脑内树突状细胞在中枢神经系统免疫赦免中的作用①

何 浩 宋文刚 白 波(泰山医学院免疫学教研室，泰安271000)

中枢神经系统(Central nervous systems，CNS)被认为是免疫赦免器官，主要是由于移植物在脑内较脑外能够存活更长时间、更不易被排斥。多种机制参与形成和维持CNS免疫赦免，如体内存在血脑屏障(Blood-brain barrier，BBB)、CNS缺乏二级淋巴器官、CNS相对缺乏淋巴引流、脑内存在免疫抑制微环境等［1］。它们使CNS与外周免疫系统相对隔绝，限制脑内物质与脑外免疫细胞相互交流，从而保护脑组织相对不易受外界干扰。为了防止自身免疫的发生，机体通过中枢免疫耐受和外周免疫耐受进行应对，前者已被证明在清除脑组织反应性T细胞中发挥作用，而后者在CNS免疫赦免中的地位以及诱导和效应机制并不是很清楚。

1 CNS引入抗原可以引发负向免疫调控，但关键的启动细胞和作用机制不明

早期报道向Lewis大鼠脑内注射髓磷脂碱性蛋白(Myelin basic protein，MBP)不仅不引发实验性自身免疫性脑脊髓膜炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)，而且能够显著抑制再次皮下免疫诱导EAE的临床症状，初步证实脑内引入外源性抗原可引发针对该抗原的免疫抑制。后续的研究对这一特殊的现象进行了初步的机制探讨，他们将免疫学上常用的一种抗原——鸡卵白蛋白(Chicken egg ovalbumin，OVA)注入正常小鼠的脑纹状体后，小鼠表现为对OVA皮下免疫引发的迟发型超敏反应(Delayed-type hypersensitivity，DTH)缺失，这种抑制效应不依赖完整的BBB和脾脏，但可被颈部淋巴结细胞过继转移。为减少BBB破损可能导致的干扰，进一步构建了少突胶质细胞特异性表达OVA的转基因小鼠(ODG-OVA小鼠)，然后对小鼠行OVA加佐剂皮下免疫诱导EAE，发现脑脊髓膜炎的发病几率、临床症状评分和CNS炎症程度均显著低于相同背景非转基因小鼠用 MOG诱导的 EAE。Schildknecht等［2］构建少突胶质细胞和施旺细胞特异性表达淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(Lymphocytic Choriomeningitis Virus，LCMV)多肽的小鼠，继而用 LCMV感染小鼠，发现抗原特异性CD8+T细胞在外周淋巴器官被清除。这些研究说明体内确实存在与CNS抗原相关的免疫抑制效应，提示机体可能通过该机制引发对脑内自身抗原或外源性抗原的负向免疫调控，从而避免炎症反应对神经组织的损伤。但是，CNS中启动负向免疫调控的关键细胞却并不清楚。一般认为抗原提呈细胞(Antigen presenting cells，APC)尤其是组织中的树突状细胞(Dendritic cells，DC)在启动获得性免疫反应中发挥核心作用，这是否同样适用于CNS抗原引发的负向免疫调控还未见报道。

2 DC是启动和调控获得性免疫反应的核心细胞

DC作为一种专职的APC，处于启动和调控获得性免疫反应的中心地位，原因有三:①DC是联系固有免疫和获得性免疫的桥梁。DC分布广泛，通过表达一系列能够识别“危险信号”的“模式识别受体”，收集局部微环境中的危险信号，进而迁移至引流淋巴结或脾脏，将“危险信号”传递给T、B淋巴细胞，从而启动获得性免疫反应［3］。②DC是体内功能最强的专职性APC。DC构成性表达MHCⅡ类分子和共刺激分子如CD80、CD86等，在局部组织摄取抗原后，具有迁移到外周淋巴器官并刺激初始T细胞活化和增殖的独特功能。③DC是包含众多亚群的异质性群体，特定的亚群可能决定了免疫反应的类型［4］。DC主要有经典型 DC(Conventional dendritic cell，cDC)和浆细胞样 DC(Plasmacytoid dendritic cell，pDC)两大类。pDC较为单一，主要分布于淋巴器官和外周血中，是体内Ⅰ型IFN的主要来源，在抗病毒免疫反应中起重要作用［5］。cDC可结合解剖部位和表面标志进行细分，在淋巴器官至少可分为CD8α+DC和CD8α－DC，在非淋巴器官至少可分为 CD103+DC 和 CD103－DC［6］。近来又依据分化途径对DC进行分类，将DC分为Batf3-IRF8-Id2依赖性和Batf3-IRF8-Id2非依赖性DC，前者包括淋巴器官中的 CD8α+DC和非淋巴器官中的CD103+CD11b－DC，后者较前者异质性更大、分群更多［7］。DC亚群不同，介导的免疫反应类型也不尽相同，有的倾向于诱导正向免疫应答如Th1和Th17反应;有的倾向于启动负向免疫调控，如引发调节性T 细胞(T regulatory cells，Treg)的产生［8，9］。

