Runx3在機體免疫細胞發育過程中的作用研究進展【關鍵詞】Runx3基因T淋巴細胞樹突狀細胞Runx3(Runt相關轉錄因子3)基因是新近發現的一種抑癌基因，屬Runt結構域(Runtdomain，RD)轉錄因子家族成員，參與對細胞生長與凋亡的調控。研究發現其表達異常(如甲基化、突變等)與多種惡性腫瘤，尤其是胃癌有關1，近年來研究發現，Runx3與多種免疫細胞的發生發育也有關，尤其在淋巴細胞發生、發育及成熟中發揮重要作用，本文就近年來Runx3在免疫細胞中的作用研究進展作一綜述。1Runx3基因的結構及其蛋白表達哺乳動物的Runx3家族包括Runx1、Runx2和Runx3三個基因，其中Runx3是該家族中最小的一個，但其具有所有Runx家族成員的結構特征，可能是該家族基因進化的基礎。人類Runx3基因位于染色體1p36，基因全長67kb，含p1、p2兩個啟動子、6個外顯子和1290bp的開放閱讀框。Runx3mRNA主要來自p2啟動子轉錄的產物2。鼠Runx3基因位于4號染色體，與人類Runx3高度相似。人類和鼠的Runx3基因都有兩個大的保守CpG島，其中一個位于外顯子2的附近，另一個位于外顯子6的起始部位2。人類Runx3蛋白是由415個氨基酸殘基組成，在結構上與Runx1、Runx2蛋白有相似性，均由和亞單位構成的異二聚體。亞單位含有一個由128個氨基酸殘基組成的RD保守域，RD域位于Runx蛋白的氨基末端，包含一個S型免疫球蛋白折疊，介導Runx蛋白與DNA的結合以及與核心結合因子(CBF)-相互作用；亞單位能增加亞單位與DNA的結合力，對于維持其正常功能是必要的，Runx蛋白的羧基端在轉錄方面起重要的調控作用2。2Runx3在免疫細胞發育過程中的作用2.1在T淋巴細胞發育過程中的作用T細胞發育是一個復雜的多階段過程。在T細胞的發育過程中，胸腺細胞經歷陽性和陰性選擇，從不表達CD4和CD8共受體分子的雙陰性(doublenegative，DN)細胞發育成二者都表達的雙陽性(doublepositive，DP)細胞，最后發育成CD4-CD8+或CD4+CD8-單陽性(singlepositive，SP)細胞，這些成熟的T細胞離開胸腺進入脾臟等外周免疫系統(或器官)才可以發揮正常的免疫功能。2.1.1Runx3基因對CD8細胞分化過程中CD4的沉默發揮重要作用關于Runx3基因在CD8細胞分化過程中CD4沉默的作用，已有幾個實驗室用不同的方法證實。Taniuchi等3研究發現，在Runx3基因敲除小鼠，一些外周性和胸腺CD8細胞同樣有CD4表達，它們不同于未成熟的DP細胞，而是成熟的細胞，因為它們有高水平的TCR和低水平的CD69表達。此外，基因敲除小鼠的外周CD8+細胞總量減少，使CD4CD8比率從正常的2.3增至5.8。然而在胸腺，成熟胸腺細胞中CD4CD8比率不變，這提示Runx3基因在CD8SP細胞向外周遷移的過程中或這些細胞轉運后的自體平衡中起作用，除外周性CD8細胞(CD8SP和DP細胞)數量減少外，這些細胞對刺激的增殖效應也下降，由此可見，Runx3可能也在CD8陽性細胞的生存和(或)增殖中發揮作用；此外，Ehlers等4采用反義寡核苷酸介導的基因敲除技術研究發現，Runx3蛋白的表達僅見于CD8SP胸腺細胞，而在CD4SP或未成熟DP胸腺細胞中未見表達，且Runx3基因表達的調控在轉錄后水平，在IL-7依賴型細胞培養體系和重聚胸腺器官培養(reaggregatedthymicorganculture，RTOC)中，作者發現，Runx3基因表達降低可抑制CD8SP細胞發育中CD4表達的下調，可見，Runx3蛋白在發育中的胸腺細胞的表達對誘導CD4基因的抑制是必需的。2.1.2Runx3對細胞毒性T細胞的功能性分化是必需的Taniuchi等3通過對外源刺激的增殖反應和對靶細胞殺傷能力的研究提示，Runx3基因敲除小鼠CD8+T細胞完全喪失了對特異性靶細胞的殺傷能力，而與此形成對照的是，Runx3基因敲除小鼠CD4+CD8-T細胞對所有刺激的反應都正常。