growth factor in the treatment of pressure ulcers. methods 100 cases of patients with pressure ulcers were randomly divided into observation group （recombinant human epidermal growth factor）50 cases and control group （conventional dressing therapy）50 cases，observation group on the basis of preliminary debridement with recombinant human epidermal growth factor shi fu，again be dressing
重组人表皮生长因子对鼻黏膜结构的影响 【摘要】目的：探讨重组人表皮生长因子（rhEGF）对鼻黏膜结构的影响。方法：对21例（42侧）经鼻内窥镜全鼻窦开放术患者进行同体对照实验，一侧直接将人表皮生长因子喷于纱条填于术后窦口鼻道复合体处，另一侧为止血纱条填塞术腔2日后对照，在用药后3天、1周、2周取双侧鼻黏膜进行透视电镜下观察鼻黏膜结构。结果：用药后3天上皮排列不整，细胞间连接松散，表层纤毛紊乱，大量脱落，1周时上皮、表层纤毛明显修复，2周时黏膜基本正常。结论：重组人表皮生长因子对鼻黏膜结构的损坏较小并可促其迅速恢复。 【关键词】重组人表皮生长因子；鼻黏膜；鼻内镜 重组人表皮生长因子（rhEGF）是可调节多类细胞生长的多肽，是极其重要的血管生成因子[1]。其通过控制具有调节上皮化、血管生成和胶原代谢的细胞增生和移行而帮助创面愈合[2]。rhEGF调节障碍将会导致修复延迟，乃至瘢痕的形成[3]。该药物是否会对鼻黏膜产生刺激或损害，以及损害的程度和损害后是否可逆，是该药物在鼻科临床能否应用的关键，本观察则是该药物对鼻黏膜结构的影响情况。 1 资料和方法 1.1 病例选择：选择双侧鼻息肉全鼻窦炎患者21例，男13例，女8例，年龄21~53岁，平均36.28岁，病程1~10年，患者均为初次手术并无明显变态反应病史，每例患者双侧鼻腔病变基本相同，按照鼻息肉慢性鼻窦炎诊疗评定标准（1997，海口）分类：Ⅱ型2期9例，Ⅱ型3期12例。手术前均作副鼻窦CT 扫描。 1.2 药物及使用方法：药品为重组人表皮生长因子（rhEGF），由深圳华生元基因工程发展有限公司提供（批号：19991201）。 21例均采用局麻鼻内窥镜下鼻息肉摘除全鼻窦开放术，术式为Messerklinger 术式，从前至后切除筛窦，再将上颌窦自然口扩大，酌情处理额窦和蝶窦，切除病变组织时尽量保留正常和病变较轻的黏膜，有利于术后功能的恢复，窦口鼻道复合体处经肾上腺素棉片压迫止血后，随机一侧直接将rhEGF喷于纱条填于该处，另一侧为止血纱条填塞术腔2日后对照，12例左侧做对照组，9例右侧做对照组，rhEGF隔日一换，共4~5次后按术后常规清洁处理。 1.3 组织病理学观察：术后用药3天、1周、2周取双侧窦口鼻道复合体处1
低氧诱导因子家族研究进展% 李启芳综述 戴爱国审阅 湖南省老年医院湖南省老年医学研究所 呼吸疾病研究室(长沙9410001) 摘要 低氧能诱导编码促红细胞生成素基因的转录9过程的具体分子机理一直不清o 低氧诱导因子家族的克隆及其调控许多目的基因表达的发现9丰富了我们对机体氧感受的分子机理的认识o 同时低氧诱导因子家族中各因子的表达差异9及其之间的相互调控9低氧诱导因子在低氧条件下的作用机理9对目的基因的调控及相互之间差异的阐明9对理解许多与组织缺氧有关的重要疾病如心血管疾病\中风\慢性阻塞性肺疾病9特别是肿瘤的病理生理过程有重要意义o 关键词 低氧诱导因子; 基因表达调控; 脯氨酸化酶 % 国家自然科学基金资助项目(NO ~30270581) 哺乳动物和人体内细胞存在着一类介导低氧适应性反映的转录因子9能激活许多低氧反应性基因的表达9是在低氧条件下维持氧稳态的关键性物质9称低氧诱导因子o 自1992年发现低氧诱导因子1(h yp Oxi a i nduci bl e f act Or 19H I F -1)以来91997年和1998年又相继发现了H I F -2和H I F -3o 目前认为H I F 在体内可能存在一个家族(H I FS )o 现已知H I FS 家族成员H I F -1\H I F -2和H I F -3具有以下共同特点~ 均属于碱性多肽-螺旋-环-螺旋-(baSi c-heli x-l OO p -heli x 9b HL H )-PAS (p er-ARNT -AHR -S i m )超家族的O 和 亚基组成的不同亚基二聚体转录因子9O 亚基为低氧调控的主要功能亚基(H I F -1O 及H I F -2O 9H I F -3O )和对低氧不敏感的H I F -1 亚基; 缺氧均可诱导H I FS 转录\翻译及活性9其在体内介导生理或病理作用均依赖于通过与目的基因的缺氧应答元件(h yp Oxi a re-S p OnSe el e m entS 9HRE )结合而调节目的基因的表达来实现o l H IF S 的发现及C DNA 克隆 