Th9细胞在炎症性疾病及肿瘤中作用的研究进展

吕　颖，张　巍(综述)，闫会敏※(审校)

(1.河北医科大学研究生学院，石家庄 050017； 2.石家庄市第五医院肝病研究所，石家庄 050021)

肿瘤医学

Th9细胞在炎症性疾病及肿瘤中作用的研究进展

吕颖1△，张巍2(综述)，闫会敏2※(审校)

(1.河北医科大学研究生学院，石家庄 050017； 2.石家庄市第五医院肝病研究所，石家庄 050021)

摘要：辅助性T细胞(helper T cell,Th)9细胞是近年新发现的一种CD4+T细胞亚群，特异性分泌白细胞介素9(IL-9)。Th9细胞的诱导分化受到多种细胞因子与转录因子的影响，且与其他T细胞亚群间存在相互影响。IL-4和转化生长因子β是诱导其分化的关键细胞因子，PU.1和干扰素调节因子4为调节其分化的重要转录因子。Th9细胞在炎症性疾病与肿瘤的发生、发展中发挥着重要作用，其生物学效应具有双向性，研究Th9细胞的分化发育及其在相关疾病中的具体作用，将为疾病的诊断治疗等提供新的线索。

关键词：肿瘤；Th9细胞；炎症性疾病

CD4+T细胞作为机体主要的效应性T细胞在适应性免疫应答中发挥着重要作用，初始CD4+T细胞在不同条件下可以分化为不同的T细胞亚群，包括辅助性T细胞(helper T cell,Th)1、Th2、Th17、调节性T细胞(regulatory T cell，Treg)和Th9细胞等[1]。Th9细胞是新近发现的、以高分泌IL-9为特征的CD4+T细胞，Th9细胞的分化途径不同于其他的T细胞亚群，主要依赖于信号转导分子PU.1和干扰素调节因子4(interferon regulatory factor-4，IRF4)，也与GATA-3、信号转导及转录激活因子6(signal transducer and activator of transcription-6，STAT6)等有关，IL-4和转化生长因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)是诱导Th9细胞分化的关键细胞因子。现将对Th9细胞的生物学特性，及其在炎症性疾病和肿瘤方面的研究进展进行综述。

1Th9细胞概述

1.1Th9细胞的分化调节2008年，Veldhoen等[2]与Dardalhon 等[3]报道，在小鼠模型中IL-4和TGF-β的联合作用可诱导初始CD4+T细胞分化为IL-9+IL-10+Foxp3-效应性T细胞，这类细胞不表达T-bet(T-box expressed in T cells)、维甲酸相关核孤儿受体γt(retinoid-related orphan nuclear receptors-γt,RORγt)、 叉头样转录因子3(forkhead box transc-ription factor 3，Foxp3)等Th1、Th17及Treg细胞分化所必需的转录因子[4]。与Th2细胞不同，Th9细胞主要分泌IL-9和IL-10，而不分泌IL-4、IL-5、IL-13，因此认为Th9细胞是一群新型的CD4+效应性T细胞。

Th9细胞分化受许多细胞因子调节，IL-4和TGF-β是Th9细胞分化的主要调节因子，两者共同作用可促使CD4+初始T细胞分化为Th9细胞[2]，在IL-4诱导的Th2细胞或TGF-β诱导的Foxp3+Treg细胞中分别加入TGF-β或IL-4可使其转化为Th9细胞[3]。来自TGF-β受体Ⅱ基因缺陷小鼠的CD4+初始T细胞，即使存在IL-4和TGF-β 刺激也不能分化为Th9细胞[4]，提示Th9细胞分化需要IL-4和TGF-β共同诱导。

IL-2、IL-21、IL-23和IL-25等细胞因子也影响Th9细胞分化，小鼠CD4+T细胞分泌IL-9是IL-2依赖性和IFN-γ抑制性的[5]，但大剂量的IL-4能克服IFN-γ的抑制作用。IL-25也可通过其受体IL-17RB上调IL-9的表达，诱导Th9细胞分化[6]，相反，IL-23是Th9细胞分化的负向调控因子，抑制IL-9产生[7]。此外，IL-1及其家族成员也可调节Th9细胞分化，IL-1和IL-33均能促进IL-9产生，而IL-33与TGF-β协同作用可更有效地增强Th9细胞分泌IL-9的能力[8]。由此可见，Th9细胞的诱导分化与许多细胞因子有关。除上述因子外，可能尚存在其他未知影响因素，有待于今后进一步探索。

