树突状细胞诱导移植免疫耐受的研究进展

刘宇明 黄江波

树突状细胞诱导移植免疫耐受的研究进展

刘宇明 黄江波

树突状细胞（dendritic cell，DC）在移植排斥反应过程中起着至关键性的作用,利用未成熟树突状细胞(immature dendriticcells，imDC)诱导供体特异性免疫耐受已经展现出诱人的前景，有可能成为防治器官移植排斥反应的重要途径，对imDC诱导移植免疫耐受机制及如何有效维持其耐受状态成为当前移植免疫耐受的研究热点，本文主要就近年来国内外DC的体外诱导、培养方法及其诱导移植免疫耐受的相关机制研究作一简要综述。

树突状细胞；移植；免疫耐受；抗原提呈细胞；T淋巴细胞

移植后排斥反应是器官移植术后面临的最大难题，诱导供体特异性免疫耐受有可能成为防治移植排斥反应的重要途径，树突状细胞(dendritic cell，DC)因其在机体免疫耐受及免疫调节中诸多的特殊作用而一直被众多学者所研究[1-2]，其中未成熟树突状细胞(immature dendriticcells，imDC)诱导免疫耐受能使移植器官在不使用免疫抑制剂的情况下长期存活被认为是一种防治移植排斥反应的有效方法[3]。

1 树突状细胞

DC因其成熟时伸出许多树突样突起而得名，成熟DC的细胞膜表面主要组织相容性复合体(major histocompatibility，MHC)Ⅱ类分子表达水平高、可游行至淋巴组织器官并有激活T淋巴细胞使之增殖的能力。目前，DC的特异性分子标志尚未明确，只能从细胞形态学、激发淋巴细胞的反应能力、表面标志的鉴定这3个方面进行综合判断。DC不同于其他抗原提呈细胞，区别在于DC能明显促使初始T淋巴细胞增殖，而其他抗原提呈细胞仅能促使已活化的T淋巴细胞增殖，所以DC在诱导适应性T淋巴细胞免疫应答中具有独特地位，是免疫应答的启动者[4]。随着对DC研究的进一步认识，发现DC除了是免疫应答的启动者，同时通过分泌相关的细胞因子参与体内的免疫调节[5-6]。DC依据来源的不同分2大类，即髓系和淋巴系，大多数DC来源于骨髓，2类来源DC的主要区别是其前体细胞最终分化结果的不同，髓系DC以巨噬细胞方向分化，而淋巴系DC在分化的过程中大都成为淋巴细胞。根据DC成熟状态的不同分为成熟树突状细胞(mature dendritic cell， mDC)和imDC，DC可因其成熟状态的不同而具有免疫应答和免疫耐受的双重功能[7]。有学者认为mDC诱导免疫应答反应，imDC诱导免疫耐受[8]。

2 DC的体外诱导、培养与鉴定

2.1 DC体外诱导、培养 DC在脑以外的淋巴和非淋巴组织中都分布广泛，但是数量极少，由于DC在体内含量极少，获得临床研究及应用DC必须在体外经刺激因子诱导分化，进行扩增。DC前体细胞来源主要有骨髓、外周血或脐带血中的CD34+前体细胞与外周血CD14+单核细胞2种来源。目前体外诱导扩增DC的途径很多，大多数采用细胞因子联合诱导刺激DC前体细胞增殖，在DC培养过程中适时的添加相应的细胞因子对DC的诱导及扩增具有维持及促进作用。目前使用较多的细胞因子主要有：粒-巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF），白细胞介素（interleukin，IL）2、3、4、6、10、12，肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等。在髓系来源的DC诱导中，GM-CSF有促进DC分化、发育，使骨髓来源的前体细胞能向树突状细胞、巨噬细胞及单核细胞方向分化的作用，是主要的诱导细胞因子，IL-4则能抑制巨噬细胞及单核细胞的分化，促进IL-12分泌，而使DC处于未成熟状态[9]。有研究者应用GM-CSF+IL-4组合培养骨髓来源大鼠DC的过程中添加IL-10而成功获得imDC[10]。

2.2 DC的分离、纯化 DC的分离方法目前主要有2大类，包括免疫学方法及物理方法。免疫方法主要利用细胞的表面标志，用免疫磁珠分选法或流式细胞仪进行分选，此方法实验条件要求高，获得的DC纯度也高，一般可达90%以上[11]。物理方法则主要依据不同细胞的大小、比重及其黏附性质来进行分离，获得的DC纯度较免疫学方法低。

