NK细胞与妊娠期免疫耐受的维持

黄荣云，张 羽，赵 洋，王 兵，李宗洲综述,李 妍审校

(吉林医药学院，吉林 吉林 132013)

·综 述·

NK细胞与妊娠期免疫耐受的维持

TheroleofNKcellsinkeepingpregnancyimmunetolerance

黄荣云，张 羽，赵 洋，王 兵，李宗洲综述,李 妍*审校

(吉林医药学院，吉林 吉林 132013)

自然杀伤细胞(NK cells)分布于外周各淋巴器官及血液循环系统，在抑制受体和活化受体的信号调控下发挥细胞毒效应，分泌多种细胞因子及趋化因子，如TGF-β和IL-10。妊娠期胎儿作为异基因移植物，滋养层细胞不停的入侵母体并引发一定的炎症反应，NK细胞对于维持胚胎耐受和免疫平衡有重要意义。本文主要通过检阅相关文献对NK细胞在妊娠期的主要功能及作用机制做一综述。

NK细胞；妊娠；子宫蜕膜；免疫调节

2 NK细胞受体和所识别的配体

在非妊娠状态或妊娠期子宫外部位，NK细胞是固有免疫和免疫监视的重要力量，但如何在子宫局部维持对胎儿组织的免疫耐受呢？已经发现的NK细胞受体多达数十种，按结构可分为免疫球蛋白超家族与C型凝集素超家族[5]。前者包括杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR)、白细胞免疫球蛋白样受体(leucocyte immunoglobulin-like receptor，LILR)和自然细胞毒受体(natural cytotoxic receptor，NCR)等；后者包括杀伤细胞凝集素样受体(killer cell lectin-likereceptor，KLR;即CD94/NKG2)和Ly49。按功能不同，NK细胞受体又可分为抑制性受体和活化性受体，两者之间和配体间信号的平衡决定NK细胞是否被有效活化，执行杀伤功能。

2.1NK的抑制性受体和配体

NK细胞的抑制性受体[6]主要包括KIR-2DL1、KIR-2DL2、KIR-2DL3、KIR-2DL4、KIR-2DL5A、KIR-2DL5B 和KIR-3DL1、KIR-3DL2、KIR-3DL3 及CD94/NKG2A等[7]。人类与MHC-1分子相互作用的NK细胞抑制受体主要为异二聚体NKG2A/CD94和白细胞免疫球蛋白样受体(leukocyte Ig-like receptor,LIR)[8]。LIR的配体是经典的MHC-1分子(HLA-B、C、A)，NKG2A/CD94的配体为非经典的MHC-1分子(HLA-E)[9]。抑制受体的胞内信号转导是由其胞质区的免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM)所介导[10]。当抑制受体与配体结合后，在Src家族激酶(SFK)的作用下，ITIM酪氨酸残基发生磷酸化，磷酸化的ITIM可募集SHP-1、SHP-2和SHP-1磷酸酶，这些酪氨酸磷酸酶能够使NK细胞活化受体连接的酪氨酸激酶的底物去磷酸化或抑制其磷酸化，从而终止或抑制NK细胞的杀伤效应。人体大部分有核细胞表面表达经典的和非经典的MHC-1分子；NK细胞通过抑制性受体与之结合，传递抑制性信号，保持对自身正常组织细胞的非攻击性。

2.2NK细胞的活化受体和配体

NK细胞的活化性受体主要包括KIR-2DS1、KIR-2DS2、KIR-2DS3、KIR-2DS4、KIR-2DS5、KIR-3DS1，NCR(NKp46、NKp44、NKp30)、NKG2D 和NKG2C/ CD94等。NKG2D是通过二硫键连接的同源二聚体，为NK细胞的主要活化受体。人类NKG2D的配体为次要组织兼容性复合体(minor histocompatibility complex，MIC)产物MIC-A/MIC-B和ULBP(UL16-binding proteins)家族[11]。MIC-A/MIC-B基因与MHC区相连，但主要表达于上皮细胞和血管内皮细胞，而ULBP分子广泛表达各种组织。人类NKG2C/CD94识别非经典的MHC-1分子(HLA-E)，与抑制性受体NKG2A/CD94的配体相同。多数NK细胞的活化受体通过其衔接的蛋白相互作用来启动细胞内的信号转导，衔接蛋白含有一个或多个免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)。多数活化受体与配体结合后使相关衔接蛋白的ITAM 发生酪氨酸磷酸化，随后磷酸化的ITAM募集酪氨酸激酶如Syk或Zap70等，经过它们的SH2结构域作用，导致下游信号的转导，促进肌动蛋白细胞骨架重排，诱导脱颗粒作用,或启动细胞因子、趋化因子基因的转录。与其他活化受体不同，NKG2D还可以通过与含有ITAM(YXXM基序)的DAP10相结合，过其酪氨酸残基的磷酸化来启动PI3K/Grb-2信号途径[12]。