1.2Th9细胞分化的转录因子转录因子决定了不同细胞亚群的分化及功能，是区分不同细胞亚群的关键因素[9]。

PU.1是Th9细胞分化的重要转录因子，PU.1是E26转录因子(E26-transformation specific，ETS)家族成员之一,Chang等[10]证实PU.1可能在Th9细胞分化发育中起着独特作用，PU.1可以直接作用于IL-9基因位点，使其染色质重构，从而激活IL-9的表达[9]。在Th9细胞的分化条件下培育来自PU.1缺陷小鼠的CD4+初始T细胞，IL-9的分泌及PU.1编码的信使RNA(mRNA)的表达均会减少[10]。利用小鼠过敏性呼吸道炎症模型[10]研究发现，PU.1缺陷模型中炎症反应比野生型小鼠减弱；同时，用IL-9抗体处理野生型小鼠后其炎症反应也减轻，从而进一步证实了PU.1在Th9细胞分化中的作用[4]。在人体T细胞中低表达PU.1或小干扰RNA(siRNA)也会影响IL-9的产生[7]。

IRF4是调节Th9细胞分化的另一重要转录因子，常与其他转录因子形成复合物，从而共同调节相关基因的活性。研究发现产生IL-9的细胞均为IRF4+的细胞，IRF4-/-的T细胞不能正常分化为产生IL-9的Th9细胞[11]。

此外，Th9细胞分化需要GATA-3[12]，但并不是唯一必要条件[6]，GATA-3在Th9细胞产生初期是必要的，但当初始T细胞成功分化为成熟Th9细胞时表达消失。IL-9的产生还依赖于STAT6的存在[7]。

Th9细胞在共刺激因子的作用下具有比初始T细胞更强的增殖能力，但是不具备免疫抑制功能[13]。这些因子在Th9细胞分化中的具体作用尚未阐明，需要更进一步的研究。

2Th9细胞的生物学活性

2.1IL-9IL-9是Th9细胞亚群的标志性细胞因子[14]，于1988年被发现并命名[15]。人和鼠的IL-9在核酸水平上同源性为69%，而在蛋白水平上为55%[16]。IL-9通过与IL-9受体结合，激活信号转导依赖性JAK-STAT通路发挥生物学功能[1]。

IL-9具有多重生物学效应，可以作用于不同的炎性细胞与组织细胞。IL-9既是一种T细胞生长因子，又能够直接作用于B细胞；可与IL-13协同诱导肥大细胞增殖；还可以增加嗜酸粒细胞的数量。对于组织细胞，IL-9可诱导上皮细胞表达产生黏蛋白；还可作用于平滑肌细胞，使其招募更多的嗜酸粒细胞和中性粒细胞。此外，IL-9可诱导Th17细胞分化，在Th17细胞驱动的炎症性疾病中起中介作用[17]，IL-9也增强Foxp3+Treg细胞功能。

2.2IL-10动物实验表明Th9细胞除了产生IL-9外，还可分泌IL-10，但两者产生时间存在差异，结果发现IL-9在细胞培养第2日即明显上升，第3日达高峰，而IL-10则逐渐增多，在第6日达到最高水平，而且产生IL-9和IL-10的细胞亚群存在明显差异[18]。尽管目前尚不清楚产生IL-10的Th9细胞亚群具有何种功能，鉴于IL-10是一种抑制性细胞因子，这群细胞可能与Th9细胞的抑制活性有关[18]。

2.3Th9细胞与其他细胞亚群的相互作用Th9细胞在不同条件下对其他Th细胞亚群发挥不同的调节作用。Th2细胞在TGF-β存在时可转化为Th9细胞，IL-9过表达可改变Th2细胞介导的免疫反应[1]。Th9细胞分化的关键转录因子PU.1 能抑制Th2相关细胞因子的产生，但促使Th9细胞分化[19]。IL-9也可调节Th17细胞分化，在TGF-β存在时，IL-9能促使初始CD4+T细胞向Th17细胞方向极化，而Th17细胞分泌的IL-9利用其受体的γc亚基进一步扩增Th17细胞[1]。研究表明Treg细胞也产生IL-9[20]，但其分泌的IL-9并不参与Treg细胞自身的分化及免疫调节[9]。

