巨噬细胞移动抑制因子在紫癜性肾炎中的研究进展

张钰恒(综述)，高 进(审校)

(内蒙古医科大学附属医院儿科，呼和浩特 010059)

随着科学技术的迅猛发展，人们对巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor，MIF)的研究越来越全面。黄仕和等[1]的文献报道，有学者在1932年观察结核菌素诱导的迟发型超敏反应的实验中，发现一种物质可以抑制巨噬细胞移动，30年后，由Bloom和Bennett发现了这种物质是由活化的淋巴细胞分泌的，并将其命名为MIF。1993年，人们开始对MIF的结构及功能进行研究。研究表明，MIF参与了包括炎症、脓毒症、肿瘤、血管和动脉粥样硬化、风湿性关节炎等在内的一系列疾病的发病机制[2]。该文综述了MIF的来源及分子作用机制，重点总结了MIF在紫癜性肾炎(henoch-schonlein purpura nephritis，HSPN)中的研究进展，说明了MIF在HSPN中的重要作用与价值。

1 MIF的结构及来源

人MIF基因定位于第22号染色体(22q11.2)，由114个氨基酸残基组成，全长约为2119 bp，是相对分子质量为12.5×103的非糖基化蛋白，其编码区由3个外显子和2个内含子组成，是具有α链和β链组成的三维晶体结构，与任何其他已知蛋白质之间无明显的同源性，不同种族MIF分子间氨基酸序列的同源性>80%，其中最高的为大鼠和小鼠MIF(只相差1个氨基酸)，而小鼠和人的MIF的同源性约90%[3]。MIF基因不属于任何已知的细胞因子家族。现在已知MIF在-173(G/C)、+254(T/C)、+656(C/C)处存在多态性位点，此外在-794处存在CATT(5-7)串联重复序列[4]。在这些多态性位点中，以MIF-173(G/C)位点单核苷酸多态性与疾病的关系最为密切。目前MIF-173(G/C)测到有3种基因型，分别是CC、GC和GG型。在MIF家族中有2个主要成员，分别是OfMIF和OfDDT，大多由肝脏细胞产生[5]。MIF源于真核生物，是由T淋巴细胞和巨噬细胞分泌的强有力的前炎性细胞因子，是免疫和炎性反应中的关键成分，而有些内分泌系统组织(如下丘脑、垂体、肾上腺)及其他细胞(如内皮细胞)也能分泌MIF，一个健康人血清中MIF正常水平为(0.056～9.56)×10-6g/L[6-7]。在正常肾组织中，仅在小部分肾小球壁层上皮细胞、系膜细胞以及少量肾小管上皮细胞有MIF的微弱表达，正常情况下，MIF均储存在这些细胞的胞质中，当细胞受到脂多糖、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)α、γ干扰素等因子刺激后而被释放出来，发挥生物学作用。

2 MIF的分子作用机制

2.1激活胞外信号调节激酶1/2信号转导途径 胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)磷酸化级联途径：Ras→Raf→丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activation protein kinase，MAPK)→ERK，是细胞增殖的最常见途径，此途径有蛋白激酶A的参与[8]。Mitchell等[9]发现，MIF可快速并持续磷酸化激活ERK1/ERK2/MAPK信号转导途径，从而使处于生长静止期的NIH/3T3纤维母细胞活化增生。

2.2可能的膜受体 当动脉粥样硬化及某些炎性反应发生时，MIF可作为趋化因子CXC亚家族受体(CXC subfamily receptor，CXCR)2的非同源配体，CXCR2有CXCL1、CXCL8等配体，但MIF并不属于CXC趋化因子配体家族；研究发现，MIF也可与CXCR4特异性结合；通过受体-配体特异性结合，MIF依靠巨噬细胞黏附于血管壁上，并随着血管内皮细胞的迁移而发挥作用[10]。