3 稳态下(Steady state)CNS中有DC存在，但其生理功能不清楚

体内由于BBB的阻隔，以往认为DC很难进入CNS。随着免疫学实验技术的快速发展，目前已观测到CNS中同样有DC存在。通过对细胞形态和表面标志的鉴定，多项研究结果表明稳态下DC定居于人类、大鼠、小鼠脑组织的脉络丛和脑膜［10］。这些部位均是高度血管化区域，提示聚集此处的DC可能来自外周血液循环。Chinnery等［11］对脑内DC的来源进行了研究，他们将CD11c偶联eYFP的小鼠骨髓移植到野生小鼠，8周后发现脉络丛和脑脊膜中的DC全部更新为CD11c-eYFP+DC，说明稳态下脑内的 DC由骨髓进行补充和维持。Anandasabapathy等［12］进一步证实，正常脑内的 DC分化自骨髓来源的DC前体而非单核细胞，发育依赖Flt3L，生命周期约为1～2周，细胞表面标志类似于脾脏 CD8α+DC，具备抗原提呈能力。此外，Prodinger等［13］在正常小鼠脑实质环绕血管处也检测到CD11c+DC样细胞，这些细胞似乎已整合到脑实质血管周隙的神经胶质层。总之，CNS并非完全独立于免疫系统，稳态下DC仍能迁入其中。尽管一些研究对机体稳态下脑内迁入的DC的部分膜分子进行了检测，但是从表面标志联合分化途径对DC进行系统性分群以及系统性探讨这些DC在天然免疫水平上的功能状态仍缺乏研究。最值得关注的是，稳态下脑内DC亚群的生理功能是什么目前尚不清楚。

4 稳态下脑内DC摄取抗原后可能向外周淋巴器官进行迁移

DC作为启动和调控获得性免疫的关键细胞，要么引发炎性免疫反应，要么诱导负向免疫耐受。CNS中的DC不管诱导何种效应，其首要前提是能够摄取抗原并在二级淋巴器官提呈抗原。由于脑内缺乏二级淋巴器官，一般认为颈部淋巴结是CNS的引流淋巴结［14］。研究发现，脑内引入的抗原可被CNS中的CD205+CD11c+DC摄取和降解;将外源性DC注入小鼠脑内，它们可迁移至颈部淋巴结;脑内注射负载OVA的DC，可导致抗原特异性CD8+T细胞在颈部淋巴结和脾脏聚集，这些结果提示脑内DC可携带局部抗原迁移至外周淋巴器官进行提呈。为避免研究过程中BBB破坏可能造成的干扰，通过转基因技术使脑组织细胞表达特定抗原，继而腹腔注射抗原特异性CD8+T细胞，发现回输的CD8+T细胞在颈部淋巴结发生扩增［15］，说明产生了特异性的免疫反应;进一步的研究表明外周淋巴器官中的DC是关键的抗原提呈细胞［2］，但是不能确定它们是来自脑内的迁移性DC或是淋巴器官中的定居性DC。文献报道迁移性DC和定居性DC需要协同合作才能有效的诱导免疫反应，尤其是迁移性DC最终导致了特异性T细胞发生增殖［16］。这就提示，稳态下脑内的DC摄取局部抗原后可能向脑外淋巴器官迁移。

5 脑内DC可能参与CNS抗原引发的负向免疫调控

对另一免疫赦免器官——眼免疫赦免机制的研究给我们提供了有用的借鉴。大量研究证实眼免疫赦免具有主动性，即将外源性抗原引入眼内可引发系统性免疫耐受，特征性地表现DTH反应的缺失和补体非结合抗体的产生，称为前房相关免疫偏离(Anterior chamber-associated immune deviation，ACAID)。ACAID的主要启动细胞是眼内的F4/80+APC，由于所处的独特的免疫微环境的影响，它们具有免疫抑制的功能，将之过继转移可以诱导抗原特异性的免疫耐受。ACAID的效应机制是眼内的F4/80+APC摄取局部抗原后引流至脾脏，继而与其他免疫细胞协同诱导产生Treg，从而引发系统性免疫耐受［17，18］。与此相仿，CNS 也是免疫赦免器官，内部同样含有APC，脑内引入外源性抗原也能够引发负向免疫调控，因而脑内的APC可能具有与眼F4/80+APC类似的功能。由于DC提呈抗原能力最强并具有迁移的特性，结合稳态下脑内存在DC的现状，脑内DC因而成为参与CNS主动性免疫赦免的重要候选细胞。鉴于DC亚群众多，功能又不尽相同，我们推测脑内特定的DC亚群可能在维持CNS免疫赦免中发挥重要作用。

6 展望

诸多研究表明，抗原提呈细胞在介导外周免疫耐受中发挥关键作用，尤其树突状细胞作为功能最强的专职性APC，稳态下其特定亚群吞噬凋亡的组织细胞以获取组织限制性抗原，继而在外周淋巴器官启动外周免疫耐受［19，21］。结合稳态下 CNS中也有DC存在，并且它们能够在局部摄取抗原，那么脑内的DC对CNS免疫赦免的贡献如何，它们能否在外周淋巴器官介导针对脑内抗原的免疫耐受?对该问题的研究和探讨，有助于解释DC在CNS中的生理作用，探明DC对CNS免疫赦免的贡献，补充和完善CNS免疫赦免的机制，对将来基于DC为靶细胞来修复或重建CNS免疫赦免提供理论上的依据。

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