2.3 DC的鉴定 目前对DC的鉴定主要从形态学、细胞表型及功能检测3方面进行。

2.3.1 DC的形态学鉴定 光镜下imDC可观察到其呈串样生长，电镜下观察细胞形态刺短，突起少。而mDC在电镜下见细胞表面大量粗细不等呈褶皱树枝样的突起，可观察到悬浮样细胞大量聚集生长，边缘可见类似触须样的突起，细胞整体像一只蜘蛛，呈明显的树突状样形态。

2.3.2 表型鉴定 主要根据细胞表面标志的表达不同来进行表型鉴定，如CD80、CD83、CD86在DC成熟前表达水平低，在DC成熟后表达水平升高。

2.3.3 功能学鉴定 主要通过对DC摄取抗原能力的强弱检测其内吞能力、IL-12分泌水平检测及DC的促淋巴细胞增殖能力的检测3方面来进行功能学鉴定，imDC基本不具备刺激T淋巴细胞增殖的能力，而mDC刺激T淋巴细胞增殖的能力比较强。

3 DC与移植免疫耐受

3.1 DC与移植免疫耐受 目前诱导移植免疫耐受的途径很多，其中，DC在诱导中枢及外周免疫耐受中的作用越来越受到重视[12]。移植排斥反应的免疫学机制表明，主要是由DC将异体抗原呈递给T淋巴细胞，促使T淋巴细胞活化、增殖并对移植物或者宿主进行免疫攻击，导致移植排斥反应。在体内抗原提呈过程中DC是最为主要的细胞，依据其不同的成熟度分为mDC和imDC。mDC表面显著表达MHC分子、黏附分子、共刺激分子，体外激发同种异体淋巴细胞反应能力很强，是导致移植排斥反应的关键环节；imDC表面黏附分子和共刺激分子表达水平低，混合淋巴细胞培养实验中发现，可以诱导同种异体淋巴细胞低反应，从而介导机体免疫耐受[13]。在同种异基因移植的同时输注imDC，能够明显延长移植物的存活时间[14]。

3.2 DC诱导移植免疫耐受的机制 目前的研究认为，imDC诱导移植免疫耐受的机制可能包括：（1）诱导T淋巴细胞无能[15]；（2）诱导Th2型免疫应答的偏移，有利于减少移植物的急性排斥反应[15]；（3）介导T淋巴细胞克隆清除/克隆无反应[16]；（4）通过诱导调节性T淋巴细胞介导免疫耐受[17]。imDC在防治移植排斥反应以及诱导移植免疫耐受的研究主要通过以下方式进行：（1）采用供者imDC输注受者诱导移植物免疫耐受[18]；（2）用受者imDC负载供者抗原后回输受者诱导移植物免疫耐受[19]。

3.3 维持DC未成熟状态的研究现状 维持DC的未成熟状态可以诱导供体特异性免疫耐受[20]。目前对imDC诱导同种异体移植免疫耐受的研究集中在：（1）联合应用一些药物或生物制剂，限制或阻断imDC表面特异性分子的表达，抑制其成熟[21]；（2）用基因修饰的方法使imDC表面表达某些免疫抑制分子，或者封闭其抗原呈递作用的协同刺激分子从而诱导免疫耐受[22]；（3）随着免疫学及分子生物学的发展，发现miRNA具有调控树突状细胞的成熟及功能的作用[23-25]。

4 展望

由于imDC输注受体体内，在接受异体抗原后极易分化成熟，失去诱导免疫耐受的能力，不能诱导永久性移植免疫耐受。如何运用imDC诱导特异性的免疫耐受并长期保持这种耐受状态已经成为近年来研究的热门，应用药物或生物制剂抑制DC成熟可能导致机体免疫全面抑制等不良反应的出现，基因修饰的imDC可避免药物的不良反应，但经基因修饰的imDC输入机体后尚存在目的基因表达不稳定以及影响宿主的潜在危险。因此，寻找更好的刺激物修饰imDC，具有十分重要的理论与临床价值。

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10.3969/j.issn.1009-4393.2014.3.004

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湖南 421001 南华大学附属第二医院 (刘宇明 黄江波)