2.3抑制Jab1的活性 Jab1有促进细胞炎性反应发生的作用，当MIF与Jab1相关区域特异性地结合后，可抑制其作用，且这种抑制与剂量有关。另外，MIF还可增强肝细胞、瘤细胞内肝促红素的表达，后者可促进癌细胞增殖。由此，MIF对细胞生长既有促进又有抑制的作用[8]。

2.4上调Toll样受体4的表达 在MIF基因缺失的小鼠，其体内的巨噬细胞对脂多糖和格兰阴性细菌反应低下，细胞因子分泌减少，但对缺氧等刺激的反应却不受影响，这可能与MIF上调Toll样受体4(Toll-like receptors 4，TLR-4)的表达有关，TLR-4有促进巨噬细胞增生、释放炎性因子的作用；MIF可通过上调TLR-4的表达，促使淋巴细胞对革兰阴性菌的识别与清除，具有重要的天然免疫作用[11]。

2.5抑制由p53基因引起的凋亡 MIF可抑制p53引起的凋亡，促进肿瘤的发生和生长[12]。由巨噬细胞释放的一氧化氮被认为是MIF基因缺失促使巨噬细胞凋亡增加的最重要原因。MIF与一氧化氮的作用相反。MIF对p53的拮抗需要ERK1/ERK2、环加氧酶等系列的激活。研究发现，MIF对p53功能的抑制可以表现为长期慢性炎症容易发生癌变[13]。

2.6上调基质金属蛋白酶的功能 基质金属蛋白酶有降解作用并被认为可导致类风湿关节炎患者组织的降解。MIF通过一些细胞因子(如MIF-2等)上调基质金属蛋白酶的表达，介导类风湿关节炎患者某些组织的降解，从而引发一些特异的组织病理改变。

2.7Ca2+通道作用途径 在一项对于饥饿后48 h后的野生型小鼠和敲除MIF基因小鼠的实验中证实，MIF对于维护心肌收缩功能起着重要作用，可能原因为胞内Ca2+浓度的异常[14]。Ca2+浓度增高作为第二信使，进一步引发一系列生理、病理反应。

3 MIF的生物学作用

3.1参与免疫炎性反应 不论在固有免疫、还是在适应性免疫中都有MIF的参与，并且它是固有免疫的重要调节器。MIF是宿主炎性反应不可缺少的成分，它可作为初始炎性因子促使白细胞介素(interleukin，IL)2、IL-6、IL-8、一氧化氮、前列腺素E2等炎性因子的产生，从而引发一系列的炎性反应。研究发现，MIF可能就是氧化应激时分泌的因子中的一种，是一种重要的反应蛋白[6]。

3.2促进肿瘤侵袭与转移 近年研究发现，MIF在原发性肺癌等癌细胞表达水平均比同类非癌细胞中高，且MIF促进肿瘤侵袭与转移，提示MIF影响肿瘤严重程度及预后[15-16]。MIF可通过抑制p53基因活性而直接促肿瘤生成，50%以上的人类肿瘤的发生与p53有关；另外，p53可激活MAPK家族成员及肿瘤血管生成促进肿瘤增殖[17]。

3.3内分泌作用 MIF是一种免疫-神经-内分泌细胞因子。MIF可促进IL-1、IL-6和TNF-α的分泌，这些因子可激活丘脑-垂体-肾上腺轴。MIF的抗糖皮质激素效应也在大脑中起作用[18]。MIF可由一些内分泌组织表达，其分泌方式与激素类似，受下丘脑-垂体的控制，而糖皮质激素也能调节它的合成与分泌。MIF与胰岛素能同时从胰岛素β细胞里释放，可作为胰岛素释放的正向刺激剂，MIF在葡萄糖代谢和宿主糖代谢中起作用，可能与糖尿病和肥胖症有关。

3.4其他作用 MIF还与细胞的分化、生长和发育有关，在动脉粥样硬化和血管重构发病中起重要作用，尤其是目前治疗动脉粥样硬化斑块时往往首选MIF作为治疗靶点，MIF与成人呼吸窘迫综合征、特异性皮炎、炎症性肠病、风湿性关节炎、哮喘、肾病和肾小球肾炎等疾病亦有关[15，19-20]。MIF是脓毒血症的重要介质。在损伤修复中，MIF的表达有增加趋势，而应用抗MIF抗体则可推迟损伤的愈合。