NK细胞表面同时表达多种抑制受体和活化受体，通过这两类受体信号的平衡来调控功能。正常情况下，抑制受体通过与自身MHC分子结合抑制NK细胞的活性，维持对自身耐受。肿瘤细胞或病毒感染细胞表面高表达NKG2D的配体，低表达MHC分子,NK细胞与其接触后，活化信号占主导，从而启动细胞活性杀伤功能，清除肿瘤细胞或病毒感染细胞[5]。肿瘤等细胞表面的NKG2D配体可在金属蛋白酶的酶切为可溶型分子，竞争结合NKG2D，导致肿瘤的免疫逃逸。分析NK细胞受体和配体表达，是研究NK细胞功能的重要途径。

3 子宫蜕膜NK细胞来源、分布与功能

人类和其他哺乳动物子宫内膜中淋巴细胞以NK细胞为优势细胞群，NK细胞源于骨髓,经血液循环穿过血管壁到达子宫蜕膜组织。妊娠时,子宫外的NK细胞迁入富含激素的子宫微环境,并增殖分化为子宫蜕膜NK细胞[13]。研究表明，子宫蜕膜NK细胞周期性分布与体内激素(孕酮和催乳素)水平密切相关[2,14]。受精后,其数量在分泌晚期后继续增加,至妊娠早期达到最高峰；妊娠中后期子宫蜕膜NK细胞显著减少,至孕末期完全消失。子宫蜕膜NK细胞与成熟NK细胞不同,其表型类似于血液中的一种小体积的NK亚群，这种NK细胞的直接杀伤靶细胞的作用较弱[5,12,15]。NK细胞缺失的大鼠仍能够受孕,这种大鼠往往缺乏子宫腺,其胎盘体积小于正常受孕大鼠且常伴发蜕膜水肿,从而影响胎鼠发育或发生流产。该现象说明，NK细胞是哺乳动物维持正常妊娠所必需的。

更多的实验证明，妊娠早期子宫微环境中子宫蜕膜NK细胞的选择性积聚，在维持母胎接口免疫平衡,促进胎盘正常发育等过程中有重要作用。目前，NK参与妊娠期免疫耐受的机制尚未完全明确[16]，其活化性受体NKG2D表达减少而抑制性受体NKG2A/CD94等表达增加，不攻击滋养层细胞。但在IL-2等细胞因子刺激后，NK细胞表型改变，恢复杀伤功能；而IL-10处理后的NK杀伤活性下降[17]。研究发现，妊娠期子宫局部的单核巨噬细胞和NK细胞是分泌Il-10的主要细胞，IL-10在子宫局部占优势，可能参与NK功能状态的维持。除受体表达改变外，NK细胞分泌细胞因子是其维持妊娠耐受的重要机制。

4 子宫蜕膜NK细胞通过分泌细胞因子诱导妊娠期耐受

从胚胎植入到分娩生产的整个妊娠过程中,细胞因子始终发挥着重要的作用。在蜕膜中NK占淋巴细胞的75%以上，因此其分泌的细胞的细胞因子对为维持妊娠期局部免疫耐受非常重要[18-19]。根据分泌细胞因子的不同可将NK细胞划分为四类:以分泌IFN-γ、TNF-α为主的为NK1细胞；分泌IL-4、IL-5、IL-13的为NK2细胞；分泌转化生长因子-β(TGF-β)的为NK3细胞；分泌IL-10的为NKr1细胞。妊娠早期，外周NK细胞以NKr1型为主,蜕膜NK细胞以NK3 型为主。TGF-β和IL-10在妊娠耐受的维持中起核心作用。

