CD4+CD25+调节细胞趋化因子受体与类风湿关节炎
2012-01-25魏巍韩捷
魏 巍 韩 捷
(余姚市人民医院风湿科,浙江 余姚 315400)
CD4+CD25+调节性 T 细胞(regulatory T cell,Tregs)是一类存在于动物和人类体内的具有抑制功能的天然Tregs,以调节自身T细胞反应为主要功能,在防止自身免疫性疾病的发生、维持自身免疫耐受等方面发挥着不可替代的作用〔1〕。类风湿关节炎(RA)是一种以关节局部病变为主的自身免疫性疾病,T细胞功能紊乱是其发病的重要因素之一〔2〕。在RA慢性滑膜炎的发生过程中存在CD4+CD25+Tregs改变,而该类细胞的下降可能与趋化因子受体有关。趋化因子受体是一类具有化学趋化作用的细胞因子。在RA中,趋化因子受体主要由滑膜的巨噬细胞产生,可对中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞等产生趋化作用;此外,趋化因子受体还与RA血管炎发生有关。CD4+CD25+Tregs上趋化因子受体表达与RA的相关性已引起广泛关注。以下就CD4+CD25+Tregs上趋化因子受体表达研究进展及其与RA关系作一综述。
1 CD4+CD25+Tregs特性
早在20世纪70年代有人描述了具有抑制活性的T细胞亚群并将其命名为抑制性T细胞,但当时这群细胞和其分泌的细胞因子由于缺乏让人信服的证据而被搁置。1995年,日本学者Sakaguchi1做了一个创新性研究,将占小鼠外周CD4+T细胞5%~10%的CD4+CD25+T细胞去除后产生各种自身免疫病,而将CD4+CD25+T细胞和CD4单阳性T细胞共同过继转移,则能预防自身免疫病发生〔3〕。这一现象引起了人们对CD4+CD25+Tregs的广泛兴趣。有研究发现,外周初始T细胞在一定条件下也可以向CD4+CD25+Tregs转化,如抗原可以通过与T细胞受体(TCR)的相互作用,诱导叉头翼状转录因子(Foxp3)表达,使其向 CD4+CD25+Tregs转化〔4〕。根据 CD4+CD25+Tregs来源的不同将其分为固有性和适应性CD4+CD25+Tregs。固有CD4+CD25+Tregs主要是指那些在胸腺发育成熟后进入外周淋巴组织的CD4+CD25+Tregs,在预防病理性自身免疫反应方面起作用,T细胞在胸腺分化过程中选择的特殊细胞亚群逃避了克隆清除,发生胸腺逃逸。适应性CD4+CD25+Tregs是由成熟T细胞在外周淋巴组织中接触特异性抗原或免疫抑制因子的作用下活化而形成的。
CD4+CD25+Tregs的免疫抑制作用主要是抑制自身反应性T细胞以维持自身免疫平衡。因此,可以认为CD4+CD25+Tregs是一类特定亚群CD4+细胞,属于“职业抑制性T细胞”。CD4+CD25+Tregs具有抗原特异性,可被多克隆激活剂和自身抗原激活,一旦被激活其抑制活性是非特异性的,不再需要抗原,也不需要通过T细胞受体(TCR)重新活化。且这种免疫抑制没有主要组织相容性复合体(MHC)限制性,能抑制同种同型或同种异型T细胞增殖。这些结果提示CD4+CD25+Tregs在免疫性疾病方面发挥重要作用〔5〕。CD4+CD25+Tregs在调节免疫反应和耐受间平衡,维持机体稳定中起十分重要的作用。CD4+CD25+Tregs在不同种属呈进化保守性,人与小鼠及大鼠CD4+CD25+Tregs不仅有类似表型和分布,且均具有在体外抑制T细胞增殖和(或)维持自身免疫耐受的作用〔5~7〕。
2 趋化因子受体与CD4+CD25+Tregs