4 MIF在肾脏疾病中的发病机制

巨噬细胞是肾组织的主要浸润细胞，在肾脏疾病中的重要作用得到越来越多学者的重视[21]。MIF由巨噬细胞释放，从而MIF与多种肾脏疾病的发生、发展密切相关，并且能够估计患儿的预后[22]。国外学者通过体外和体内实验相继发现肾脏固有细胞，如肾小球系膜细胞、上皮细胞及肾小管上皮细胞等也可产生MIF，且研究发现应用抗MIF中和抗体干预可明显减轻肾组织内巨噬细胞浸润、肾脏病理损害及改善肾功能[23]。MIF介导肾脏疾病主要是通过吸引巨噬细胞在炎症局部的浸润，抑制其移动，使其增生、活化、分泌一些细胞因子如TNF-α、IL-1、一氧化氮，从而导致巨噬细胞介导的肾脏损伤。活化的巨噬细胞也可以自分泌MIF，从而更进一步加重肾组织内炎性反应[24]。MIF可抑制糖皮质激素分泌，从而使得激素对某些细胞因子(如TNF-α、IL-6、IL-8)生成的抑制作用有所减弱，加重肾损害。MIF也可刺激肾脏足细胞分泌TNF-α、IL-1等促炎性因子，后者能促进肾小球硬化，导致肾损害。

5 MIF与HSPN的关系

过敏性紫癜是一种以小血管炎为主要病变的血管炎综合征，累及到肾脏出现血尿和(或)蛋白尿则称为HSPN，其病因和发病机制尚未完全明确[25]。

研究表明，巨噬细胞在肾小球的浸润增多及新月体形成是HSPN病情进展的危险因素，通过研究人巨噬细胞标志物CD68时发现，随病变程度的加重，HSPN患者肾小球和小管介质内的MIF的表达和浸润的巨噬细胞数明显增加[26]。MIF在肾组织内表达增加，导致巨噬细胞聚集，进而产生一系列细胞因子，引起局部组织的免疫炎症损伤可能介导了HSPN的发生和进展。并且，MIF的表达与HSPN的分级有很大关系。研究中还观察到，HSPN患儿肾组织MIF蛋白水平与血清MIF水平呈明显正相关，提示除肾小球系膜细胞及肾小管间质细胞分泌MIF外，循环中也存在MIF，这表明临床通过检测外周血中MIF水平可了解肾组织MIF表达情况，同时，HSPN患儿肾MIF表达与24 h尿蛋白定量和尿.-乙酰-β-葡萄糖苷酶均呈显著相关，更进一步提示肾MIF可作为判断病情的一项指标，其上调表达可作为反映HSPN肾损害程度的指标[27]。

MIF基因突变与HSPN的发生有关。MIF在-173(G/C)、+254(T/C)、+656(C/C)处存在多态性位点，MIF在-173位点正常位G，若发生突变，则由G转换为C[4,6]。大量资料表明，健康人群该位点也会发生突变，突变类型为GC、CC型。据研究显示，HSPN的严重程度与MIF-173(G/C)的基因分型存在一定的关系，尤其是C等位基因可能是HSPN的易患基因，有研究显示CC基因型的频率在HSPN患儿中明显增加[28-29]。也有研究发现突变纯合子CC型仅见于HSPN组，单纯HSP组及正常对照组中只检出GG和GC型；携带C等位基因的HSPN患儿血清的MIF水平显著高于不携带者，提示携带C等位基因的个体可能通过促进MIF的高度表达，进而增加HSPN的发病风险[30]。在临床上对HSPN患儿及早进行基因检测，将具有重要意义。国外学者发现，MIF-173G/C基因多态性与HSP及HSPN无明显相关性；且根据哈迪-温伯格平衡定律，在具有种族差异的HSPN患儿与正常对照组之间的MIF基因多态性也没有明显的偏差[31]。提示在内蒙古地区，对于蒙族儿童与汉族儿童的MIF基因位点是否有差别也具有一定的研究性。