4.1TGF-β

T细胞和NK细胞均可分泌TGF-β，妊娠早期，NK细胞为其主要来源；TGF-β以自分泌或旁分泌方式调节T细胞和NK等免疫细胞的分化、增殖和活化。NKG2D+TGF-β-NK细胞(高表达NKG2D而不分泌TGF-β)具有较强的杀伤活性,可杀伤肿瘤细胞、清除病毒感染等细胞。但研究发现，NKG2D+TGF-β-NK细胞数量过多,不利于妊娠成功[12]。早孕蜕膜中TGF-β含量为正常增生期的5倍。TGF-β通过刺激子宫内膜蜕膜样变,促进滋养层分化为无侵蚀性的合体滋养层,并诱导产生金属蛋白酶抑制因子和纤溶酶原启动抑制因子,调节金属蛋白酶和纤溶酶的活性,从而限制滋养层细胞的过度侵蚀[20]。实验证明,TGF-β能抑制蜕膜NK 细胞的增生与杀伤活性,是蜕膜局部主要免疫抑制因子之一,可以防止自然流产[12]。与正常妊娠妇女相比,原因不明的反复性自然流产患者蜕膜TGF-β水平降低，以及NKG2D+TGF-β-NK比例增加关系密切。

4.2IL-10

T细胞和NK细胞均可分泌IL-10,研究证实，IL-10是保证妊娠成功的重要因素之一[21]。IL-10抑制B7、MHCⅡ类抗原、黏附分子的表达,间接抑制T细胞分泌Th1型细胞因子,从而抑制细胞免疫。IL-10对NK细胞活化受体表达具有抑制作用，是NK细胞活性的负调控因素。另一方面,IL-10为B细胞刺激剂,可促进B细胞活化和抗体的分泌。IL-10基因缺陷的IL-10-/-小鼠妊娠胚胎吸收率显著增高并易诱发性流产。人类反复性自然流产患者血清IL-10水平下降[22]。有研究认为，子宫蜕膜局部针对胎儿抗原的母体来源抗体的产生，可封闭滋养层细胞的抗原，阻止母体免疫细胞对其识别和攻击。NKr1细胞和调节性T细胞可能通过表达IL-10,借助于IL-10/IL-10R信息转导途径而下调蜕膜NKG2D+TGF-β-细胞数量,从而调节妊娠母-胎免疫耐受处于平衡状态。

妊娠期NK细胞选择性在蜕膜聚集，其受体表达、细胞分子分泌和功能均与非妊娠状态有显著差异。不仅通过活化受体表达下调而降低对胎儿细胞的攻击，还通过分泌细胞因子主动参与妊娠期免疫耐受的维持。目前,对正常妊娠免疫调节已取得了重大进展,但还尚未完全揭晓,期待有更深入的研究来了解妊娠期免疫耐受形成的机制，提高预防和治疗异常妊娠的水平。

[1] Aagaard-Tillery K M,Silver R,Dalton J,et al.Immunology of normal pregnancy[J].Semin Fetal Neonatal Med，2006，11(5):279-295.

[2] 王海凤，郭 兵，钟秀会，等.妊娠子宫NK细胞研究进展[J].中国免疫学杂志，2008，24(10)：960-961.

[3] Allan D S,Rybalov B,Awong G,et al.TGF-β affects development and differentiation of human natural killer cell subsets[J].Eur J Immunol,2010,40(8):2289-2295.

[4] Mu Junwu,Qu Dawei,Bartczak A,et al.Fgl2 deficiency causes neonatal death and cardiac dysfunction during embryonic and postnatal development in mice[J].Physiol Genomics，2007，31(1):53-62.

[5] 宋铁军.人类NK细胞受体的研究进展[J].牡丹江医学院学报，2008，29(6)：55-57.

[6] Moretta L,Moretta A.Killer immunoglobulin-like receptors[J].Curr Opin Immunol,2004，16(5):626-633.

[7] Shilling H G,Young N,Guethlein L A，et al.Genetic control of human NK cell repertoire[J].J Immunol，2002，169(1):239-247.

[8] Le Bouteiller P,Siewiera J,Casart Y，et al.The human decidual NK-cell response to virus infection:what can we learn from circulating NK lymphocytes?[J].J Reprod Immunol，2011,88(2):170-175.

[9] Karimi K,Arck P C.Natural Killer cells:keepers of pregnancy in the turnstile of the environment[J].Brain Behav Immun，2010，24(3):339-347.