3Th9细胞与疾病

3.1Th9细胞与过敏性哮喘过敏性哮喘是一种以呼吸道慢性炎症与支气管高反应性为特征的疾病[21]。IL-9参与过敏性疾病，特别是过敏性哮喘的发病过程。研究表明，哮喘患者支气管肺泡灌洗液中IL-9产生量明显高于非哮喘患者，支气管组织活检显示IL-9 mRNA表达量在支气管哮喘患者中较健康人、慢性支气管炎患者和结节病患者明显增多[1]，提示IL-9表达水平在变应原激发后有所升高[6]。其机制可能在于Th9细胞分泌的IL-9，能够使炎症细胞的数量上升并分泌一些炎性介质，促进炎症的发生；同时IL-9作用于平滑肌细胞和气道上皮细胞，从而分泌促炎因子并出现大量的杯状细胞，分泌大量黏液，在气道高反应性的发生发展中起了一定作用[16]。

动物实验显示，将体外分化的Th2或Th9转入RAG2-/-小鼠，在抗原刺激后，两种小鼠均发生哮喘，之后给予IL-9抗体处理，发现Th2诱导的哮喘模型症状稍有缓解，然而Th9诱导的哮喘却明显好转[22]。与此相反，McMillan等[23]发现在IL-9基因剔除的小鼠中，其诱导的肺炎和呼吸道高反应性与正常对照相比无明显差异，提示可能存在其他Th2型细胞因子参与此病的进展，IL-9并非哮喘发病过程中唯一的细胞因子[4]。

3.2Th9细胞与自身免疫性疾病Th9细胞在自身免疫性疾病发生中也起着重要作用。应用实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)动物模型研究显示，将诱导分化的髓鞘少突胶质糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein,MOG)特异性Th细胞(包括Th1、Th2、Th17和Th9细胞)过继到正常小鼠内，除Th2细胞外，Th1、Th17及Th9细胞都能诱发EAE，但是Th9细胞诱发的EAE与其他Th细胞有所不同[9，22]，表明Th9细胞与其他细胞在EAE中的作用机制不尽相同。进一步研究发现中和IL-9或者IL-9受体缺乏能够缓解EAE疾病的病情，而且IL-9受体缺乏对减轻EAE的作用并不随着时间推移而减弱[4]，提示IL-9可能在EAE整个发病过程中都发挥重要作用[24]。但也有研究发现IL-9可能抑制正在进行的EAE[8]。

最新研究表明Th9细胞与炎症性肠病发生相关，溃疡性结肠炎患者表达PU.1的T细胞和IL-9水平明显增高，IL-9基因缺陷及IL-9中和抗体处理可缓解小鼠急性和慢性肠炎发生，这些作用与IL-9影响肠上皮屏障结构和功能有关[25]。将体外特异性诱导分化的Th9细胞与效应性T细胞过继到小鼠体内，发现与单独过继效应性T细胞比较，同时过继Th9细胞的小鼠体质量明显下降，组织病理损伤的程度更严重，表明Th9细胞会加重效应T细胞诱导的炎症反应[5]。

此外，Th9细胞及IL-9在类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等疾病中表达异常，提示Th9细胞可能在其发病机制中有一定作用[26]。