低氧诱导因子-1是Se m enza 等[1] 1992年发现的o 他等将人肝癌He p 3B 细胞用1 低氧处理9细 胞内EPO mRNA 可增加50倍9而且缺氧处理过的细胞9其细胞核提取物也具有促进基因转录的作用9但预先给予蛋白质合成抑制剂能阻断缺氧对基因表达的诱导作用;在非EPO 表达的细胞里也有类似的结果o 以后又观察到该因子对多种低氧反应基因(h yp Oxi a reS p OnSi ve g eneS 9HRG )的转录都有调控 作用9并可能参与对低氧反应的信号转导过程9遂命名为H I F -1o 随之9从He p 3B 细胞c DNA 文库中克隆了H I F -1O 和H I F -1 的全长c DNA 序列\其中人的H I F -1O c DNA 全长为3720b p 9开放阅读框2478b p 9编码826个氨基酸9应用体细胞杂交分析和荧光原位杂交方法证实人H I F -1O 的基因位于第14号染色体(14C 21-4)9小鼠的H I F1O 的c DNA 序列全长3746b p 9开放阅读框2430b p 9编码810个氨基酸9与人的H I F -1O c DNA 序列有90 的同源性9小鼠H I F -1O 基因位于第12号染色体o 人的H I F -1 c DNA 序列和已知的芳香烃受体核转运蛋白(ar y l h y dr Ocar bOn rece p t Or nucl ear tranSl Ocat er-Or 9ARNT )相同o 全长为2604b p 9开放阅读框2367b p 9编码789个氨基酸o 在其基因中有一段长度为45b p 的可变外显子9编码15个氨基酸9因此体内还存在一种774个氨基酸的H I F -1 9小鼠的H I F -1 基因定位于第3号染色体o 随后9Em a [2] 与 Gu [3] 分别发现低氧诱导因子家族的另外两个成员H I F -2O 和H I F -3O 9结果表明~不同种系同一种H I F -O 亚基之间高度同源;但同一种系不同H I F -O 亚基之间同源性较低;而在3种H I F -亚基不同功能区之间其同源性却较高o 人H I F -3O 是位于19号染色体9其c DNA 长约2kb 9编码668个氨基酸的H I F -3O 多肽9在氨基端反式激活区域(N -t er m i-nal tranSacti vati On dO m ai n 9NAD )区域99与H I F -1 O 9H I F -2O 之间一致性分别为58 和52 9但缺乏羧基端反式激活区域(C -t er m i nal tranSacti vati On dO m ai n 9CAD )9H I F -1O 和H I F -2O 均含有NAD 和CAD 两个反式激活区[4]o
重组人表皮生长因子凝胶（酵母） Chongzu Ren Biaopi Shengzhangyinzi Ningjiao (Jiaomu) Recombinant Human Epidermal Growth Factor Gel（Yeast） 本品系由高效表达人表皮生长因子基因的酵母，经发酵、分离和高度纯化后,加入凝胶基质制成。含适宜稳定剂，防腐剂，不含抗生素。 1 基本要求 生产和检定用设施、原料及辅料、水、器具、动物等应符合“凡例”的有关要求。 2 制造 2.1 工程菌菌种 2.1.1 名称及来源 重组人表皮生长因子工程菌株，系由带有人工合成的人表皮生长因子基因的DNA片段整合到酵母菌染色体基因组中构建而成。 2.1.2 种子批的建立 应符合“生物制品生产检定用菌毒种管理规程”的规定。 2.1.3 菌种检定 主种子批和工作种子批的菌种应进行以下各项全面检定。 2.1. 3.1 划种BMG1琼脂平板 应呈典型酵母菌菌落形态，无其他杂菌生长。 2.1. 3.2 染色镜检 在光学显微镜下观察，应形状规则，用次甲兰染色，无死亡细胞。 2.1. 3.3 筛选标志检查 应符合该基因表型特征。 2.1. 3.4 人表皮生长因子表达量 在摇床中培养，应不低于原始菌种的表达量。 2.1. 3.5 人表皮生长因子基因稳定性检查 涂BMG1琼脂平板，挑选至少50个克隆，用PCR检测人表皮生长因子基因，阳性率应不低于95％。 2.2 原液 2.2.1 种子液制备 将检定合格的工作种子批菌种接种于适宜的培养基（可含适量抗生素）中培养，供发酵罐接种用。 2.2.2 发酵用培养基 采用适宜的不含任何抗生素的培养基。 2.2.3 种子液接种及发酵培养
