調(diào)節(jié)性細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

炎癥性腸病（ibd）是一種非明確病因的自身免疫性疾病，包括潰瘍性胃炎（iu）和克羅恩病（cd）。其發(fā)病機(jī)制與免疫、遺傳、感染等因素有關(guān)。國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatoryTcell,Treg)在炎癥性腸病的免疫調(diào)控方面起著重要作用。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是一類不同于T輔助細(xì)胞(Thelpercell,Th)1和Th2的具有免疫調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞亞群,最早由Sakaguchi等提出,可誘導(dǎo)宿主上調(diào)表達(dá),通過細(xì)胞-細(xì)胞間直接接觸和釋放IL-10、TGF-β等細(xì)胞因子抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞的增殖活化,下調(diào)Th1的功能,維持自身免疫耐受。新近研究提示,T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用是由細(xì)胞內(nèi)信號(hào)機(jī)制介導(dǎo)的,包括轉(zhuǎn)錄因子Foxp3、Janus激酶-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子(januskinase-signaltransducerandactivatoroftranscription,JAK-STAT)等的調(diào)控,為未來IBD的治療開辟了新的途徑。現(xiàn)就近年來,Treg細(xì)胞在炎癥性腸病中的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述。不同類型細(xì)胞的免疫作用Sakaguchi等用單克隆抗體從來自BALB/c、nu/+小鼠淋巴結(jié)和脾臟的CD4+細(xì)胞懸液中去除CD25+細(xì)胞,然后將剩余細(xì)胞植入BALB/c無胸腺裸鼠(nu/nu),所有接受了植入的小鼠都明顯發(fā)生了血清學(xué)和組織學(xué)可證實(shí)的自身免疫性疾病,如甲狀腺炎、胃炎、胰腺炎等。而重新輸注CD4+CD25+T細(xì)胞則可預(yù)防這類免疫性疾病的發(fā)生。后續(xù)研究證實(shí),切除胸腺后的新生小鼠易并發(fā)各種器官特異性自身免疫病,并且體內(nèi)Treg細(xì)胞缺失。若輸入正常小鼠的CD4+CD25+T細(xì)胞則可使腸系膜淋巴結(jié)中的T細(xì)胞數(shù)量和功能恢復(fù)正常,阻止免疫性結(jié)腸炎的發(fā)生。Treg細(xì)胞的作用機(jī)制目前尚不完全清楚,根據(jù)不同的來源、特性以及效應(yīng)機(jī)制,主要分為兩類:胸腺來源的天然CD4+CD25-Treg細(xì)胞(naturalTregcell,nTreg)存在于外周血及脾臟組織中,約占CD4+T細(xì)胞的5%~10%,組成性表達(dá)白細(xì)胞介素(IL)-2受體的α鏈(CD25)、CD45RB、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞抗原(cytotoxicTlymphocyte-associatedantigene,CTLA)-4、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體(glucocorticoid-inducibletumornecrosisfactorreceptor,GITR)等。轉(zhuǎn)錄因子Foxp3參與CD4+CD25-T細(xì)胞的發(fā)育分化,是目前為止所發(fā)現(xiàn)的最具特異性的天然Treg細(xì)胞表面標(biāo)記物。天然Treg細(xì)胞主要以抗原非特異性方式抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞活性,這種抑制作用既不受組織相容性抗原(majorhistocompatibilityclass,MHC)限制,也不需要細(xì)胞因子或抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presentingcell,APC)的介導(dǎo)。誘導(dǎo)的獲得性CD4+CD25+Treg細(xì)胞(inducedTregcell,iTreg)是由CD4+CD25-T細(xì)胞在外周淋巴組織中接觸特異性抗原反復(fù)刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生,主要包括Tr1(Tregulatorytype1)細(xì)胞和Th3細(xì)胞。Levings等將人類或小鼠的CD4+T細(xì)胞放入IL-10的體外培養(yǎng)環(huán)境下反復(fù)刺激,誘導(dǎo)出一類分泌高水平IL-10、低水平IL-2的T細(xì)胞亞群,稱為Tr1細(xì)胞。Tr1的增生能力較弱,細(xì)胞因子的分泌模式相當(dāng)穩(wěn)定,可分泌少量轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(tansforminggrowthfactor,TGF)-β,抑制抗原特異性免疫應(yīng)答,并通過IL-10下調(diào)腸道炎癥反應(yīng)。