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损伤相关分子模式

/damage associated molecular pattern,DAMP/
条目作者田志刚

田志刚

最后更新 2023-11-07
浏览 176
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在炎症、损伤、缺氧、应激等刺激下,机体迅速释放到细胞间隙或血液循环中的内源性物质。

英文名称
damage associated molecular pattern,DAMP
所属学科
现代医学

是由机体自身细胞产生和释放的内源性分子,即内源性危险信号,为启动固有免疫应答的另一类免疫原。

随着免疫学研究的深入,人们逐渐发现仅仅单一的使用病原相关分子模式识别理论并不能解释某些免疫病理现象。1994年法国免疫学家P.C.E.马青格(Polly Celine Eveline Matzinger,1947~)在“模式识别理论”的基础上,提出了免疫识别的“危险模式理论”,认为触发机体免疫应答的关键因素是机体细胞受损后产生的危险信号。不论机体自身或外界因素发生任何改变,免疫系统只在意对机体是否构成危害,只要出现能被机体识别的危险信号就可以诱发效应细胞的活化。

DAMP可分为两类,分别来自胞内和胞外。①一类为由应急细胞特别是受损或坏死组织细胞快速释放,细胞以一种称为无前导序列分泌蛋白(leaderless secretory protein,LSP)的形式释放内容物,蛋白进入胞外酸性环境中不能维持正确的蛋白折叠而迅速失活,成为免疫原性物质。主要包括高迁移率组蛋白B1(high mobility group protein B1,HMGB1)、热休克蛋白(heatshock protein,HSP)、尿酸结晶、肝癌来源的生长因子(hepatomaderived growth factor,HDGF)以及S100蛋白等。②另一类为在坏死细胞释放的蛋白酶和水解酶作用下诱导产生,主要包括胞外基质的解离片段和受损的基质成分,例如透明质酸和硫酸肝素。值得注意的是,一些免疫系统的正常细胞在受到刺激后会释放DAMP,借助固有免疫应答增强机体免疫防御。在机体损伤时产生的抗菌肽/防御素、氧自由基和神经介质等均可被视为DAMP,参与抗原提呈细胞的活化。

DAMP可激活固有免疫系统中表达模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)的细胞,直接促进炎性介质释放,调节炎症反应和组织损伤;调节固有和适应性免疫发展方向,影响炎症反应发展转归;诱导免疫细胞向炎症部位迁移;增加炎性细胞黏附浸润能力。因此,DAMP可以直接启动固有免疫应答,同时也可直接或间接启动适应性免疫应答。

当组织缺血和其他原因导致无菌性细胞损伤时,HMGB1作为早期调节介质可以激活后续的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)和细胞因子的释放。病理状态下,HSPs参与炎症及其调节过程,可直接刺激人单核细胞、树突状细胞合成和释放TNF-α、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6和IL-12等各种促炎因子,诱导炎性反应的发生,释放的炎性因子又可作为第三信号调节T细胞或B细胞活化,从而激活/抑制适应性免疫;HSPs也可直接作用于T细胞表面Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs),参与免疫调节。尿酸结晶激活NOD样受体蛋白,活化巨噬细胞中的炎性小体,诱导半胱天冬酶-1(caspase-1)对IL-1β前体进行切割,促进IL-1β成熟和分泌。IL-1β通过自分泌方式持续活化巨噬细胞,促进基质金属蛋白酶、氧自由基、趋化因子、细胞因子的产生,使关节处于高炎症状态。微生物感染、缺血、缺氧或炎症所致组织损伤过程中,坏死组织释放大量蛋白酶,导致细胞外基质迅速降解,积聚于组织间隙。这些降解的细胞外基质可作为DAMP分子被抗原提呈细胞识别,刺激炎症反应,参与组织损伤和修复。透明质酸可通过TLRs、CD44或整合素分子,刺激树突状细胞(dendritic cells,DCs)成熟,促进炎性因子和趋化因子表达和释放。

非感染性炎症反应的持续存在是导致自身免疫病、肿瘤、动脉粥样硬化和组织纤维化等疾病难治、迁延、反复发作的主要原因。尽管参与非感染性炎症反应的因素错综复杂,但DAMP概念的提出和一些重要分子的发现及作用机制的阐明,加速了人们对各种非感染性炎症疾病发病机制的认识和理解,为这些疾病的临床诊断和防治提供了新的途径和方法。

  • 曹雪涛,何维.医学免疫学.3版.北京:人民卫生出版社,2015.
  • 曹雪涛.免疫学前沿进展.3版.北京:人民卫生出版社,2014.

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