expression in C1q suffcient and deficient mouse models of Alzheimer's disease 〔J 〕.J Neurochem ，2008；106：2080-92.27 Mukherjee P ，Pasinetti GM.The role of complement anaphylatoxin C5a in neurodegeneration ：implications in Alzheimer's disease 〔J 〕.J Neuro-immunol ，2000；105（2）：124-30.28 Nandakumar KS ，Jansson A ，Xu B ，et al .A Recombinant vaccine effec-tively induces C5a-specific neutralizing antibodies and prevents arthritis 〔J 〕.PLoS One ，2010；5（10）：e13511.29 Schnatbaum K ，Locardi E ，Scharn D ，et al .2006.Peptidomimetic C5a receptor antagonists with hydrophobic substitutions at the C-terminus ：increased receptor specificity and in vivo activity 〔J 〕.Bioorg Med Chem Lett ，2006；16（19）：5088-92. 30 Gueler F ，Rong S ，Gwinner W ，et al .Complement 5a receptor inhibition improves renal allograft survival 〔J 〕.J Am Soc Nephrol ，2008；19（12）：2302-12.31 Woodruff TM ，Ager RR ，Tenner AJ ，et al .The role of the complement system and the activation fragment C5a in the central nervous system 〔J 〕.Neuromolecular Med ，2010；12（2）：179-92.32 Woodruff T ，Denny K ，Crane J ，et al .Blockade of C5a receptors reduces astroglial inflammation in a rat SOD1G93A model of amyotrophic lateral sclerosis 〔J 〕.Mol Immunol ，2008；45（16）：4163. 〔2011-06-03收稿2011-07-20修回〕 （编辑安冉冉） 低氧诱导因子－1α与骨质疏松 蔡 婧 郭常辉 （重庆医科大学附属第二医院内分泌科，重庆400010） 〔关键词〕骨质疏松；低氧诱导因子-1α〔中图分类号〕R58 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1005-9202（2013）03-0741-03；doi ：10.3969/j.issn.1005- 9202.2013.03.120通讯作者：郭常辉（1957-），女，硕士生导师，主任医师，主要从事骨质疏 松、甲状腺相关疾病、糖尿病及相关并发症研究。 第一作者：蔡 婧（1987-），女，在读硕士，主要从事骨质疏松、甲状腺相关疾病、糖尿病及相关并发症的研究。 1992年，Semenza 等〔1〕 首先发现低氧诱导因子（HIF ），它作为组织细胞低氧状态下调节氧稳态的核转录因子，在低氧信号转导过程中起重要作用。HIF 包括三种亚型（HIF-1，HIF-2和HIF-3），哺乳动物对低氧的适应性反应主要表达为HIF-1。HIF-1是由HIF-1α和HIF-1β两个亚基组成的异源二聚体，其活性主要由HIF-1α亚基决定，HIF-1α对氧的依耐性较强，仅在缺氧条件下存在。近年来有研究表明成骨细胞和破骨细胞属于氧感应细胞 〔2〕 ，低氧是参与调控骨改建（重建）/骨转换的因 素之一，由此推测HIF-1α对骨质疏松的发生发展可能起了一定的调控作用。1概 述 1.1 HIF-1α的结构 HIF-1α为氧调节蛋白，是碱性螺旋环螺 旋/PAS （basic Helix LoopHelix-Per /ARNT /AhR /Sim ，bHLH-PAS ）蛋白家族成员之一。人体内HIF-1α基因位于14号染色体（q21-24），含有826个氨基酸。HIF-1α的N 端有bHLH 和PAS 结构域，负责与HIF-1β形成异二聚体，并与DNA 上顺式反应元件结合；HIF-1α的C 端有2个反式激活结构域（TAD ），分别称为TAD-N （aa531-575）和TAD-C （aa786-826），TAD-C 可直接或间接与转录起始复合物反应影响基因转录；在TAD 之间（aa576-785）为抑制结构域（ID ），可抑制常氧条件下的反式激活作用， TAD-N 、TAD-C 和ID 三者共同作用决定了氧调节的稳定性和蛋白的转录活性 〔3〕 。HIF-1α结构中还存在氧依赖的 降解结构域（ODDD ），其结构域中有2段富含脯氨酸（P ）、谷氨酸（E ）、丝氨酸（S ）和苏氨酸（T ）的氨基酸序列。此外，HIF-1α有2个核定位信号（NLS ），分别位于N 端的aa17-33和C 端的aa718-721，低氧时，C 端的NLS 在介导HIF-1α进入细胞核的过程中起着关键作用〔4〕 。 1.2HIF-1α的生物学特性 HIF-1α在人体内多个脏器均有 表达，其生物学活性主要取决于α亚基的蛋白质水平及其活 性 〔1〕 。常氧条件下，当环境氧浓度超过5%时，脯氨酰羟化酶（PHD ）作用于ODDD 中的脯氨酸残基，促进HIF-1α迅速被降解，使其半衰期不足10min 。