Weiner報(bào)道發(fā)現(xiàn)一類主要由TGF-β介導(dǎo)口服耐受的T細(xì)胞,稱為Th3細(xì)胞。Th3區(qū)別于Tr1主要是其分泌高水平的TGF-β。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在IL-10或TGF-β基因敲除小鼠,由于缺乏這種免疫下調(diào)作用,可導(dǎo)致自身免疫性結(jié)腸炎的發(fā)生,推測(cè)Tr1和Th3細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能的障礙參與了IBD的發(fā)病。誘導(dǎo)產(chǎn)生的Treg無論在體內(nèi)還是體外都是細(xì)胞因子依賴性的,其中IL-2是關(guān)鍵因子。但Treg細(xì)胞自身并不分泌IL-2,而是競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合效應(yīng)T細(xì)胞分泌產(chǎn)生IL-2,引起Treg活化增殖,從而發(fā)揮抑制功能。Barthlott等將Treg細(xì)胞與效應(yīng)T細(xì)胞在體外共同培育,發(fā)現(xiàn)CD4+CD25+Treg可下調(diào)效應(yīng)T細(xì)胞IL-2mRNA的作用,高表達(dá)的CD25也可與效應(yīng)T細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)IL-2,使效應(yīng)細(xì)胞無法得到生長(zhǎng)信號(hào)而不能增殖。CD4+CD25+Treg在干擾效應(yīng)T細(xì)胞CD25上調(diào)的同時(shí)也使自身CD25的表達(dá)上調(diào)。若加入抗IL-2抗體可使這種上調(diào)作用消失,而增加IL-2則使效應(yīng)T細(xì)胞恢復(fù)CD25的表達(dá)水平。可見IL-2介導(dǎo)了一個(gè)反饋回路:效應(yīng)T細(xì)胞分泌的IL-2維持活化Treg細(xì)胞,Treg細(xì)胞反過來抑制效應(yīng)T細(xì)胞分泌IL-2。treg細(xì)胞免疫抑制作用文獻(xiàn)報(bào)道,Treg細(xì)胞數(shù)量減少或功能受損會(huì)引發(fā)很多自身免疫性疾病,反之則抑制機(jī)體對(duì)病原體的免疫應(yīng)答反應(yīng)。正常腸黏膜組織中,效應(yīng)T細(xì)胞和Treg細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),以維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。如果效應(yīng)T細(xì)胞過度增生或免疫原性增強(qiáng),或者Treg細(xì)胞數(shù)量減少或功能異常,均可打破兩者平衡,導(dǎo)致腸黏膜損傷,從而誘發(fā)炎癥性腸病的發(fā)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻?給T細(xì)胞缺陷的小鼠注入不含有CD4+CD25+Treg的幼稚T細(xì)胞,可誘發(fā)其對(duì)腸道共生菌群的高反應(yīng)性,導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫性結(jié)腸炎的發(fā)生;輸入全T細(xì)胞則可抑制這類炎癥反應(yīng)。提示CD4+CD25+Treg細(xì)胞過強(qiáng)的免疫抑制效應(yīng)是病損的主要調(diào)節(jié)因素,在維持腸道免疫平衡中起著重要作用。CD4+CD25+Treg細(xì)胞通過直接接觸和細(xì)胞因子依賴等方式抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞的增殖活化。Treg細(xì)胞膜表面還可組成性表達(dá)抑制性調(diào)節(jié)分子CTLA-4和GITR,并下調(diào)樹突狀細(xì)胞(dendriticcell,DC)的活化,從而達(dá)到免疫抑制效應(yīng)。細(xì)胞因子大量研究表明,IBD患者體內(nèi)促炎細(xì)胞因子水平增高,抗炎因子水平下降,兩者平衡失調(diào)是導(dǎo)致發(fā)病的主要原因。CD4+CD25+Treg細(xì)胞通過分泌產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-10和TGF-β發(fā)揮其免疫抑制效應(yīng)。Melgar等報(bào)道,在潰瘍性結(jié)腸炎患者的腸黏膜組織中,分泌IL-10的細(xì)胞數(shù)量明顯增多,IL-10表達(dá)水平增高,從而抑制T淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞的功能。TGF-β主要參與誘導(dǎo)和維持轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的表達(dá)以及CD4+CD25+Treg的增殖與活化,加強(qiáng)后者的免疫抑制活性。活化后的Treg細(xì)胞可與高濃度TGF-β抗體特異性結(jié)合,阻斷Treg細(xì)胞的免疫抑制效應(yīng)。同時(shí)Treg細(xì)胞分泌的TGF-β與自身細(xì)胞膜受體結(jié)合,激活后再借助細(xì)胞-細(xì)胞間接觸從而發(fā)揮其免疫抑制效應(yīng)。