多发性硬化星形胶质细胞免疫调节作用研究进展

邱伟 李蕊

多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种 T细胞介导的中枢神经系统（central nerves system，CNS）炎性脱髓鞘疾病。MS及其经典动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis，EAE）的发病机制尚不清楚，外周髓鞘抗原特异性CD4＋T细胞通过分子模拟机制被初次激活，穿越血－脑脊液屏障（blood-brain barrier，BBB）进入CNS，之后被再次激活并诱发一系列异常免疫应答瀑布。星形胶质细胞（astrocyte，AST）是CNS中数量最多的胶质细胞，起到维持内环境稳定、营养支持、再摄取神经递质以及支持BBB等作用，近年已认识到AST在中枢免疫调节方面也起重要作用，AST逐渐成为MS等中枢神经免疫性疾病研究的热点。

1 AST在MS发病中的作用

早在1904年德国病理学家 Müller就提出AST在 MS发病中具有关键作用［1］，最近澳大利亚病理学家Parratt及Prineas再次强调MS可能不是原发于髓鞘或少突胶质细胞，而是一种AST源性疾病［2］。如前所述，T细胞介导 MS发病，研究表明髓鞘抗原特异性CD4＋T细胞是正常T细胞库的一部分，它们经常在外周被激活，然而最终只有极少数患者发病，因此T细胞外周激活不能完全解释MS发病机制。此外，轴突损伤在MS早期即出现，与MS炎性反应无直接相关性，这也支持有T细胞外周激活之外的机制参与MS发病。

AST在MS发病中的主要作用包括：（1）支持和营养。AST损伤会导致少突胶质细胞及神经元功能障碍。近年研究认为，另一种CNS脱髓鞘疾病视神经脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）就是由于 AST表面水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）破坏所诱发的［2］。（2）构成 BBB。除将脑实质和脑血流分开外，最近研究表明AST可以表达死亡受体CD95的配体（CD95L），与 T细胞CD95相互作用，促进T细胞凋亡，从而阻止T细胞穿越BBB［3］。（3）形成胶质疤痕。在MS急性病灶，AST出现增生及肥大反应，分泌营养因子及细胞因子，形成胶质疤痕，阻断了少突胶质细胞前体细胞（oligodendrocyte precursor cells，OPC）迁移，从而阻碍髓鞘及轴突再生。（4）促进或抑制髓鞘及轴突再生。AST分泌碱性成纤维细胞生长因子、透明质酸等抑制OPC成熟及轴突再生［4］。（5）促进或抑制T细胞免疫应答。T细胞在CNS的第二次激活需要小胶质细胞或AST的介导。目前对AST的促炎作用研究较多，但AST也可通过抑制T细胞免疫发挥抗炎作用。体外实验证实，AST可以抑制抗原特异性Th1细胞增生，抑制Th17细胞功能［5］，并促进Th2细胞分泌抗炎细胞因子白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）和转化生长因子β（transforming growth factor，TGF-β）［6］。

2 AST在MS中的免疫调节功能

越来越多证据支持AST参与中枢固有免疫及获得性免疫反应。体外研究表明，AST表达Toll样受体［7］和dsRNA依赖的蛋白激酶［8］，两者均属于模式识别受体，介导外界抗原（如病毒）诱发的固有免疫反应。此外AST还表达清道夫受体、甘露糖受体、补体受体等蛋白激酶，参与固有免疫反应［9］。

AST主要通过下列途径参与MS获得性免疫反应：（1）转化为抗原递呈细胞，直接激活T细胞。人们对于AST在CNS抗原递呈中的地位一直存在争议，一些学者认为小胶质细胞才是CNS内的主要抗原递呈细胞［10］。研究表明经γ干扰素（interferin-γ，IFN-γ）刺激的小鼠 AST可以诱导蛋白脂蛋白（proteolipid protein，PLP）及髓鞘相关糖蛋白（myelin associated glucoprotein，MAG）特异性CD4＋T细胞增生［11］，而来自组织相容性复合物（major histocompatibility antibody，MHC）-Ⅱ 反式激活因子（class Ⅱ MHC transactivator，CIITA）基因敲除大鼠的AST不能激活髓鞘少突胶质细胞糖蛋白（myelin oligo-dendrocyte glucoprotein，MOG）特异性 CD4＋T细胞［12］；同样如果阻断AST表达共刺激分子CD80，T细胞也不能被激活。（2）释放促炎因子，为T细胞提供炎性环境。活化后的AST受人核转录因子（NFκB）等调控释放细胞因子、趋化因子、一氧化氮（nitric oxide，NO）等。促炎细胞因子包括白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、白细胞 介 素-6（interleukin-6，IL-6）、肿 瘤 坏 死 因 子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），在诱导Th0向Th1和Th17细胞转化，促进MS炎性反应及继发损伤中起重要作用［13］。AST也是CNS单核细胞趋化因子-1（monocyte chemotactic factor-1，MCP-1）、IL-8（CXCL8）、γ干扰素 诱 导 蛋 白 （interferon-inducible protein，IP-10）等趋化因子的主要来源，对T细胞穿越BBB起重要作用［14－15］。EAE 模型证实，趋化因子 MCP－1、IP-10水平在脱髓鞘病灶中显著增高，且主要由AST分泌［16］。（3）释放细胞因子，灭活其他抗原递呈细胞。AST可以释放TGF－β等细胞因子，灭活小胶质细胞／巨噬细胞，发挥免疫抑制作用［17］。然而，目前尚不明确AST对侵入CNS的T细胞的具体调控机制。