在缺氧环境下，HIF-1α的降解受到抑制， 半衰期相应延长，完成核转位过程，即在胞质中聚集并转移到细胞核中与HIF-1β结合形成二聚体，再作用于靶基因， 启动其表达 〔5〕 。 目前国内外研究已发现有100多种HIF-1α的靶基因，主要有以下几类：①血管相关性基因：主要有血管内皮细胞生长因子（VEGF ），低氧环境下，HIF-1α作用于VEGF ，使其表达增加，促进血管内皮细胞增殖分化，从而改善组织供血和低氧状态；②葡萄糖及能量代谢相关性基因：包括醛缩酶A 、糖酵解酶-11等，主要在缺氧环境下启动糖酵解途径，维持细胞的生存代谢；③细胞增殖相关性基因：主要有胰岛素样生长因子（IGF ），成纤维细胞生长因子（FGF ）等，通过激活促分裂原活化蛋白激酶（MAPK ）等途径促进细胞增殖。此外HIF-1α还可作用于促红细胞生成素、细胞凋亡蛋白酶等，对细胞生成和凋亡的调控发挥重要作用 〔6〕 。 2HIF-1α与骨代谢 人体内骨骼是拥有丰富血管的组织，其血供占心输出量的 10%左右〔7〕 。在骨发育过程中，骨组织的血管化具有重要的作 用，只有当血管形成，才能在成骨部位出现成骨细胞和破骨细 · 147·蔡婧等低氧诱导因子-1α与骨质疏松第3期
易孚(重组人表皮生长因子凝胶) 【药品名称】 商品名称：易孚 通用名称：重组人表皮生长因子凝胶 英文名称：Recombinant Human Epidermal Growth Factor Gel 【成份】 重组人表皮生长因子。 【适应症】 本品适用于皮肤烧烫伤创面(浅Π度至深Ⅱ度烧烫伤创面)、残余创面、供皮区创面及慢性溃疡创面的治疗。 【用法用量】 常规清创后，用生理氯化钠溶液清洗创面，取本品适量，均匀涂于患处。需要包扎者，同时将本品均匀涂于适当大小的内层消毒纱布，覆盖于创面，常规包扎，一日一次或遵医嘱。推荐剂量为每lOOcm2创面使用本品10g(以凝胶重量计)。 【不良反应】 未见严重不良反应。 【禁忌】 对本品过敏者 【注意事项】 本品为无菌包装，用后请即旋紧管口，以防污染。本品无抗菌作用，但不会增加创面感染机会。对感染创面，在进行创面清创的前提下，可考虑联合使用抗菌药物控制感染。对于各种慢性创面，如溃疡、褥疮等，在应用本品前，应先行彻底清创去除坏死组织，有利于本品与
创面肉牙组织的充分接触，提高疗效。当本品的外观、性状发生改变，如出现霉变、变质等现象时，应禁止使用。 【特殊人群用药】 儿童注意事项： 无禁忌。 妊娠与哺乳期注意事项： 尚不明确。 老人注意事项： 无禁忌。 【药物相互作用】 本品遇酒精、碘酒等，可能会使EGF变性，而使活性降低。因此使用酒精、碘酒等消毒后，应再用生理氯化钠溶液清洗创面，然后使用本品。 【药理作用】 1.药理作用：本品为外用重组人表皮生长因子(rhEGF)。可促进动物皮肤创面组织修复过程中的DNA、RNA和羟脯氨酸的合成，加速创面肉芽组织的生成和上皮细胞的增殖，从而缩短创面的愈合时间。 2.毒理研究：(1)重复给药毒性：家兔背部破损皮肤涂抹本品(6g凝胶/次，每日1次，浓度200μg/g，相当于临床用药浓度的20倍)，连续36天，给药局部皮肤及各脏器均未见明显毒性反应。本品较长时间局部应用对愈合后创面的远期影响不清楚。 (2)遗传毒性和生殖毒性：尚无动物研究资料。(3)致癌性：研究文献提示，EGF有促进某些肿瘤细胞生长的作用，但也有一些动物和体外研究文献提示，EGF作为一种具有多种功能的细胞因子，可以抑制某些肿瘤细胞的生长。对于烧伤患者(尤其是较大面积烧伤时)局部较长时间使用本品的影响尚不清楚。临床药代动力学研究结果提示患者烧伤面积达5～10％时，
低氧诱导因子-1调控肿瘤代谢的研究进展摘要：低氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor 1，HIF-1）是一种对氧敏感的核转录因子，其表达与肿瘤的生长密切相关，尤其在调控肿瘤细胞能量代谢重编程中发挥着重要的作用，它通过激活编码葡萄糖转运体，糖酵解酶类以及丙酮酸脱氢酶激酶等基因，在低氧条件下实现由氧化磷酸化代谢方式向糖酵解方式的转变，维持了肿瘤细胞内氧化还原的稳态和能量供给。因此，靶向HIF-1及其编码的与代谢相关的酶系将成为肿瘤治疗的新策略。 关键词：低氧诱导因子；代谢重编程；糖酵解；靶向治疗 恶性肿瘤为了满足快速生长的需求，会发生代谢的重编程。在常氧条件下，正常组织细胞摄取葡萄糖进入糖酵解途径生成丙酮酸，经过三羧酸循环由线粒体氧化磷酸化产生三磷酸腺苷（ATP）。在缺氧条件下，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下生成乳酸产生ATP。而肿瘤细胞无论氧气是否充足都以生成乳酸的糖酵解代谢方式产生能量，这种特殊的代谢方式称为有氧糖酵解[1]。随着肿瘤研究的不断深入，肿瘤细胞调控代谢重编程的重要信号通路及转录因子已初步阐明。本文将重点对低氧诱导因子-1（HIF-1）调控肿瘤细胞代谢重编程的分子机制及靶向HIF-1治疗策略的研究进行综述。 1 HIF-1的调节机制 转录因子HIF-1是由HIF-1α和HIF-1β两个亚基组成的异源二聚体蛋白[2]。在常氧条件下，HIF-1α蛋白的第402位和第564位脯氨酸残基在羟基化酶的作用下发生羟基化，然后被泛素化降解，这个过程需要氧气、α-酮戊二酸和二价铁离子作为底物参与其中[3]。在低氧条件下，羟基化酶的活性被抑制，HIF-1α蛋白迅速积累，并与HIF-1β形成二聚体结合于靶基因的低氧反应元件上，并招募共激活分子P300/CBP，激活靶基因的转录[4]。研究发现HIF-1能调控1000多个靶基因，其中大多数基因都是促进肿瘤细胞存活，包括代谢重编程，血管新生和迁移等相关的基因[5]。 2 HIF-1在恶性肿瘤中的表达 肿瘤细胞的快速生长，造成缺血缺氧的肿瘤微环境，在这种应激压力下，肿瘤细胞通过激活HIF-1α改变能量代谢模式。许多研究已证实，在肝癌、乳腺癌、