關(guān)于IL-10和TGF-β在Treg細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)中的作用,目前體內(nèi)外研究結(jié)論尚不一致。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋@示,應(yīng)用基因工程技術(shù)敲除小鼠IL-10或TGF-β基因,可誘發(fā)包括腸道在內(nèi)的多器官炎癥,成功建立與人類極為相似的腸道炎癥模型;而用IL-10或TGF-β治療則可明顯減輕三硝基苯磺酸(TNBS)誘導(dǎo)的大鼠結(jié)腸炎。體外諸多試驗(yàn)顯示,IL-10特異性抗體或TGF-β抗體并不能阻斷Treg細(xì)胞對(duì)效應(yīng)T細(xì)胞的抑制作用。細(xì)胞膜分子CD4+CD25+Treg細(xì)胞膜表面可組成性表達(dá)CTLA-4、GITR等抑制性調(diào)節(jié)分子,并向細(xì)胞內(nèi)傳遞抑制信號(hào),阻止免疫細(xì)胞的過度活化。Takahashi等將CTLA-4與效應(yīng)T細(xì)胞上的CTLA-4配體CD80或CD86結(jié)合,發(fā)現(xiàn)前者可將抑制信號(hào)逆向傳遞給效應(yīng)細(xì)胞,從而抑制效應(yīng)細(xì)胞的免疫功能。若給正常小鼠注射抗CTLA-4抗體或抗GITR單克隆抗體,則可阻斷Treg細(xì)胞對(duì)自身免疫性結(jié)腸炎的抑制作用,誘發(fā)正常小鼠的器官特異性免疫疾病的發(fā)生。樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞是一種重要的抗原呈遞細(xì)胞,可直接識(shí)別呈遞抗原給活化的效應(yīng)T細(xì)胞(CD8+)誘發(fā)特異性免疫應(yīng)答,避免了MHC分子的限制性。體內(nèi)小劑量抗原持續(xù)刺激可誘導(dǎo)產(chǎn)生CD4+CD25+Treg細(xì)胞。腸黏膜組織的樹突狀細(xì)胞通過分泌IL-12、IL-18誘導(dǎo)Th1免疫應(yīng)答,或者通過分泌IL-10、TGF-β趨向免疫調(diào)節(jié)途徑,以維持自身免疫耐受。Treg細(xì)胞還可下調(diào)DC上的共刺激分子CD80和CD86的表達(dá)水平,繼而影響DC功能,從而達(dá)到免疫抑制效應(yīng)。cd4+cd25+treg細(xì)胞激活轉(zhuǎn)錄因子Foxp3文獻(xiàn)報(bào)道,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)育及功能受轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的調(diào)控。Foxp3又稱叉狀頭或翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(forkhead/wingedhelixtranscriptionfactor,Foxp3),是新近在scurfy小鼠研究中發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子,定位于染色體Xp11.23,屬于forkhead家族成員,組成性表達(dá)于CD4+CD25+T調(diào)節(jié)細(xì)胞,介導(dǎo)后者在胸腺中的發(fā)育、表達(dá)及功能維持。Foxp3基因包含1個(gè)C端的forkhead結(jié)構(gòu)域、1個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)和1個(gè)亮氨酸拉鏈基序。該基因家族編碼的蛋白具有相似的保守結(jié)構(gòu),均通過forkhead結(jié)構(gòu)域與DNA特定位點(diǎn)結(jié)合,參與對(duì)目的基因的調(diào)控。研究認(rèn)為,Foxp3通過點(diǎn)突變、mRNA剪切缺陷、亮氨酸拉鏈區(qū)改變等多種形式,誘導(dǎo)機(jī)體CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量下降或功能缺陷,進(jìn)而導(dǎo)致炎癥性腸病的發(fā)生發(fā)展。Foxp3是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的特異性標(biāo)志,過度表達(dá)可下調(diào)免疫反應(yīng)。逆轉(zhuǎn)錄該基因則可轉(zhuǎn)化初始CD4+T細(xì)胞成為具有調(diào)節(jié)功能的Treg細(xì)胞,在機(jī)體免疫自穩(wěn)中發(fā)揮作用。Foxp3還可通過成熟的樹突狀細(xì)胞參與誘導(dǎo)自體CD4+CD25-T細(xì)胞向CD4+CD25+Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)化。細(xì)胞因子TGF-β亦可誘導(dǎo)CD4+CD25+Treg細(xì)胞上調(diào)表達(dá)Foxp3,后者通過下調(diào)Smad3(TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一個(gè)重要信號(hào)分子)進(jìn)而增強(qiáng)TGF-β信號(hào)通路,介導(dǎo)免疫抑制效應(yīng)。Maul等報(bào)道,應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)和RT-PCR法檢測(cè)分析IBD患者外周血中CD4+CD25+Treg和Foxp3的表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),IBD患者體內(nèi)Treg細(xì)胞和Foxp3的表達(dá)水平明顯低于正常對(duì)照組,并且活動(dòng)期低于緩解期(P<0.05)。