抑制性受体及其负性免疫调节作用

刘建华，扈鸿霞，加尔肯，苏战强，冉多良

(1.新疆农业大学动物医学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.新疆师范大学生命科学学院，新疆乌鲁木齐 830017）

抑制性受体及其负性免疫调节作用

刘建华1*，扈鸿霞2，加尔肯1，苏战强1，冉多良1

(1.新疆农业大学动物医学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.新疆师范大学生命科学学院，新疆乌鲁木齐 830017）

抑制性受体是一类跨膜糖蛋白，能够抑制或阻断免疫细胞内活化信号的传递。抑制性受体大多属于免疫球蛋白超家族(Immunogloblin superfamily，IgSF）或C型凝集素超家族(C-type lectin superfamily，CLSF），其胞内段含有一或几个具有S/I/L/V）xYxxL/V序列的免疫受体酪氨酸抑制基序 (Immunoreceptor tyrosine-based inhibition motifs， ITIM）。当抑制性受体与配体特异性结合时，胞浆区ITIM基序中的酪氨酸发生磷酸化，招募并激活具有SH2结构域的SHP-1(Src homology-2 containing phosphatase-1）、SHP-2 以及SHIP(SH2 domain-containing inositol phosphatase）等蛋白酪氨酸磷酸酶(Protein-tyrosine phosphatase，PTP），使下游分子蛋白酪氨酸激酶(Protein-tyrosine kinase，PTK）的酪氨酸去磷酸化，从而介导免疫抑制。

目前，按结构特征可以将抑制性受体分为两类：一类属于IgSF的Ⅰ型跨膜糖蛋白，主要包括FcγRⅡB、KIR、PD-1、PIR-B、BTLA、CTLA、CD22、ILT、SIRP等；另一类属于CLSF的Ⅱ型跨膜糖蛋白，主要包括Ly49家族、NKG2家族和CD94、CD72和DCIR等。下面就这两个家族中具有代表性的抑制性受体分子作一简单介绍。

1 FcγRⅡB(C D 3 2）

FcγRⅡB属于免疫球蛋白超家族，是一种低亲和力的单链IgG结合受体，广泛表达于B细胞、巨噬细胞、中性粒细胞及肥大细胞表面。FcγRⅡB通过其胞浆尾ITIM的酪氨酸磷酸化引发淋巴细胞的免疫抑制[1-2]，从而精心调节B细胞的增殖、成熟、抗体类别转换以及树突状细胞的抗原摄取、递呈和活化[3]。当FcγRⅡB与含有 ITAM B细胞受体(B cell receptor，BCR）、T细胞受体(T cell receptor，TCR）、FcγR Ⅰ、FcγR Ⅲ及 FcεR Ⅰ等活化受体交联时，其ITIM被PTK磷酸化，形成一个SH2识别结构域，招募SHP-1、SHP-2及SHIP。其中，SHIP是FcγRⅡB发挥免疫负性调节作用的主要接头蛋白，通过水解3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇引发含PH(Pleckstrin homology）结构域的Bruton酪氨酸激酶(Bruton's tyrosine kinase，BTK）、磷脂酶 C(Phospholipase C gamma，PLC-γ）与细胞膜的分离，阻断内质网中钙离子的外流，从而抑制钙依赖性的脱颗粒、吞噬作用、ADCC以及细胞因子释放等活动[4]。其次，FcγRⅡB通过与BCR的交联上调Ras-GAP结合蛋白p62dok的磷酸化，引起SHIP的激活，导致丝裂原活化蛋白激酶(MAPK）的失活，从而抑制B细胞的增殖[5]。此外，FcγRⅡB还可以通过受体聚集引发ITIM和SHIP非依赖性的细胞凋亡[6]。