Tianjin Med J熏Mar2010熏Vol38No3 足够的氧与营养供应是细胞新陈代谢的基础，也是维持内环境稳态的前提。氧分压的改变会导致一系列疾病如类风湿关节炎（r heumatoid arthritis，RA）病理学上的改变。组织缺氧可引起细胞功能障碍并最终导致细胞死亡。组织适应缺氧的一个具有特征性的信号传递因子是低氧诱导因子-1（h ypoxia-inducible factor-1，HIF-1）。HIF-1作为一种调节细胞氧平衡和低氧反应基因表达的核转录因子，在低氧条件下表达增加。RA关节腔为缺氧微环境。近年研究表明，HIF-1在RA关节滑膜中的表达增加与RA的发生发展密切相关，被认为是其发病中的主要因素，且成为RA的一个潜在治疗靶点[1]。现对HIF-1的生物学功能及其在RA发病机制中的作用综述如下。 1HIF-1概述 1.1HIF-1的结构HIF-1是1992年Semenza在低氧肝癌细胞提取物中发现的一种核转录因子[2]，是由一个α亚基（HIF-1α）和一个β亚基（HIF-1β）组成的异二聚体。两个亚基均属于碱性-螺旋-环-螺旋（basic-h elix-l oop-h elix，bHLH）/PAS蛋白家族的成员，人类HIF-1α基因定位于14号染色体（14q21~24），其cDNA全长3720bp，编码826个氨基酸。HIF-1α氨基端含有bHLH（aa17~71）和PAS域（aa 85~298），这对α和β亚基的聚合是必需的，羧基端有两个反式激活域（transactivation domains，TAD），其中近N端的为NTAD（aa531~575），近C端的为CTAD（aa786~826），前者为激活转录所必需，后者发挥精细调节作用。在PAS与TAD 之间有一氧依赖降解域（oxygen dependent degradation domain，ODDD，aa401~603），包含有NTAD，使HIF-1α在常氧张力下易于降解，在ODD中还包含2个PEST（脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸）样基序（aa499~518和581~600），使之更不稳定。HIF-1β也被称为芳香烃受体核转位子（aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator，ARNT）。 apy of metastasizing cutaneous squamous cell carcinoma in a patient with severe recessive dystrophic epidermolysis bullosa[J].Dermatol?ogy,2009,219(1):80-83. [10]Allegra CJ,Jessup JM,Somerfield MR,et al.American society of clinical oncology provisional clinical opinion:testing for KRAS gene mutations in patients with metastatic colorectal carcinoma to predict response to anti-epidermal growth factor receptor monoclonal anti?body therapy[J].J Clin Oncol,2009,27(12):2091-2096. [11]Wagner JD,Evdokimow DZ,Weisberger E,et al.Sentinel node biop?sy for high-risk nonmelanoma cutaneous malignancy[J].Arch Der?matol,2004,140(1):75-79. [12]Rokunohe A,Nakano H,Aizu T,et al.Significance of sentinel node biopsy in the management of squamous cell carcinoma arising from recessive dystrophic epidermolysis bullosa[J].J Dermatol,2008,35 (6):336-340. [13]Arbiser JL,Fan CY,Su X,et al.Involvement of p53and p16tumor suppressor genes