Woolf等5通過將腫瘤細胞注射入小鼠腹腔免疫小鼠來研究細胞毒性細胞對靶細胞的殺傷作用，發現Runx3基因敲除小鼠的特異性殺傷作用降低，盡管Runx3基因敲除小鼠的CD4+CD8+細胞也能形成效應細胞-靶細胞復合物，但數量減少。2.1.3Runx3對調節性T細胞的影響調節性T細胞(regulatoryTcells，Treg)是具有調節功能的成熟T細胞亞群，根據其來源、表位特性及發揮效應機制，Treg分為自然發生的CD4+CD25+Tr細胞(naturalregulatoryTcells，nTreg)和適應性Tr細胞(inducedregulatoryTcellsoradaptiveregulatoryTcells)，它們通過細胞接觸依賴機制及分泌抑制性細胞因子IL-10、TGF-1等調節免疫，其調節功能在機體免疫穩態維持、移植耐受、過敏反應及微生物感染等方面均得到了證實6。Das等7研究發現，CD4+CD8T細胞是腸黏膜上皮內淋巴細胞的重要組成部分，通過分泌IL-10來抑制CD4+Th1細胞介導的腸黏膜炎癥，而Runx3是CD8+T細胞分化中CD4沉默和增殖重要調節基因，Runx3基因敲除小鼠CD8+T細胞數量及功能降低。Grueter等8研究發現，Runx3不僅對CD8+T細胞分化中的CD4沉默起作用，而且還調節CD4-CD8+T細胞表面整合素E/CD103表達，Runx3基因敲除小鼠胸腺和外周血中CD8+CD103+T(是一種特殊的調節性T細胞)細胞數目減少甚至消失，且成熟CD8+T細胞增殖能力下降。由此可見，Runx3對CD8SPT細胞發育過程中的表型起一定的調節作用。2.1.4Runx3對輔助性T淋巴細胞(Th)細胞因子分泌的調節幼稚的CD4+T細胞根據其產生的細胞因子不同分為Th1和Th2，Th1細胞主要產生-干擾素(IFN-)，介導細胞免疫反應9，而Th2細胞主要產生白細胞介素-4(IL-4)、白細胞介素-10(IL-10)等細胞因子，介導體液免疫反應10。Th1和Th2之間的單獨和相互作用調節著機體的免疫平衡，維持機體內環境的相對穩定。近年來研究證實，Th1/Th2的免疫失衡與自身免疫性疾病、多種炎癥性疾病的發生有關，尤其在腸道的炎癥性疾病的發生發展中有重要作用11。Naoe等12研究發現，幼稚的CD4+T細胞和Th1細胞有IL-4沉默子位點，而Th2細胞則不包含這種沉默子，Runx3可通過與IL-4沉默子的結合，抑制Th1細胞分泌IL-4。這說明Runx3在免疫調節中起關鍵的作用。也有學者研究發現，Runx3基因敲除小鼠表現為腸道的自發性炎癥，細胞因子的分析發現Th1型細胞因子IFN-明顯增加，而Th2型細胞因子IL-4輕度增加，調節性細胞因子IL-10和TGF-變化不明顯，同時也發現轉錄因子T-bet和GATA-3增加(后兩者分別是誘導Th1和Th2分化的關鍵轉錄調節因子)，說明Runx3還可以通過負性調節T-bet和GATA-3來抑制Th1和Th2型細胞因子的分泌，達到調節免疫的目的13。2.2Runx3對樹突狀細胞(DC)發育的調節DC是主要的抗原提呈細胞之一，由骨髓樣或淋巴樣細胞的前體演化而來，與其他免疫細胞形成免疫調節網絡，參與識別、攝取、加工抗原等作用。DC在不同的腸道部位、不同成熟階段以及不同特異性亞型，產生不同的免疫調節功能，即免疫激活或免疫抑制，維持腸道免疫平衡和內環境穩態。按照其表面標志CD11b和CD8表達情況，分為CD11b+CD8-、CD11b-CD8+、CD11b-CD8-和CD11cintCD8+B220+四種亞型14。Runx3作為轉化生長因子-(TGF-)信號轉導通路的一個重要轉錄調節因子，在TGF-信號轉導過程中激活的smad(smad蛋白是TGF-超家族細胞內重要的信號轉導和調節分子)復合物需在Runx蛋白(包括Runx3)指導下從細胞內轉入細胞核內特定位點，調節靶基因的轉錄，從而影響TGF-對多種細胞(包括上皮細胞、免疫細胞等)的分化與增殖、發育模式及形態發生等的調節作用15，16。