2 PIR-B

1997年，Hayami等采用分子杂交的方法从B10.A小鼠巨噬细胞cDNA文库中分离出鼠FcɑRⅠ假定类似物，并据分子量将其命名为p91。Kubagawa等以人FcɑR ɑ链cDNA为探针从小鼠基因组和脾cDNA文库中筛选到一对新基因，并将其编码产物进一步命名为成对免疫球蛋白样受体(Paired immunoglobulin-like receptors，PIRs）。根据基因结构的不同，将其分为活化性受体PIR-A和抑制性受体PIR-B两类，其配体均为主要组织相容性复合体Ⅰ类分子(MHCⅠ）[7]。PIR-B由单基因编码，定位于小鼠7号染色体[8]，其人源分子定位于19号染色体[8]。PIR-B是一种属于免疫球蛋白超家族的Ⅰ型跨膜糖蛋白，其胞膜外区含有6个IgV样结构域，跨膜区具疏水性氨基酸，胞浆区含有4个ITIM或ITIM样基序。PIR-B广泛表达于巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、粒细胞及破骨细胞等髓样细胞以及B细胞，但不表达于胸腺细胞、成熟T细胞以及自然杀伤细胞(NK）[9-10]。

当PIR-B与MHCⅠ(人与小鼠的MHCⅠ分别为HLA和H-2）结合时，Lyn/Src激酶能够分别磷酸化PIR-A-同源二聚体FcRγ复合物γ链(介导巨噬细胞、肥大细胞等活化）、BCR-Igɑ/Igβ复合物ITAM 基序上的酪氨酸(介导 B细胞活化）以及PIR-B ITIM基序上的酪氨酸，活化的PIR-B招募并活化SHP-1或SHP-2，通过去磷酸化抑制巨噬细胞、肥大细胞和B细胞的活化[11]。

3 BTLA(CD272）

Watanabe等采用Affymetrix array方法从小鼠cDNA文库中筛选到一个Th1特异性表达的核苷酸未知序列，将其命名为btla[12]。btla基因位于小鼠16号染色体，人源分子编码基因位于3号染色体。B、T淋巴细胞弱化因子(B and T lymphocyte attenuator，BTLA）为 btla基因编码产物，是一种属于免疫球蛋白超家族的Ⅰ型跨膜糖蛋白，其胞膜外区含1个IgV样结构域，胞浆区含1个Grb2相关接头蛋白(Grb2-related adaptor protein，Grap）停泊位点、2个ITIM和1个ITSM[13]。BTLA mRNA高表达于脾脏、淋巴结组织，在肝脏、肾脏、肺、脑、心脏及肌肉等组织中，低表达甚至不表达。BTLA高表达于Thl细胞、B细胞，在幼稚T细胞(Naive T cells）、活化初期T细胞以及效应性Th2细胞上低表达甚至不表达。此外，BTLA也表达于巨噬细胞、树突状细胞以及NK细胞。

Sedy、Gonzalez等研究证实BTLA的配体是属于肿瘤坏死因子受体超家族(Tumor necrosis factor receptor superfamily，TNFRSF）的疱疹病毒辅助受体(Herpesvirus entry mediator，HVEM），而HVEM具有双向调节T细胞的功能[14-15]。有研究表明，HVEM与BTLA结合能介导ITIM上的酪氨酸发生磷酸化，招募并激活SHP-1、SHP-2，从而抑制T细胞的活化[16]；此外，HVEM与BTLA结合能够通过募集SHP-1和SHP-2来抑制B细胞的活化和增殖，并介导BCR下游信号分子脾酪氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase，Syk）、B细胞连接蛋白(B cell linker protein，BLNK）和PLCγ2的表达下调以及核转录因子-κB(Nuclear transcription factor kappa B，NF-κB）的核移位[17]。

4 CTLA-4(CD152）

1987年，Brunet等采用差示筛选法从小鼠细胞毒性T淋巴细胞cDNA文库中发现细胞毒性T淋巴细胞相关抗原 4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4，CTLA-4），确定其基因定位于小鼠1号染色体C区。CTLA-4是一种属于免疫球蛋白超家族成员的Ⅰ型跨膜糖蛋白，有膜结合型和可溶性(sCTLA-4）两种形式，膜结合型CTLA-4含有1个具有IgV样结构域的胞膜外区、1个跨膜区及1个因含有ITIM基序而具有免疫负性调节作用的胞浆区。CTLA-4主要表达于单核细胞、T细胞、B细胞、粒细胞、CD34+干细胞以及一些非免疫细胞。CTLA-4在CD4+CD25+调节性T细胞(Treg）、肿瘤细胞内可呈组成性表达，在静息T细胞上低表达或不表达，而于活化细胞中高表达[18]。此外，CTLA-4在Th2上较Th1表达更高。