in recessive dystrophic epidermolysis bullosa-as?sociated squamous cell carcinoma[J].J Invest Dermatol,2004,123 (4):788-790. [14]Kivisaari AK,Kallajoki M,Mirtti T,et al.Transformation-specific matrix metalloproteinases(MMP)-7and MMP-13are expressed by tumour cells in epidermolysis bullosa-associated squamous cell car? cinomas[J].Br J Dermatol,2008,158(4):778-785. [15]Mallipeddi R,Wessagowit V,South AP,et al.Reduced expression of insulin-like growth factor-binding protein-3(IGFBP-3)in Squa?mous cell carcinoma complicating recessive dystrophic epidermoly?sis bullosa[J].J Invest Dermatol,2004,122(5):1302-1309. [16]Waterman EA,Sakai N,Nguyen NT,et al.A laminin-collagen com?plex drives human epidermal carcinogenesis through phosphoinosi?tol-3-kinase activation[J].Cancer Res,2007,67(9):4264-4270. [17]Martins VL,Vyas JJ,Chen M,et al.Increased invasive behaviour in cutaneous squamous cell carcinoma with loss of basement-mem?brane type VII collagen[J].J Cell Sci,2009,122(Pt11):1788-1799. [18]Ortiz-Urda S,Garcia J,Green CL,et al.TypeⅦcollagen is re?quired for Ras-driven human epidermal tumorigenesis[J].Science, 2005,307(5716):1773-1776. [19]Pourreyron C,Cox G,Mao X,et al.Patients with recessive dystroph?ic epidermolysis bullosa develop squamous-cell carcinoma regard?less of typeⅦcollagen expression[J].J Invest Dermatol,2007,127 (10):2438-2444. （2009-05-21收稿2009-12-22修回） （本文编辑李淑杰） 低氧诱导因子-1与类风湿关节炎* 王险峰王雯陈森洲△ 关键词细胞低氧关节炎,类风湿新生血管化,病理性细胞凋亡糖酵解综述 *广西科学基金资助项目（项目编号：0575106） 作者单位：541004桂林医学院微生物学与免疫学教研室 △审校者 254
重组人表皮生长因子生物学活性测定法 （细胞增殖法/MTT比色法） 本法系依据重组人表皮生长因子对小鼠胚胎成纤维细胞（Balb/c3T3细胞）的生长具有刺激作用，Balb/c3T3细胞的生长状况因重组人表皮生长因子生物学活性的不同而异，以此检测重组人表皮生长因子的生物学活性。 试剂： （1）RPMI 1640培养液： RPMI 1640培养基粉末1袋（规格为1L），加水溶解并稀释到1000ml，加青霉素105U/ml（1ml），链霉素105mg/ml(1ml),再加碳酸氢钠2.1g，溶解后，混匀，除菌过滤，4℃保存。 （2）维持培养液: 量取新生牛血清4ml，加RPMI 1640培养液到1000ml。 （3）完全培养液： 量取新生牛血清100ml，加RPMI 1640培养液到1000ml。 （4）PBS： 量取氯化钠8g、氯化钾0.2g、磷酸氢二钠1.44g、磷酸二氢钾0.24g，加水溶解并稀释到1000ml的溶液，经121℃，15分钟灭菌。
(5)噻唑蓝（MTT）溶液： 取MTT粉末0.10g，加PBS20ml使溶解，经0.22um滤膜过滤除菌。4℃避光保存。 标准品沉沦的制备： 取理组人表皮生长因子标准品按说明书复溶后，用维持培养液稀释至每1ml 含50 IU。在96孔细胞培养板中，做4倍系列稀释，共8个稀释度，每个浓度做2个孔。以上操作在无菌条件下进行。 供试品溶液的制备： 将供试品按标示量复溶后，用维持培养液稀释成每1ml约含50 IU。在96孔板中，做4倍系列稀释，共8个稀释度，每个浓度做2个孔。以上操作在无菌条件下进行。 测定方法： Balb/c3T3细胞株用完全培养液于37℃、5%二氧化碳培养，控制细胞浓度为每1ml含1.0 X 105 --5.0 X 106个细胞，传代后24—36小时用于生物学活性测定。弃去培养瓶中的培养液，消化和收集细胞用完全培养液配成每1ml含5.0 X 104 --8.0 X 104个细胞的细胞悬液，接种于96孔板中，每孔100ul，于37℃、5%二氧化碳条件下培养。24小时后换成维持培养液。置37℃、5%二氧化碳培
