巨噬細胞移動抑制因子與胰腺炎相關研究進展

謝巴圖白音 王萬祥

摘 要：巨噬細胞移動抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）是集合了細胞因子、生長因子、前炎癥因子、激素和酶等特性為一體的多效能分子，其與多種炎癥性疾病、免疫疾病及腫瘤等都密切相關。有研究發現：胰腺炎的發病機制可能與炎性介質的過度釋放有關，但其具體機制仍不明確，但減少MFI的生成或阻斷其活性可能為患者治療胰腺炎提供新的治療選擇。

關鍵詞：巨噬細胞移動抑制因子；胰腺炎；反應機制；ISO-1

急性胰腺炎（acute pancreatitis， AP）作為目前臨床上發病率較高的疾病，被分為重癥急性胰腺炎（SAP）和輕癥急性胰腺炎， 其中重癥急性胰腺炎約占比例20%，死亡率可達15%～25%。研究發現，胰腺炎發病機制與過量釋放的細胞因子，胰酶激活，胰腺細胞凋亡等有關，最后導致胰腺及其周邊組織受損、病變、器官衰竭等。有學者研究發現：胰腺炎的發病與MIF有關，而MIF的互變異構酶抑制劑ISO-1能夠抑制MIF的異構酶以及其生物學活性。本文主要就MIF與胰腺炎的關聯做相關概述。

1 MIF概述

1.1 MIF基因及蛋白結構

MIF基因片段較小，約為 0.8kb，包括3 個外顯子和 2 個內含子，是單拷貝基因，位于21號染色體長臂上。MIF的cDNA編碼區含115個氨基酸序列，以α/β結構的三聚體形式存在，有兩個平行反向的α螺旋和六個β鏈組成，相對分子質量數為12.5kDa。在人和鼠中MIF的氨基酸序列，同源性可高達 90%，MIF是高度保守的蛋白質。有別于大多數的細胞因子，MIF由免疫系統和內分泌系統釋放后存儲于細胞池中，在炎癥因子刺激下不需要重新合成即可發揮生物學功能，屬于組成性表達。

1.2 MIF的細胞學和組織學來源

正常的人血清MIF的濃度是 2.0～4.0μg/L，表達與大多數組織及細胞中，其中以活化的 T 淋巴細胞中表達量尤為突出。研究發現，體內的MIF的最基本來源為促腎上腺皮質細胞、單核細胞/巨噬細胞以及活化的 T 淋巴細胞，當然其它的實質細胞將表達的MIF儲藏于胞漿內。

2 MIF 與炎性疾病

在炎癥性疾病的形成和發展過程中，MIF充當重要角色。MIF是一種即調節固有免疫又調節獲得性免疫的調節因子，當機體受到外界刺激時，MIF迅速的從細胞胞漿中分泌出來，通過多條途徑激活核轉錄因子，促進DNA轉錄，啟動細胞因子（如TNF-α、IFN-γ和IL-1β、IL-2、6、8等）和輔助粘附分子（CD80和CD86）基因的表達，并且釋放NO，級聯放大炎癥反應，從而激活非特異性和特異性免疫系統。

2.1 MIF 在炎癥反應中的機制

2.1.1 MIF 與TLR4

1997年Janeway和Rock等首次發現具有高度同源性的Toll樣受體（TLR）。TLR屬于I型跨膜糖蛋白，有三部分組成，胞外區、胞內區和跨膜區。其中胞外區含有18～31個串聯的亮氨酸重復序列，主要負責粘附和識別蛋白質。胞內區含有Toll同源結構域和羧基端的短尾肽，主要行駛信號傳導功能。當前，在人體中被確定的TLR有10種， TLR對微生物或組織成分有明顯的識別作用，其中以TLR4研究最為深入。TLR4是脂多糖（LPS）結合的主要受體并發生信號傳導作用，機體識別脂多糖（ 1ipopolysaccharide，LPS）或需要結合脂蛋白（LBP）、CD14、TLR4（ toll-like receptor4 ）三者結合才能發生相互作用。在細胞外，炎癥刺激因子LPS以CD14作為橋梁與TLR4的胞外區結合，使得信號傳導到細胞內，同時TLR4的胞內區TIR結構與下游的銜接蛋白MyD88的c端結合，同時，MyD88的N端招募具有死亡結構域的信號分子IRAK，激活IRAK自磷酸化，繼而激活TRAF6，進而激活NF-κB抑制物的激酶復合物IKKs，進而刺激下游的信號傳遞，進入 NF-κB信號途徑，使巨噬細胞活化，促進細胞因子生成。而MIF則可上調 TLR4 的表達，從而促進清除革蘭氏陰性菌，發揮重要的免疫學功能[8]。