趋化因子受体是一类具有趋化作用的分泌型小分子蛋白(8~10 kD),通过与靶细胞膜相应的趋化因子受体结合发挥作用。根据多肽链一级结构中N末端CY残基和其他氨基酸的排列位置趋化因子受体超家族可以分为4个亚类,即CXC类、CC类、C类、CX3C类。趋化因子受体受体也相应地分为CXCR、CCR、CR及CX3CR四型。趋化因子受体与受体结合后在调节淋巴细胞定向移动、细胞生长、发育、分化、凋亡、归巢、免疫应答及调节作用等众多生理、病理过程中起了非常重要的作用〔8,9〕。趋化因子受体与相应受体结合可以趋化淋巴细胞聚集特定的组织,导致靶细胞受损。趋化因子受体可能调节CD4+CD25+Tregs分化发育和功能维持。趋化因子受体在CD4+CD25+Tregs上的表达与其活化有关,以及诱导活化影响CD4+CD25+Tregs趋化特性。趋化因子受体在CD4+CD25+Tregs组成性表达是该细胞发挥功能的前提,对维持机体的自稳状态具有重要意义〔10〕。CD4+CD25+Tregs特征表达 CCR5、CCR3、CCR4、CCR8、CCR6等趋化因子受体,CCR5趋化炎症细胞到达病变组织,并分泌多种趋化因子受体以募集更多淋巴细胞,引起炎症反应;CCR3、CCR4、CCR8募集淋巴细胞进入损伤组织,参与炎症反应。CCR6对树突细胞在机体内的运行起主要作用与其血管翳形成有关。在ConA刺激后Tregs数量明显增加,其表面趋化因子受体表达增高,其细胞上受体表达增高导致趋化作用去增强〔11〕。研究者们利用转基因技术选择性敲除对CD4+CD25+Tregs起主要趋化作用的趋化因子受体如CCR4、CCR6,CCR7等,可见 CD4+CD25+Tregs的数量明显减少。Tregs上趋化因子受体表达研究主要集中在肿瘤的研究,研究者们利用转基因技术选择性敲除对Tregs起主要趋化作用的趋化因子受体如CCR4、CCR6,可见肿瘤部位Tregs数量明显减少。提示敲除趋化因子受体可以改变Tregs进入肿瘤微环境中的能力〔12〕。在霍奇金淋巴瘤中高表达CCL17和CCL22,可优先趋化表达趋化因子受体CCR4的Th2细胞和Tregs,从而产生抑制肿瘤的免疫环境〔13〕。乳腺肿瘤患者中也可见大量Tregs浸润,其主要原因是Tregs表达大量CCR4,从而迁移至CCR4配体处,通过募集作用聚集在肿瘤局部〔14〕。胃肠道肿瘤患者中可局部表达CCL17和CCL22,与Tregs呈正相关,提示肿瘤局部大量Tregs浸润与CCL17、CCL22表达增加有关〔15〕。在恶性胸腔积液和肿瘤性脑膜炎患者的脑脊液中CCL22水平均较外周血升高,且CD4+CD25+T淋巴细胞表面CCR4受体表达上调,与 CCR4/CCL22趋化通路密切相关〔16,17〕。哮喘患者肺泡灌洗液中Tregs明显减少,通过研究发现,在哮喘炎症局部,缺乏趋化因子受体产生,从而导致Tregs无法趋化至气道发挥作用,CCR4/CCL22趋化信号通路功能异常导致Tregs趋化活性减弱参与哮喘发病〔18〕。系统性红斑狼疮患者与健康对照组相比Tregs和CCR4(+)Tregs(+)明显下降。CCR4(+)Tregs(+)与C(3)水平呈正相关。Tregs(+)对CCL17和CCL22趋化活性明显降低。虽然趋化因子受体在CD4+CD25+Tregs发生发育和功能发挥等方面所起的作用还有待研究,但充分表明趋化因子受体是控制Tregs数量的关键因素。
3 RA患者CD4+CD25+Tregs上趋化因子受体变化