低氧诱导因子HIF-1 （2018年10月） 氧气是人体生命的第一要素，内环境氧浓度的平衡是机体进行正常有氧代谢的必要条件。缺氧对机体和细胞是一种强烈的应激。细胞通过氧感受器和信号转导特异性调节某些编码基因或非编码RNA的表达来参与各种生理和病理过程。 低氧诱导因子（Hypoxia-inducible Factors, HIFs）属于bHLH-PAS（basic helix–loop–helix Per–Arnt–Sim）转录因子超家族成员，由对氧浓度敏感的HIFα亚基和组成型表达的HIFβ亚基（HIF1β）组成异二聚体发挥功能1,2，其中HIFα亚基包括3个亚型-HIF1α、HIF2α和HIF3α，目前研究最深入且功能最突出的是HIF1α3。HIFs活性的调节主要依靠调节HIFα亚基的蛋白稳定性来实现，α亚基的蛋白稳定性被氧气依赖的羟基化严格调控。常氧状态下，HIF1α不能稳定存在，被不断地降 解而维持在微弱的基础水平。脯氨酰羟化酶（Prolyl Hydroxylase Domain, PHD）使得HIF1α亚基402位及564位脯氨酸羟基化，羟基化修饰的HIF1α被包含肿瘤抑制蛋白von Hippel-Lindau （pVHL）的E3泛素连接酶复合物识别，最终通过泛素-蛋白酶体途径被迅速降解4。此外，常氧环境下，FIH1（Factor Inhibiting HIF1）促使HIF1α804位天冬酰胺发生羟基化从而抑制其与P300的结合从而抑制HIF1α转录激活功能5。而乏氧条件下，PHD 及FIH1的羟基化酶活性均受到抑制，HIF1α转位入核与HIF1β结合形成转录复合物与其靶基因启动子区域的低氧反应元件（Hypoxia-responsive Element, HRE）结合，启动下游众多基因的转录表达而参与多种生理病理过程。除受氧浓度水平调节外，HIF1α还受其他多种因素的调控，如反义转录因子a HIF1α对HIF1α基因的转录具有负调控作用6；部分生长因子、炎症因子或某些癌基因也可通过PI3K/AKT和ERK1/2等信号通路参与调控HIF1α蛋白的稳定性7，也有报道多种microRNA参与调控HIF1。解螺旋 https://www.doczj.com/doc/f09529438.html, 大量研究表明，HIF1α具有促进血管生成、调节内环境、调节昼夜节律8,9、诱导细胞自噬和程序性细胞死亡以及促进间充质干细胞自我更新和分化等生物学功能，且其往往在多种原发或继发性恶性肿瘤组织中的表达水平异常升高，已成为多种疾病临床诊断、靶向治疗和预后评估的一个生物标识和潜在靶点10-12。一方面，HIF-1作为内源性保护分子在缺血缺氧性脑血管病、神经系统退行性疾病、急性心肌梗死等疾病中对神经细胞的存活和心肌细胞的再生具有重要意义13,14。Liu等研究发现，中药水飞蓟素可通过上调HIF-1α和pAkt的表 1
重组人表皮生长因子(rhEGF)联合重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhFGF)对烧伤创面愈合的影响 发表时间：2013-07-26T08:36:07.687Z 来源：《医药前沿》2013年第17期供稿作者：吕海建1 文巧红2 吕英2 孟红2 [导读] 近年来，随着分子生物学在临床应用的进展，细胞因子在组织修复中的作用已经比较明确 吕海建1 文巧红2 吕英2 孟红2 (1惠州市第一人民医院烧伤整形外科 516002；2惠州市中心的医院整形外科 516001) 【摘要】目的观察重组人表皮生长因子(rhEGF) 联合重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhFGF)对烧伤创面愈合的影响。方法对60例烧伤患者，每例患者选择同一块深度烧伤创面的两部分，分别采用rhEGF法和rhEGF+ rhFGF法换药治疗，评价上述受试创面愈合后的瘢痕指数(SI)及愈合速度。结果 rhEGF+ rhFGF法残余创面愈合时间(12.45±8.42)天,明显少于rhEGF (29.7±10.12) 天(t=2.225,P<0.05)；两种方法创面分泌物细菌培养阳性率无显著性意义(t=1.684, P>0.05)；愈后2年rhEGF法SI为8.92±1.78，明显低于rhEGF+ rhFGF法 6.12±1.54(t=2.116,P<0.05)；所有受试创面均无肿瘤形成、癌变等并发症发生。结论外用重组人表皮生长因子(rhEGF) 联合重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhFGF)治疗深度烧伤创面,能明显减少后期瘢痕的形成,远期疗效和安全性较好。 