6 展 望

MIF是一个多效性细胞因子，是集细胞因子、神经内分泌激素和酶特性于一身的多效能蛋白分子[25]。MIF有调节先天性和获得性免疫，诱导细胞因子、化学因子、黏附分子的产生，与糖皮质激素相互作用等作用[26]。明确MIF的作用机制可有助于合理调节机体的免疫反应。MIF作为目前唯一与糖皮质激素相关的细胞因子，起抵抗糖皮质激素的抗炎、免疫抑制作用，在免疫炎性疾病中，MIF也许可作为一个新的治疗靶点[32]。而抗MIF干预治疗及MIF互变异构酶活性的小分子抑制物能否阻止HSPN的发生和进展，值得进一步探讨[33]。MIF基因多态性与其他原发性和继发性肾脏疾病的关系还有待继续研究，以便更好地服务于临床。

[1] 黄仕和,许四宏.巨噬细胞移动抑制因子的研究进展[J].微生物学免疫学进展,1999,27(4):78-83.

[2] Santos LL,Morand EF.Macrophage migration inhibitory factor:a key cytokine in RA,SLE and atherosclersis[J].Clin Chim Acta,2009,399(1/2):1-7.

[3] Buchko GW,Abendroth J,Robinson H,etal.Crystal structure of a macrophage migration inhibitory factor from Giardia lamblia[J].J Struct Funct Genomics,2013,14(2):47-57.

[4] 林秋雄,单志新,黄小穗,等.巨噬细胞移动抑制因子ELISA方法的建立和应用研究[J].热带医学杂志,2006,6(6):672-674.

[5] 郭磬.巨噬细胞移动抑制因子-173G/C基因多态性及相关细胞因子水平与过敏性紫癜肾损伤的关系[D].江西：南昌大学医学院，2010.

[6] Oh M,Kasthuri SR,Wan Q,etal.Characterization of MIF family proteins:MIF and DDT from rock bream,Oplegnathus fasciatus[J].Fish Shellfish Immunol,2013,35(2):458-468.

[7] Sobierajski J,Hendgen-Cotta UB,Luedike P,etal.Assessment of the macrophage migration inhibitory factor in humans:protocol for accurate and reproducible levels[J].Free Radic Biol Med,2013,63:236-142.

[8] 韩斗星.巨噬细胞移动抑制因子在紫癜性肾炎肾组织中的表达及意义[D].江西：南昌大学医学院，2009.

[9] Mitchell RA,Liao H,Chesney J,etal.Macrophage migration inhibitory factor(MIF) sustains macrophage proinflammatory function by inhibiting P53:regulatory role in the innate immune response[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2002,99(1):345-350.

[10] Tillmann S,Bernhagen J,Noels H.Arrest Functions of the MIF Ligand/Receptor Axes in Atherogenesis[J].Front Immunol,2013,4:115.

[11] Otukesh H,Fereshtehnejad SM,Hoseini R,etal.Urine macrophage migration inhibitory factor(MIF) in children with urinary tract infection:a possible predictor of acute pyelonephritis[J].Pediatr Nephrol,2009,24(1):105-111.

[12] Cohen S,Shoshana OY,Zelman-Toister E,etal.The cytokine midkine and its receptor RPTPζ regulate B cell survival in a pathway induced by CD74[J].J Immunol,2012,188(1):259-269.

[13] Roger T,David J,Glauser MP,etal.MIF regulates innate immune responses through modulation of Toll-like receptor 4[J].Nature,2001,414(6866):920-924.

[14] Wennemuth G,Aumuller G,Bacher M,etal.Macrophage migration inhibitory factor-induced Ca(2+) response in rat testicular peritubular cells[J].Biol Report,2000,62(6):1632-1639.