3 AST的MHC表达

3.1 AST表达MHC的研究现状 目前普遍认为体外培养的AST具有抗原递呈功能。通过免疫荧光共聚焦检查证实体外AST可以表达MHC，尽管有些研究得出相反结论，这种不一致可能与AST来源动物的种属、取材部位、疾病病程有关。体外培养证实，AST在炎性环境下可以表达MHC和协同刺激分子B7，提呈抗原给CD4＋和CD8＋T细胞，促进T细胞增殖［18］。动物实验也证实，在炎性环境下AST可以表达协同刺激分子，如细胞间黏附因子-1（intracellular cell adhesion molecule，ICAM-1）／血管细胞间黏附因子-1（vascular cell adhesion molecule， VCAM-1），B7-1／B7-2［19］。Barcia等［20］发现，在体条件下AST可与T细胞形成免疫突触，支持AST对T细胞的免疫调控作用。早期体内实验未能在MS病灶内的AST中检测到MHC-Ⅱ分子，而最近研究却发现MS活动病灶边缘的AST细胞可以表达MHC-Ⅱ分子，同时表达B7及ICAM-1［21］，提示AST可能在 MS不同病程阶段表达MHC并起到抗原递呈作用。

3.2 调控AST表达 MHC的因素 抑制正常CNS中MHC表达的机制尚不清楚，CNS可能存在免疫抑制的微环境。有研究表明AST受神经元调控，体外培养 AST在100U／mL IFN-γ刺激下，MHC表达增加70%；使用器官型共培养AST和神经元，在神经元未损伤时，AST表达MHC并不增加［22］。正常CNS内神经元调控AST表达MHC的机制尚不清楚，推测可能通过直接接触或神经递质的间接作用表达。

体外及体内实验表明，AST表达MHC必须受到促炎 因子，如IFN－γ、TNF-α、IL-1β等的 刺激［14］，并受到多种抑制因子，如去甲肾上腺素、谷氨酸、肠血管活性多肽等的严格调控。当CNS内上调MHC表达的炎性因子超过抑制因子的作用时，才可最终诱导MHC表达。体外培养的AST可以表达多种神经递质受体。1999年，Keyser等研究发现MS患者活动病灶、慢性非活动病灶以及外观正常白质的AST缺乏β2肾上腺素受体表达，而后者可通过上调细胞内环腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平起到抑制 MHC表达的作用。Zeinstra等［23］研究发现激活5-羟色胺4（5-hydroxytryptamine 4，5-HT4）受体可以提高AST内cAMP水平，抑制IFN-γ诱导的MHC表达。

3.3 AST表达MHC的信号通路 上调AST表达MHC的信号机制尚不清楚，AST可能与小胶质细胞存在不同的信号通路。1988年，Steiniger等研究发现，在体环境下IFN-γ可以诱导小胶质细胞表达MHC，而AST细胞不表达，但在体外培养时两者均可被诱导表达。1992年，Lee等研究发现，谷氨酸可以抑制体外培养AST表达MHC，但不影响小胶质细胞。

IFN-γ诱导的MHC表达在基因转录水平受CIITA的调控，CIITA基因Ⅳ型启动子中的干扰素调节因子（interferon regulatory factor，IRF-1）结合位点以及IRF-1起关键作用［24］。TGF-β能抑制IFN－γ诱导的MHC表达，可能通过抑制CIITA基因转录实现［25］。Stuve等［12］研究发现，AST 缺乏CIITA表达的小鼠尽管存在T细胞增生并且释放Th1型细胞因子，但不能诱导EAE模型；被动转移致脑炎MHC－Ⅱ限制性CD4＋Th1细胞也不能诱导EAE，提示CIITA介导的AST细胞表达MHC在EAE发病中起关键作用。

4 AST免疫调节与MS治疗

现已发现多种MS治疗药物部分通过调节AST免疫功能发挥作用。IFN-β是目前MS的一线治疗药物，2003年，Barca等发现IFN-β可在体外抑制AST增生及NO释放；Zeinstra等［26］研究发现他汀类药物具有抗炎作用，已被用于MS临床试验，体外实验证实辛伐他汀可以抑制AST表达MHC-Ⅱ。已有临床试验表明，缓解复发型 MS（RRMS）患者服用氟西汀（20mg／d）24周后，MRI增强病灶显著减少［27］；体外实验证实氟西汀可以激活小鼠海马AST体外培养及切片培养中的蛋白激酶 A（protein kinase A，PKA），灭活 CIITA 基因，抑制 MHC表达［28］。

综上所述，星形胶质细胞在MS发生及发展过程中具有重要免疫调节作用，在MS不同疾病阶段抑制AST的促炎作用并提高其抗炎作用，将为MS治疗提供新思路。

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