CTLA-4与CD28分子在结构上具有70%的氨基酸同源性，两者结合相同的配体——B7.1(CD80）和B7.2(CD86）。在免疫应答过程中，CD28分子介导正性免疫调节作用，而CTLA-4则相反。因此，CTLA-4与CD28是一对具有正负免疫调节功能的重要共刺激分子。

Walunas等研究发现，CTLA-4能够抑制T细胞的活化，阻断CD28依赖性IL-2的分泌以及T细胞周期进程[19]。随后的研究显示，CTLA-4可以通过细胞内和细胞外两种机制抑制T细胞活化。细胞内机制认为，T细胞上的CTLA-4与CD28竞争性结合抗原递呈细胞(APCs）上的B7.1、B7.2分子，引发T细胞正性共刺激信号(2信号）转导的阻断[20]；此外，CTLA-4还可以通过抑制zeta链相关蛋白-70(Zeta-associated protein-70，ZAP-70）的合成阻断 TCR-抗原(1信号）的信号的转导，下调钙离子外流，从而抑制T细胞的增殖[21]。细胞外机制认为，CTLA-4能够捕获、内化并降解APCs上的B7.2分子，减弱CD28/B7介导的信号转导，从而抑制T细胞的活化[22]；Treg细胞能够组成性高表达CTLA-4，抑制T细胞活化的抑制；此外，表达于抗原特性、Foxp3-效应性T细胞上的CTLA-4能够抑制其他T细胞的免疫应答[23]。

5 PD-1(CD279）

1992年，Ishida等采用消减杂交技术从小鼠程序性死亡T细胞文库中筛选到一个分子量为55Kd的单体跨膜蛋白，即细胞程序性死亡受体-1(Programmed cell death 1，PD-1）[24]。人源PD-1编码基因定位于2号染色体。PD-1又称为CD279，属免疫球蛋白超家族，其胞膜外区含1个IgV样结构域，胞浆区含1个ITIM和1个ITSM基序。PD-1表达较广泛，主要表达于CD4-CD8-双阴性T细胞、活化的CD4+和CD8+T细胞。此外，B细胞和单核细胞可以诱导性表达PD-1，而自然杀伤T细胞(NKT）表达水平较低。

PD-1 有 PD-L1(Programmed death-1 ligand，PD-L1）和PD-L2两种配体。PD-L1较PD-L2表达广泛，而PD-L2的亲和力是PD-L1的2～6倍。PD-L1表达于活化的T细胞、胎盘滋养层细胞、心肌内皮细胞和胸腺皮质细胞，高表达于部分肿瘤细胞，于肿瘤癌旁组织低表达，而PD-L2高表达于胎盘内皮细胞和胸腺髓质内皮细胞。

研究表明，B7/CD28超家族不仅提供T细胞活化所必须的正性共刺激信号以维持和增强T细胞应答，还提供负性共刺激信号以下调T细胞应答。后者可以通过PD-1与配体PD-L1的结合下调T细胞的应答。当PD-1与配体PD-L结合后，其胞浆区的ITSM基序酪氨酸发生磷酸化，招募并激活SHP-1和SHP-2[25]，通过后者的去磷酸化作用阻断CD28介导的磷脂酰肌醇-3-羟激酶(Phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）和蛋白激酶B(Protein kinase B，PKB/Akt）的活化，上调B细胞淋巴瘤-XL(B-cell lymphoma-extra large，Bcl-XL）的表达，同时下调IL-2的分泌、糖代谢水平[26]，最终介导T细胞应答的下调。

生物学功能研究显示，PD-1/PD-L1通路有利于维持机体某些组织器官的免疫特赦以及免疫耐受；PD-1/PD-L1通路能够参与Treg细胞介导的免疫抑制；此外，PD-1/PD-L1通路常常引起感染机体内病毒、寄生虫等微生物的持续性感染[27]。