RA是一种以多关节炎为主要表现的自身免疫病,其主要发病机制是T细胞介导的免疫反应异常〔19〕。在RA慢性滑膜炎的发生过程中,大量炎性细胞(包括Th1淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞等)从外周血迁移、聚集在关节滑膜组织,并产生多种炎性介质,包括各类细胞因子、基质降解酶等,从而造成滑膜组织破坏;趋化因子受体在炎性细胞迁移、浸润过程中则起重要作用。此外,趋化因子受体还与RA血管炎发生有关。CXC亚族趋化性细胞因子如 IL28/CXCL8、NAP22/CXCL7、ENA278/CX2、CL5促进血管生成,而CC亚族MCP21/CCL2也可以介导血管生成〔20〕。
在RA患者外周血CD4+CD25+Tregs研究中提示CD4+CD25+Tregs数量显著下降。尤其在疾病活动期,CD4+CD25+Tregs数量明显下降,提示CD4+CD25+Tregs数量减少可能是RA自身免疫反应亢进不能控制的原因之一。Lawson等〔21〕发现未经治疗的早期RA患者,其外周血CD4+CD25+Tregs数量较正常人下降,而治疗后病情控制良好的患者,CD4+CD25+Tregs与正常人相比则无明显差别,说明RA病程及治疗情况对CD4+CD25+Tregs确实存在影响。吴凤霞等〔22〕发现RA活动期患者外周血CD4+CD25+Tregs数量低于健康志愿者,活动期患者Tregs占CD4+T淋巴细胞的百分比为(2.75±1.01)%,明显低于健康志愿者(4.18±0.89)%,提示活动期 RA患者CD4+CD25+Tregs数量明显下降。
对于趋化因子受体参与RA发病机制的研究已有多篇报道,朱平等〔23〕发现RA患者滑液中重组人巨噬细胞炎性蛋白-1β(MIP-1β)显著升高,认为 MIP-1β是趋化表达 CCR5的 Thl细胞向关节内移动的重要原因;Haringman等〔24〕临床试验证实,口服CCR1阻滞剂,可以改善RA病情。调节性趋化性细胞因子可能在RA炎症性滑膜炎的起病、发展及持续阶段均起着重要作用,但是目前这方面的研究不多。杨娉婷等〔25〕结果表明RA患者外周血CD4+CCR4+T细胞百分数明显增高,说明CCR4在外周血CD4+T细胞定向迁移至病变关节过程中可能发挥重要作用。Kenneth等〔26〕在通过用流式细胞仪方法研究22例RA患者CD4+Tregs上CCR6功能中发现,RA患者关节液及外周血CD4+Tregs上CCR6表达均高于健康对照组,考虑与RA早期的炎症反应有关。
RA中Tregs上趋化因子受体的研究很少,仅Jiao等〔27〕通过用流式细胞仪方法研究11例活动性RA患者发现RA患者滑液中 CD4+CD25+Tregs表达 CCR4表达下降,在滑液中CD4+CD25+Tregs上CCR4表达下降,原因可能受各种炎性细胞因子影响而表达活性下降。目前尚未见对Tregs上其他趋化因子受体及受体研究的报道,故深入研究RA患者Tregs上趋化因子受体的变化及意义,将有助于阐明RA发病机制,并为应用以趋化因子受体为靶点的RA的治疗提供理论依据。
综上,趋化因子受体在RA患者CD4+CD25+Tregs减少中所起重要作用,CD4+CD25+Tregs数量减少导致与靶细胞直接接触从而影响B细胞、杀伤性T细胞及NK等细胞活性,造成抗体生成减少、部分细胞因子水平下降等免疫功能障碍,其数量或功能异常均可能与RA疾病发生有密切关联,但其对RA具体致病机制有待深入研究。
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