【关键词】烧伤创面愈合重组人表皮生长因子(rhEGF) 重组人表皮生长因子(rhEGF) 【中图分类号】R62 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2013）17-0088-02 创面修复是一个极其复杂的病理过程，创面愈合过程是一系列修复细胞如表皮细胞、成纤维细胞及内皮细胞等与细胞外基质及多种细胞生长因子共同作用的结果，这些因子有 3 种作用即趋化作用、合成分泌作用和增殖分化作用,而 rhbFGF 和rhEGF 是两种在创伤修复领域研究最多[1]。本文观察重组人表皮生长因子(rhEGF) 联合重组人碱性成纤维细胞生长因子(rhFGF)对烧伤创面愈合的影响,现报道如下。 1 资料与方法 1.1 临床资料 选择1996年6～12月间我院住院收治的烧伤患者60例(男33例,女27例), 平均年龄(33.27±9.63)岁,平均烧伤面积(9.33±9.54)% TBSA。所有入选病例均存在深度烧伤创面,且不伴有严重心、肺、肝、肾及血液系统疾病,病情相对较轻。各患者均选择一块深度烧伤创面[本组患者受试面积为1%～7%TBSA,平均为(2.37±0.79)%TBSA],并将其分为面积相近的两部分,分别作为治疗创面(治疗组)和对照创面(对照组),进行同体对照实验。用药情况及结果评估均采用双盲法。 1.2 给药方法 对60例烧伤患者，每例患者选择同一块深度烧伤创面的两部分，分别采用rhEGF法和rhEGF+ rhFGF法换药治疗，以洗必泰溶液清洗创面后,用rhEGF法rhEGF+ rhFGF盐水浸透双层干纱布(每10cm×10cm大小的纱布浸药量为10ml),随后将之覆盖在创面上,其上再覆以1%磺胺嘧啶银霜纱布,外用干纱布包扎。每日换药1次,直至创面愈合。 1.3 观察项目 两组同时全程观察记录创面情况及愈合速度,(1)创面愈合速度采用不同时间内创面愈合例数的百分率来表示。(2)以创面愈合为指标,从受试之日起,统计创面完全愈合所需要的时间;(3)用药后对较小创面观察其四周上皮向心性生长速度及残存肉芽面皮岛变大并离心性生长速度;(4)在治疗过程中比较两组创面分泌物培养阳性率。并定期进行肝,肾功能及血尿常规检查和观察局部反应。 1.4 疗效观察 参照改良温哥华瘢痕测量法[2],评判各创面愈后的瘢痕增生情况,即观察瘢痕的色素性、高度、硬度、血管性及自觉症状,并参照各项指标的评分标准打分,随后将各指标得分相加,即得创面愈合后的瘢痕指数(scar index,SI)。同时观察有无肿瘤形成、癌变等并发症发生。 1.5 统计学处理 所有数据以x-±s表示,组间差异采用t检验。 2 结果 rhEGF+rhFGF法残余创面愈合时间(12.45±8.42)天,明显少于rhEGF(29.7±10.12)天(t=2.225,P<0.05)；两种方法创面分泌物细菌培养阳性率无显著性意义(t=1.684,P>0.05)；愈后2年rhEGF法SI为8.92±1.78，明显低于rhEGF+rhFGF法6.12±1.54，(t=2.116,P<0.05)；所有受试创面均无肿瘤形成、癌变等并发症发生。治疗前后均无肝肾功能,血尿常规化验异常,未见局部及全身过敏症状,个别病例在应用时仅有一过性疼痛。所有受试创面均无肿瘤形成、癌变等并发症发生。 3 讨论 近年来，随着分子生物学在临床应用的进展，细胞因子在组织修复中的作用已经比较明确，许多细胞因子可以加速组织的修复和逆转修复不良状态。细胞生长因子是一类刺激细胞分裂的生物活性多肽，在创伤修复过程中具有多种重要作用：趋化作用、吸引炎性细胞和成纤维细胞进入创面、促进细胞增殖、促进创面的血管化、对细胞外基质的产生和降解有调节作用、诱导临近细胞合成细胞因子等[3]。虽然rhbFGF和rhEGF均为生长因子，但二者的效应重点是有差别的。有研究表明[4],rhEGF主要对再上皮化作用显著，而rhbFGF则主要促进创面肉芽组织生长。本研究结果显示,rhEGF+rhFGF法残余创面愈合时间,明显少于rhEGF(t=2.225,P<0.05)；两种方法创面分泌物细菌培养阳性率无显著性意义(t=1.684,P>0.05)；愈后2年rhEGF法SI明显低于rhEGF+rhFGF法(t=2.116,P<0.05)；提示烧伤后早期应用rhEGF+rhFGF 法治疗深度创面,能减轻后期的瘢痕形成,且远期疗效较好。外源rhEGF+rhFGF法减轻远期瘢痕形成的机制可能为[5]:(1)促进了创面表皮细胞的分裂、增殖,加速了创面上皮化过程,使再生表皮增厚,细胞分化好,创面封闭时间提前;(2)促进血管内皮细胞增殖,加速组织血管化进程;(3)促进成纤维细胞在创面的趋化、增殖和分化,促使其合成、分泌细胞外基质成分,使胶原合成时间提前,组织排列有序;(4)真皮形成加速也有利于表皮的及早修复。由此提示,rhEGF可减轻后期瘢痕形成,是因其早期加速了皮肤组织修复,及早封闭了创面,从而提高了再生皮肤的质量。另有报道,rhEGF+rhFGF能抑制皮肤内源性转化生长因子B1(TGFB1)的合成,进而对后者所诱导的胶原过度合成和收缩起抑制作用[6]。因此,EGF可能对瘢痕形成有直接抑制作用。烧伤残余创面的愈合过程是一个十分复杂的生理学过程,在修复过程中由于机体本身对创面部分的修复机制,调动内源性表皮细胞生长因子(EGF)在创面积累明显增多,在创面修复过程中虽EGF受体数目增加,内源性EGF也在修复位点明显示