2.1.2 NF-κB途徑

核轉錄因子-kappa B（NF-κB）是一種調節炎性細胞因子基因表達的因子。NF-κB家族中的p65和p50兩個成員形成二聚體，與κB的抑制蛋白I-κB結合，I-κB在IKKs復合物的作用下磷酸化，再泛素化降解，從而使NF-κB從靜息狀態被激活，通過核移位進入細胞核，通過RHD端與DNA結合，促進激活DNA的轉錄，誘導基因表達。在內毒素刺激外周血單核細胞的實驗中，顯示出MIF能夠抑制合成I-κB，從而使發生核移位的NF-κB數量增多，促進釋放炎癥因子[9]。發生SAP時，胰腺組織中的NF-κB被活化，并促進 TNF-α和 IL-6中mRN的表達，參與胰腺及周邊組織的損傷過程。袁耀宗等研究發現，給予吡咯烷二硫代氨甲酸鹽（PDTC）能夠抑制 SAP 大鼠的肝臟組織中的NF-κB的活性，通過降低細胞因子的表達量從而減輕肝臟損傷。

2.1.3 Rb調控

Rb是一種腫瘤抑制基因。Rb基因在許多不同的癌腫瘤中處于突變狀態，其蛋白質產物是一種能夠促進細胞進入分裂期的基因表達的轉錄因子。腫瘤抑制蛋白主要受上游分子周期素D1調節，發生磷酸化后，促進釋放E2F，進一步促進S-期急性酶的表達。而MIF則能夠通過Rb磷酸化后，來增強E2F活性，這在整合素介導的細胞分裂中起著引導性的作用。

2.1.4 AP-1調控

MIF發揮作用的重要機制可能與活化蛋白-1（AP-1）有密切關系。AP-1是一種核轉錄因子，在哺乳動物中主要包括兩類：Jun和fos。AP-1能夠激活Jun和fos 的是細胞質中的MAPK家族的調節蛋白，主要包括JNK、ERK和p38三種，Jun和fos 被這三種激酶激活后發生自磷酸化，從細胞質移位到細胞核內與AP-1結合， AP-1發生自磷酸化，繼而與DNA結合參與轉錄翻譯。MIF的生物學特征顯示：不同濃度的MIF對細胞的調節作用不同。MIF能夠與Jab-1發生互相作用，促進AP-1調節基因發生轉錄的活性，一方面：Jab-1能夠增強AP-1/c-jun復合物和AP-1位點的結合；另一方面：加速p27Kip1蛋白的降解，此蛋白具有停止細胞分裂周期的功能。總之，過量的MIF表達能夠抑制Jab-1基因的促生長作用，降低AP-1/c-jun復合物的穩定性。

2.1.5對p53因子的調節

p53基因是當前人類發現的與腫瘤相關性最高的基因，在超過半數的腫瘤患者中都發生 P突變，MIF可能是通過影響P基因的功能，或和突變的蛋白共同參與腫瘤的變化過程，P53基因有野生型和突變型兩種。腫瘤抑制因子的主要功能誘導細胞不適當的增殖，其原理有兩個方面，其一，誘導停止細胞分裂周期，其二，誘導細胞凋亡。巨噬細胞發揮促炎功能主要通過MIF抑制myc活性從而誘導p53凋亡，MIF抑制p53基因的功能，促進腫瘤生長，擴大炎癥反應。因此，MIF有促進細胞生長作用，這可能是其參與多種炎癥性疾病的機制之一。

2.2 MIF 與急性胰腺炎

AP 的發病機制雖然目前尚未完全闡明，但是胰酶在胰腺內被激活并進行自身消化，發生炎癥細胞浸潤，并生成細胞因子，進而發生炎癥的級聯反應，這個遞進過程已得到廣泛認同。在胰腺炎的早期，高細胞因子血癥及其所引發其它組織損傷，成為胰腺炎面臨的主要問題MIF 作為一種促進炎癥釋放因子，在 AP 發病機制中起重要作用。在其發病過程起著重要的細胞因子有TNF-α、IL-1、IL-6 及 IL-8 等，而這些細胞因子的生成又都與NF-κB密切相關，而 MIF可以引起 NF-κB 活化，使炎癥反應發生放大，進而釋放大量炎性因子。Al-Abed Y等研究發現：用注射牛磺膽酸制造急性壞死性胰腺炎動物模型，再用注射雨蛙素制造急性水腫性胰腺炎的動物模型，之后檢測腹水、血清和肺臟的 MIF 含量。結果表明，ANP 動物模型的腹水和血清中 MIF 含量均明顯增高，而輕癥急性胰腺炎腹水及血清中的 MIF 含量明顯低于其在 SAP 中的含量，說明：血清中 MIF 的含量與AP 的嚴重程度呈正比，并且 MIF 抗體能減少SAP 大鼠的死亡率，從上述實驗可以看出：MIF在大鼠重癥胰腺炎中起重要作用。還有學者研究發現：在急性壞死性胰腺炎的大鼠模型中，大鼠血清中 MIF 含量和胰腺組織中的NF-κB p65 蛋白含量呈正相關，胰腺組織的病理學評分也顯示了這一結果。推測出 MIF 可能通過調控NF-κB 信號途徑來影響血清中各種細胞因子（如 TNF-α、IL-1、6 、8）的分泌。王烜等研究發現，SAP 大鼠肺組織中的MIFmRNA 表達量很高，血清中 MIF增多，并且增加程度和肺損傷程度呈正相關。以上結果均表明：MIF與胰腺炎的發病也著密不可分的關系。