3.3Th9细胞与肿瘤Th9细胞与肿瘤的关系还不明确，一方面IL-9表达失调会导致某些自主细胞增殖和淋巴细胞的恶性转化[27]，对肿瘤生长其促进作用。观察Th9细胞在肺癌恶性胸腔积液中的作用发现，在胸腔积液中Th1、Th9、Th17细胞数目比血液中显著增多[1]，而且在肺癌恶性胸腔积液中Th9的增多能促进肿瘤细胞转移。另外，Th9细胞在恶性胸腔积液患者的积累预示其存活率降低，死亡风险增加[28]。在小鼠B细胞非霍奇金淋巴瘤模型中，中和IL-9可以抑制此肿瘤的增长[9]。在B细胞非霍奇金淋巴瘤的患者血清中，可发现IL-9的高表达，且IL-9+的淋巴瘤患者病理分期及预后均比较差[1]。喉鳞状细胞癌患者外周血Th9细胞水平比健康人显著增高，且随着分期的加重，Th9细胞的水平也升高[29]。外周血Th9细胞与IL-9的表达水平和喉鳞状细胞癌的临床分期、肿瘤分化程度等有关，与年龄、性别等无关，因此Th9细胞增多可能是喉鳞状细胞癌进展的重要原因[29]。

另一方面，Th9细胞的抗肿瘤作用在最近得到证实。Th9基因缺陷小鼠肿瘤生长明显，提示了内源性Th9细胞在控制肿瘤中的重要作用，而外源性的IL-9或肿瘤特异性Th9细胞可使肿瘤减小，延长肿瘤模型小鼠的生存时间，而拮抗IL-9表达能够促使肿瘤快速生长[28]。Th9细胞发挥肿瘤抑制作用是IRF1途径依赖的[30-31]。

Th9细胞在肿瘤中的双重作用可能与肿瘤类型及局部肿瘤微环境的差异有关， Th9细胞抗肿瘤作用的其他机制、Th9细胞与其他T细胞亚群之间的相互作用对肿瘤免疫的影响，仍需进一步研究证实。

3.4Th9细胞与其他疾病Th9细胞可能影响特应性皮炎的发生，患特应性皮炎的儿童外周血中IL-9水平明显高于健康儿童，且与疾病的严重程度呈正相关[5]。而变态反应性鼻炎患者经抗过敏治疗后，患者鼻腔黏膜中IL-9 mRNA阳性细胞数与IL-9蛋白水平均显著减少[5]。此外，高水平的IL-9可能不利于抗丙型肝炎病毒治疗后的丙型肝炎病毒清除[9]。

4小结

初始CD4+T细胞在不同条件下可以分化为不同的T细胞亚群，Th9细胞是一个由TGF-β和IL-4诱导，能分泌IL-9与IL-10，不同于Th1、Th2、Th17和Treg的新型CD4+效应T细胞亚群[32]。目前Th9细胞的分化发育和免疫调控机制、在疾病发生、发展过程中的具体作用及与其他T细胞亚群间的相互影响尚不明确，需要进一步的研究。Th9细胞的生物学效应具有双向性，对Th9细胞的深入研究，将有助于明确过敏性炎症、自身免疫性疾病及肿瘤等相关疾病的病理机制并为其诊断及治疗提供新的依据。

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《医学综述》荣获“RCCSE中国核心学术期刊(A-)”

在第四届《中国学术期刊评价研究报告 (武大版)(2015-2016) 》中，《医学综述》被评为“RCCSE中国核心学术期刊(A-)”。

The Role of Th9 Cells in Inflammatory Diseases and CancerLVYing1,ZHANGWei2,YANHui-min2. (1.GraduateCollegeofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China; 2.InstituteofHepatology,ShijiazhuangFifthHospital,Shijiazhuang050021,China)

Abstract:Helper T cell (Th)9 cells,a new subset of CD4+T cells,are characterized by the secretion of interleukin 9(IL-9).Many cytokines,transcription factors and the interaction of other CD4+T cells play important roles in the differentiation of Th9 cells.IL-4 and TGF-β are the key cytokines to induce its differentiation,PU.1 and IRF4 are the main transcription factors to regulate its differentiation.Th9 cells involve in the development of the inflammatory diseases and tumors with bidirectional role.A better understanding of the differentiation and function of Th9 cells may provide insights into new diagnosis and therapeutic targets for the diseases.

Key words:Tumor； Th9 cells； Inflammatory disease

收稿日期：2014-01-19修回日期：2015-03-30编辑：相丹峰

基金项目：2013年国家人社部留学人员科技活动项目(启动类)(人社厅函[2013]277号)；河北省医学科学研究课题计划(20130294)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.019

中图分类号：R730

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)17-3123-03