[10] Tessmer M S,Fugere C,Stevenaert F，et al.KLRG1 binds cadherins and preferentially associates with SHIP-1[J].Int Immunol，2007,19(4):391-400.

[11] Wang Jing,Shiratori I,Satoh T，et al.An essential role of sialylated O-linked sugar chains in the recognition of mouse CD99 by paired Ig-like type 2 receptor (PILR)[J].J Immunol，2008，180(3):1686-1693.

[12] Tassi I,Klesney-Tait J,Colonna M.Dissecting natural killer cell activation pathways through analysis of genetic mutations in human and mouse[J].Immunol Rev，2006,214:92-105.

[13] Parham P.NK cells and trophoblasts:partners in pregnancy[J].J Exp Med，2004，200(8):951-955.

[14] 赵丽丽，王 俐，曲 迅，等.妊娠子宫NK细胞的功能研究进展[J].现代免疫学，2005，25(1)：85-88.

[15] 庄 然.人类NK细胞的亚群及其特征[J].细胞与分子免疫学杂志，2002，18(6)：645-648.

[16] Moffett-King A.Natural killer cells and pregnancy[J].Nat Rev Immunol,2002,2(9):656-663.

[17] Lin Yi,Zhong Yanmin,Shen Weizai,et al.TSLP-induced placental DC activation and IL-10(+) NK cell expansion:comparative study based on BALB/c x C57BL/6 and NOD/SCID x C57BL/6 pregnant models[J].Clin Immunol，2008,126(1):104-117.

[18] 张 群，胡雪梅.蜕膜NK细胞及其分泌的细胞因子与妊娠[J].现代免疫学，2006，26(4)：350-354.

[19] Higuma-Myojo S,Sasaki Y,Miyazaki S，et al.Cytokine profile of natural killer cells in early human pregnancy[J].Am J Reprod Immunol，2005,54(1):21-29.

[20] Saito S,Shima T,Nakashima A,et al.Regulatory T cells and regulatory NK cells play essential roles for maintenance of pregnancy[J].Nihon Rinsho Meneki Gakkai Kaishi，2012，35(5):424-428.

[21] 余琴梅，陈琳琳，王文静，等.白介素10可保持蜕膜NKG2D+TGF-β-NK细胞低水平并有利于妊娠成功[J].现代免疫学，2011，31(2)：139-142.

[22] 曹丽琼，曲广第，王冬梅.妊娠期肝内胆汁淤积症患者胎盘组织白细胞介素10和肿瘤坏死因子α及细胞因子信号传导负调控因子3的表达[J].中华肝脏病杂志，2012，20(12):935-938.

1673-2995(2013)04-0283-04

R363.1

A

1NK细胞的主要功能

黄荣云(1989-)，女(汉族)，本科.

李 妍(1972-)，女(汉族)，教授，博士.

2013-03-26)

哺乳动物具有完备的免疫系统和精细的免疫识别机制，胚胎是作为半同种异体移植物植入母体内。研究表明，母体依靠复杂的免疫调节机制维持妊娠期对胎儿组织的耐受：胎盘的屏障作用、内分泌的免疫调节、子宫局部的免疫细胞和免疫分子构成妊娠期免疫调节的主要环节[1]。子宫蜕膜组织中含有一定量的免疫细胞，包括自然杀伤(natural killer，NK) 细胞、巨噬细胞、树突状细胞(dendritic cell，DC) 、少量T细胞和B细胞等，但数量最多的是NK细胞[2]。子宫蜕膜NK细胞在表面受体、分泌细胞因子和功能方面均有特殊性，是维持妊娠期母体对胎儿耐受的重要力量，NK细胞功能异常与反复性自然流产关系密切[3]。本文将对NK细胞受体、配体和维持妊娠期耐受的研究进展进行综述。

NK细胞主要分布于脾和外周血，其无需抗原致敏可直接杀伤靶细胞，可通过多种机制直接杀伤病毒感染细胞[4]、肿瘤细胞和胞内菌寄生的靶细胞。NK细胞功能异常将导致肿瘤发生率增加、病毒和部分细菌感染的慢性化。NK细胞表面表达IgGFc受体,可通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性效应(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)杀伤靶细胞；与靶细胞直接接触后还可通过穿孔素/颗粒酶途径、Fas/FasL途径和TNF-α/TNFR-I途径导致靶细胞凋亡。