[15] Flaster H,Bernhagen J,Calandra T,etal.The macrophage migration inhibitory factor-glucocorticoid dyad:regulation of inflammation and immunity[J].Mol Endocrinol,2007,21(6):1267-1280.

[16] Mittelbronn M,Platten M,Zeiner P,etal.Macrophage migration inhibitory factor(MIF) expressionin human malignant gliomas contributes to immune escape and tumor progression[J].Acta Neuropathol,2011,122(3):353-365.

[17] Bemhagen J,Krohn R,Lue H,etal.MIF is a noncognate ligand of CXC chemokine receptois in inflammatory and atherogenic cell recruitment[J].Nat Med,2007,13(5):587-596.

[18] 丁粉干,张新华,官兵.P53蛋白过表达和P53基因突变与胶质母细胞瘤预后关系的Meta分析[J].医学研究生学报,2011,24(2):163-167.

[19] Canlica H,Duranyildiz D,Oguz H,etal.The diagnostic value of macrophage migration inhibitory factor(MIF) in gastric cancer[J].Pathol Oncol Res,2008,14(1):79-83.

[20] 肖定璋,陈少贤,陈景,等.MIF活性区域相互作用蛋白的筛选[J].中国病理生理杂志,2012,28(10):1861-1867.

[21] 吴壁红,孔耀中,肖观清.2型糖尿病肾病患者巨噬细胞移动抑制因子及尿微量白蛋白的表达及其意义[J].实用医学杂志,2011,27(13):2440-2442.

[22] 郑雯洁,庄捷秋,卢立肖,等.巨噬细胞移动抑制因子在儿童肾小球肾炎中的临床意义[J].温州医学院学报,2010,40(2):138-140.

[23] Otukesh H,Chalian M,Hoseini R,etal.Urine macrophage migration inhibitory factor in pediatric systemic lupus erythematosus[J].Clin Rheumatoi,2007,26(12):2105-2107.

[24] 陈敏广,林瑞霞,杨青.紫癜性肾炎患儿血、尿巨噬细胞移动抑制因子水平检测意义[J].实用儿科临床杂志,2007,22(17):1321-1322.

[25] Wang HV,Chang LW,Brixius K,etal.Integrin-linked kinase stabilizes myotendinous junctiona and protects muscle from stress-induced damage[J].J Cell Biol,2008,180(5):1037-1049.

[26] 张雪光,师锁柱,陈香美,等.巨噬细胞移动抑制因子在IgA肾病中的表达及意义[J].中国组织化学与细胞化学杂志,2006,15(3):313-318.

[27] 郑雯洁,陈晓英,陈敏广,等.儿童紫癜性肾炎血清、尿液巨噬细胞移动抑制因子水平及临床意义[J].中国中西医结合肾病杂志,2009,10(9):797-799.

[28] Nallbantoglu S,Tabel Y,Mir S,etal.Lack of association between macrophage migration inhibitory factor gene promoter(-173G/C) polymorphism and childhood Henoch-Schönlein purpura in turkish patients[J].Cytokine,2013,62(1):160-164.

[29] 和祯琳,张会芬,张云波,等.巨噬细胞移动抑制因子与疾病相关性研究进展[J].2012,35(1):29-34.

[30] 郭磬,胡金宝,周红平,等.巨噬细胞移动抑制因子-173G/C基因多态性与紫癜性肾炎的相关性[J].实用儿科临床杂志,2010,3(5):333-335.

[31] 郭磬,胡金宝.巨噬细胞移动抑制因子在肾脏疾病中的研究进展[J].江西医院院学报,2009,49(11):128-131.

[32] Dobreva I,Fielding A,Foster LJ,etal.Mapping the integrin-linked kinase interactome using SLAC[J].J Proteome Res,2008,7(4):1740-1749.

[33] Merchant S,Nadaraj S,Chowdhury D,etal.Macrophage migration inhibitory factor in pediatric patients undergoing surgery for congenital heart repair[J].Mol Mod,2008,14(3/4):124-130.