國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究證實(shí)了這一觀點(diǎn),認(rèn)為CD4+CD25+Treg細(xì)胞數(shù)量的減少或功能異常可能是導(dǎo)致IBD發(fā)病的主要因素。轉(zhuǎn)錄因子STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(signaltransducerandactivatoroftranscription,STAT)是在研究干擾素(IFN)信號(hào)通路時(shí)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子家族,是一類脫氧核糖核酸(DNA)結(jié)合蛋白,是JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要底物,含有能與磷酸化的酪氨酸結(jié)合的Src同源區(qū)2(SH2)結(jié)構(gòu)域,通過SH2結(jié)構(gòu)域與酪氨酸磷酸化的細(xì)胞因子受體結(jié)合,發(fā)生磷酸化。磷酸化的STAT單體通過分子間SH2結(jié)構(gòu)域與酪氨酸磷酸化位點(diǎn)相互作用,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成同源或異源二聚體,進(jìn)入細(xì)胞核與特異的DNA序列結(jié)合,調(diào)節(jié)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。許多免疫調(diào)節(jié)因子的基因啟動(dòng)子區(qū)含有STAT結(jié)合位點(diǎn)。STAT調(diào)控的基因主要包括Fcγ受體、誘生型一氧化氮合酶(iNOS)、MHCⅡ和細(xì)胞間黏附分子(intercellularadhesionmolecule,ICAM)-1以及一些細(xì)胞分子等。目前已在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)識(shí)別出7個(gè)STAT亞型:STAT1~4、STAT5(a/b)和STAT6。目前已知,STAT的激活對(duì)許多細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路非常重要,并參與多種自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展。現(xiàn)有資料表明,炎癥性腸病的發(fā)生主要涉及STAT1和STAT3的過度激活。Schreiber等采用Western-blotting和電泳遷移率變動(dòng)分析法(EMSA)評(píng)估內(nèi)窺鏡結(jié)腸活檢的IBD患者腸黏膜細(xì)胞STAT的表達(dá)及激活情況,結(jié)果顯示STAT1的表達(dá)和磷酸化明顯增高,UC患者尤為顯著,STAT1的表達(dá)與腸鏡觀察和組織學(xué)病理改變程度呈正相關(guān)。若給予糖皮質(zhì)激素治療,患者臨床癥狀減輕,STAT1磷酸化水平下降,提示糖皮質(zhì)激素可能通過抑制體內(nèi)STAT1磷酸化繼而抑制炎性細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄,達(dá)到抗炎治療作用。STAT3誘導(dǎo)腸道炎癥的發(fā)生可能與其增強(qiáng)細(xì)胞免疫以及促炎細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄有關(guān)。文獻(xiàn)報(bào)道,細(xì)胞因子IL-6在IBD與JAK-STAT和NF-κB傳導(dǎo)途徑中扮演了重要角色。IBD患者腸道上皮細(xì)胞和固有層是IL-6的重要來源,IL-6可抑制CD4+T細(xì)胞凋亡,并通過激活巨噬細(xì)胞和結(jié)腸上皮細(xì)胞分泌IL-1、TNF-α等炎性因子,繼而激活NF-κB。體內(nèi)外研究證實(shí),IBD中存在IL-6高表達(dá)現(xiàn)象,血清中IL-6水平的升高與IBD的病變范圍和病變程度呈正相關(guān),活動(dòng)期病變黏膜IL-6mRNA的表達(dá)較非活動(dòng)期黏膜和正常對(duì)照組明顯升高,并和炎癥分級(jí)呈正相關(guān)。當(dāng)IL-6與其受體結(jié)合,可激活STAT3信號(hào)通路,促使STAT3的磷酸化與活化,誘導(dǎo)結(jié)腸炎癥的發(fā)生。Suzuki進(jìn)一步報(bào)道,IBD患者和葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中STAT3的磷酸化程度與IBD癥狀密切相關(guān)。用DSS對(duì)IL-6基因缺失小鼠進(jìn)行潰瘍性結(jié)腸炎造模,發(fā)現(xiàn)腸黏膜固有層和上皮細(xì)胞STAT3活化的程度與結(jié)腸炎病變程度均顯著下降。可見,STAT3的過度激活在結(jié)腸炎的持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用,而JAK抑制劑通過下調(diào)STAT3活性在IBD中起負(fù)性調(diào)節(jié)作用。Wurster