3 炎癥性疾病時對MIF的相關治療

3.1 抗MIF抗體的應用

用抗MIF抗體處理炎癥性的動物模型研究發現有兩方面的作用，一方面抗MIF抗體能夠降低炎癥部位炎性細胞的聚集；另一方面降低28天后的死率，使預后得到一定的改善。Makita H等研究發現：對LPS刺激的老鼠模型使用MIF單克隆抗體后，小鼠肺泡巨噬細胞和支氣管內皮細胞中MIF的 mRNA表達量明顯下降，而中性粒細胞的趨化因子MIP-2/CINC-3表達量明顯降低，小鼠肺組織中的中性粒細胞聚集程度減低。Robinson S C等研究發現：抗MIF抗體能夠降低革蘭氏陽性和陰性菌的致死率，增強對內外毒素的耐受性，對機體起到一定程度的保護作用。Calandra T等研究發現：建立小鼠盲腸結扎穿孔腹膜炎炎癥模型，使用重組MIF后出現炎癥加重癥狀，給予小鼠抗MIF抗體后炎癥則得到一定的改善，降低血漿中促炎性介質水平。綜上所述，抗MIF抗體的應用可以抑制MIF的活性，增強免疫細胞的穩定性，使抗炎性能增強，改善炎癥反應，但其如在臨床應用還有待于進一步研究。

3.2 酶活性抑制劑的應用

目前，臨床上治療炎癥較理想的方案是應用小分子抑制劑。小分子抑制劑不可逆的和MIF的催化位點結合，達到抑制MIF的促炎作用的效果。異唑類衍生物（ISO-1）能夠穩定存在于水溶液中。學者對MIF/對羥苯丙酮酸復合物以及氨基酸Schif基化合物進行結構分析發現：ISO-1中發現了能和MIF催化活性位點發生不可逆結合的序列，首先，ISO-1發揮生物學作用必須先與MIF結合，并形成MIF/ISO-1復合物，抑制MIF互變異構酶的活性 ；第二，MIF能夠刺激激活細胞胞漿磷脂酶A2（PLA2），釋放花生四烯酸產物，而ISO-1則可以抑制花生四烯酸的釋放；第三，ISO-1還能夠抑制MIF對GC的拮抗作用。以上三點都從不同途徑起到一定的抗炎效果，為小分子抑制劑在臨床上治療相關炎癥性疾病提供可能。

4. 需進一步研究的問題

4.1 疾病病因學方面

多種因素可誘發胰腺炎，在不同因素中MIF的表達及釋放的炎癥因子也不盡相同，這與疾病的發展及其他臟器病變程度都有較大的相關性，這些問題有待進一步研究。在感染性疾病時，MIF是否與機體循環機能下降有明顯關系也需進一步探討。

4.2 治療學方面

（1）MIF的生物學特性發揮作用包括多種信號分子參與，實驗中采取相應的阻斷劑進行阻斷對MIF的作用有哪些影響，作為治療方式也有待驗證。

（2）從MIF酶活性方面來考慮，ISO-1作為MIF的拓撲酶抑制劑，是否在MIF酶促位點結合部位起著重要的作用，也有待證明。目前IS0-1在治療膿毒癥方面已有明顯療效，其是否一樣適用于胰腺炎的治療，也有待于進一步的考察。能否研制其他小分子的抑制劑等都是下一步研發的可能。

（3）通過對MIF的分子機制的進一步探討，在各個通路環節，每個基因都發揮重要的作用，研究這些有效基因的抑制劑，對闡明其與疾病的潛在關系也具有重要作用，這有助于對胰腺炎等炎癥疾病的發病、診斷及治療有進一步的認識。

5 結語

胰腺炎的發生和發展與炎癥因子密切相關，炎癥始發于胰腺內，進而擴散到附近器官，導致其他組織病變，在此過程中，MIF起著重要角色。盡管SAP的發病機制尚未明確，但隨著對MIF機制的深入研究，對合理調節機體的免疫反應有重要意義，MIF可增強炎癥反應，因此，選取有效的MIF的抑制作用的抑制劑，對治療胰腺炎有很大幫助。

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