6 KIR

NK细胞在机体抗感染和抗肿瘤免疫应答中发挥着重要的作用，其作用的发挥主要依赖于细胞表面表达的各种受体。杀伤细胞免疫球蛋白样受体(Killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR）是一种属于免疫球蛋白超家族的Ⅰ型糖蛋白，编码基因定位于人19号染色体，基本结构包括胞膜外区、跨膜区及胞质区。其胞膜外区含有2-3个IgV样结构域以及1个与锌结合而发挥免疫抑制功能的锌结合基序。根据胞膜外区IgV样结构域的数目，将KIR分为KIR2D、KIR3D；按胞浆区的长短，将KIR分为长胞浆区的L型和短胞浆区的S型。L型胞浆区含有1-2个ITIM基序，传递抑制信号，即KIRDL为NK细胞的抑制性受体；尽管S型胞浆区缺乏ITIM基序，但其跨膜区上有一个带正电的赖氨酸残基，可与含ITAM基序的DAP12(DNAX2 activating protein of 12KD）分子结合，传递活化性信号，KIRDS即为NK细胞的活化性受体。KIR主要表达在NK细胞和部分T细胞膜表面，通过特异性识别细胞表面的 MHC-Ⅰ类分子(包括 HLA-A、HLA-B、HLA-C）来调节NK细胞的活性。其中，HLA-C是同抑制性受体和活化性受体结合的主要的配体。

活化性KIR与同源二聚体接头分子DAP12(KARAP）偶联，通过其携带的ITAM基序招募Syk和ZAP-70，激活MAPK级联，引起NK细胞活化[28-29]；还可以通过与FcεRIγ 同源二聚体、FcεRIγ/CD3ζ异源二聚体或 CD3ζ同源二聚体共聚而传导活化信号。抑制性受体与携带有ITAM的活化性受体的共聚对抑制性功能的发挥是必要的。当抑制性KIR与MHC-Ⅰ类分子结合时，其胞浆区ITIM发生磷酸化，招募SHP-1和SHP-2，使活化性受体ITAM基序上的酪氨酸去磷酸化，结果阻断了ZAP-70及PLC-γ等的磷酸化，最终抑制了NK细胞杀伤活性。而且，该抑制仅选择性地作用于距抑制受体最近的激活受体，使NK及T细胞的反应阈值升高。

7 CD94/NKG2A

CD94/NKG2A是一种属于C型凝集素超家族的Ⅱ型糖蛋白，编码基因均定位于人12号染色体。CD94又称为Kp43，其胞膜外区含有碳水化合物识别结构域(Carbohydrate-recognition domain，CRD），通常缺乏胞浆内功能区，生物学功能发挥有赖于结合其它受体。NKG2A包括含CRD的胞膜外区、跨膜区及含2个ITIM基序的胞浆区。CD94可以通过二硫键与NKG2A/B、NKG2C及NKG2E形成异二聚体。CD94/NKG2A主要表达于NK细胞、某些CD8+T细胞以及CD4+T。

因NKG2A的胞浆区含ITIM基序而使CD94/NKG2A具有免疫抑制功能，其配体为MHC-Ⅰ类分子。而其它的NKG2分子由于缺乏ITIM基序，从而传导活化信号。CD94与NKG2家族成员形成异二聚体，介导活化或抑制功能。当MHC-Ⅰ类分子与CD94/NKG2A结合时Src家族的蛋白酪氨酸激酶Lck磷酸化ITIM，招募并激活SHP-1和SHP-2，后通过去磷酸化作用最终抑制了NK细胞的杀伤活性[30]。

8 结 语

信息传递、信号分子交换、免疫应答等重要生物学功能的发挥很大程度上取决于动物机体细胞间的相互作用。天然免疫和获得性免疫通过抑制性通路有效维持了机体的免疫耐受和免疫自稳。对抑制性受体的结构、分布及其生物学功能的深入研究为理解并阐明其在机体免疫耐受和免疫病理中的作用奠定了基础，并为人类抗感染、抗肿瘤治疗，防止自身免疫性疾病的发生提供了新策略和新思路。

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S852.4

B

1008-0589(2013）08-0687-04

10.3969/j.issn.1008-0589.2013.08.23

*Correspondingauthor

2012-05-26

新疆维吾尔自治区自然科学基金面上项目(2013211A030）

刘建华(1972-），男，重庆长寿人，讲师，博士，主要从事动物病原免疫学研究.

*通信作者：E-mail：liujianhua627@zju.edu.cn

（本文编辑：赵晓岩）