Fainaru等17研究發現，Runx3介導TGF-對DC的成熟抑制作用，Runx3基因敲除后，一方面DC細胞成熟加快，且上調MHC分子和共刺激分子的表達，刺激并使T細胞成熟和分化加快。另一方面，DC的表型發生改變，表現為CD11b-CD8+DC顯著增加，而CD11b+CD8-DC則減少，兩者分別與Th1和Th2反應有關18。3展望綜上所述，Runx3不僅是一種腫瘤抑制基因，而且在免疫細胞的發育、分化及其表型特征中同樣具有不可忽視的作用。我們知道，機體多種疾病包括腫瘤、自身免疫性疾病和功能性胃腸病等均與免疫異常存在相關性。Runx3如何通過調節免疫細胞的發育過程來影響疾病的發生，值得進一步探討，并可能為許多病因不明疾病的發生發展提供新的遺傳和免疫學基礎。【參考文獻】1LiQL，ItoK，SakauraC，etal.CausalrelationshipbetweenthelossofRUNX3expressionandgastriccancerJ.Cell，2002，109(1)：113-124.2BangsowC，RubinsN，GlusmanG，etal.TheRUNXgene-sequence，structureandregulatedexpressionJ.Gene，2001，279(2)：221-232.3TaniuchiI，OsatoM，EgawaT，etal.DifferentialrequirementsforRunxproteinsinCD4repressionandepigeneticsilencingduringTlymphocytedevelopmentJ.Cell，2002，111(5)：621-633.4EhiersM，Laule-kilianK，PettetM，etal.Morpholinoantisenseoligonucleotide-mediatedgeneknockdownduringthymocytedevelopmentrevsealsroleforRunx3transcriptionfactorinCD4sliencingduringdevelopmentofCD4-/CD8+thymocytesJ.JImmunol，2003，171(7)：3594-3604.5WoolfE，XiaoC，FainaruO，etal.Runx3andRunx1arerequiredforCD8TcelldevelopmentduringthymopoiesisJ.ProcNatlAcadSciUSA，2003，100(13)：7731-7736.6ChatilaTA.RoleofregulatoryTcellsinhumandiseasesJ.JAllergyClinImmunol，2005，116(5)：949-959.7DasG，Augustine，DasJ，etal.AnimportantregulatoryroleforCD4+CD8alphaalphaTcellsintheintestinalepitheliallayerinthepreventionofinflammatoryboweldiseaseJ.ProcNatlAcadSciUSA，2003，100(9)：5324-5329.8GrueterB，PetterM，EgawaT，etal.Runx3regulatesintegrinalphaE/CD103andCD4expressionduringdevelopmentofCD4-/CD8+TcellsJ.Jimmunol，2005，175(3)：1694-1705.9LemosMP，FanL，LoD，etal.CD8alpha+andCD11b+dendriticce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