IL-17+Foxp3+T细胞的研究进展

赵华，李慧，任秀宝

IL-17+Foxp3+T细胞的研究进展

赵华，李慧，任秀宝△

近来有文献报道复杂的细胞因子环境下，调节性T细胞（regulatory T cells，Tregs）可以转变为表型和功能上酷似Th17的新的T细胞亚群，即白细胞介素（IL）-17+Foxp3+T细胞。IL-17+Foxp3+T细胞分泌IL-17并表达维甲酸受体相关孤儿受体γt（RORγt），在免疫系统中表现出双重特性。IL-17+Foxp3+T细胞的发现为理解Tregs和Th17的关系提供了新的思路。本文重点介绍了IL-17+Foxp3+T细胞的表型特征、分化来源和多效性功能，并进一步总结了炎症性疾病和肿瘤微环境中IL-17+Foxp3+T细胞的作用。

T淋巴细胞，调节性；白细胞介素17；炎症；肿瘤；综述；IL-17+Foxp3+T细胞；维甲酸受体相关孤儿受体γt

2007年，Xu等［1］报道小鼠Foxp3+调节性T细胞（regulato⁃ry T cells，Tregs）在白细胞介素（IL）-6存在的情况下，可以刺激CD4+效应性T细胞或者自我激活，表达Th17的标记IL-17，即IL-17+Foxp3+T细胞亚群，这一过程不需要外源性转化生长因子β（transforming growth factor β，TGF-β）的参与。此后，尽管争议很多，这一新的具有复杂特性的细胞亚群仍得到研究者的广泛关注。本文总结了这一特殊的T细胞亚群的表型特征、分化来源和它们在免疫系统的功能，并进一步讨论了IL-17+Foxp3+T细胞在炎症和肿瘤微环境中可能发挥的作用。

1 IL-17+Foxp3+T细胞的表型特征

在正常情况下，IL-17+Foxp3+T细胞存在于健康人的外周血、扁桃体和胸腺中，其表型为CD4+CCR6+Foxp3+T细胞，在接受刺激情况下能够释放IL-17。研究显示，IL-17+Foxp3+T细胞亚群的表型与Tregs、Th17细胞的表型存在交叉。IL-17+Foxp3+T细胞表面可表达与传统Tregs相同水平的CD25和趋化因子受体4（chemokine receptor 4，CCR4），但是IL-17+Foxp3+T细胞同时表达高水平的CD161和CD49d，并可分泌大量效应因子干扰素（IFN）-γ和IL-2［2-4］。除此之外，研究者发现IL-17+Foxp3+T细胞和Tregs相似之处还在于其能表达细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）和糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体（glucocorticoid-induced tumor necro⁃sis factor receptor，GITR）。IL-17+Foxp3+T细胞还表达Ikaros家族的转录因子Helios，Helios是一种可以区分胸腺来源和

外周诱导的Tregs的新表面标志［5-6］。在结直肠癌患者，IL-17+Foxp3+T细胞表达高水平TGF-β［2］。另有文献报道在结直肠癌组织中IL-17+Foxp3+T细胞表达CCR6、趋化因子CXC受体3（chemokine CXC receptor 3，CXCR3）和维甲酸受体相关孤儿受体γt（Retinoid related orphan receptor，RORγt）［2］。人CD25+CD127lowFoxp3+调节性T细胞表达IL-1Ⅰ型受体（IL-1R1）。IL-1R1的表达和IL-17及RORγt的表达有关，并且IL-1R1可以鉴别出分泌IL-17且CCR7阳性的中央记忆型Tregs［7］。

2 IL-17+Foxp3+T细胞的来源和分化

经典的CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞分为2个独立的亚群：经过了胸腺的阳性选择和阴性选择而分化成天然Treg（nTreg）及位于外周的CD25-T细胞亚群经过抗原或者信号诱导而来的诱导型Treg（iTreg）。关于IL-17+Foxp3+T细胞亚群的起源在胸腺还是外周，Voo等［8］研究发现，IL-17+Foxp3+T细胞来源于外周组织。此外，以前的研究表明，IL-17+Foxp3+T细胞来自于记忆T细胞［2］。而Kryczek等［9］报道，在IL-2、IL-1β、TGF-β和IL-23多因子的作用下，IL-17+Foxp3+T细胞能够由初始型CCR6+T细胞前体分化而来，并且，与Foxp3+RORγt+T细胞相比，Foxp3+RORγt-T细胞分泌的IL-17甚微，提示转录因子RORγt在IL-17+Tregs分化过程中也是必需的；而只有在强烈的TCR信号刺激时，才能够刺激RORγt的表达上调。

虽然TGF-β在Tregs和Th17的增殖、分化的作用已经明确，但是TGF-β在IL-17+Foxp3+T细胞分化中的作用还没有达成共识［10-12］。主流的观点是Tregs产生IL-17依赖于TGF-β［11］，TGF-β的抑制剂可以减少但并未消除IL-17的产生。在抗原提呈细胞存在时，TGF-β和IL-2组合，可以最大限度地提高IL-17+Foxp3+T细胞的水平。Xu等［1］研究显示，与外源性TGF-β相比，Tregs通过自身分泌大量TGF-β而具有更强的刺激IL-17产生的能力。内源性的TGF-β可能解释高浓度的TGF-β中和抗体不能够完全抑制IL-17的产生。然而，与此研究矛盾的是HLA-DR-Tregs分泌的IL-17可以被TGF-β阻断。另一项研究中没有观察到TGF-β对IL-17的促进作用［13］。TGF-β作用多样性的原因可能是高浓度的外源性TGF-β通过促进Foxp3的表达而阻碍IL-17的产生。另一个可能的原因是，Tregs产生IL-17是受TGF-β以外的其他主要因素的影响。

在结直肠癌组织中，缺氧通过诱导CD68+细胞表达IL-6而促进Foxp3+Tregs表达IL-17［2］。IL-6在Th17细胞的分化中起重要作用，IL-6同样可以诱导IL-17+Foxp3+T细胞产生IL-17。尽管有IL-6的诱导，但是由于CD126（IL-6受体α链）和gp130的表达降低，小鼠自身免疫性脑脊髓炎（EAE）的神经系统中的Tregs没有产生IL-17［14］。此外，缺氧条件下，在CD68+细胞和CD4+CD25highT细胞共培养的体系中加入抗IL-6抗体后，IL-17的产生明显下降。尽管如此，研究显示单纯的IL-6在IL-17的产生中并不是起决定作用的因子［13］。

在小鼠模型，胞苷酸鸟苷基序（cytidine phosphate guano⁃sine，CpG）诱导的吲哚胺2，3双加氧酶（indoleamine 2，3-diox⁃ ygenase，IDO）作为分子开关决定了Tregs的命运［15］。在高剂量的CpG作用下，类浆细胞样树突状细胞表达IDO，同时IL-6的产生被阻断。然而缺乏IDO时，CpG通过诱导IL-6的生成促使Tregs获得Th17细胞的表型［15］。通过TLR4和TLR9的共同激活也能够诱导Treg细胞分泌IL-17［16］。另外一个维持Tregs的因子是细胞因子信号传导抑制蛋白1（sup⁃pressor of cytokine signaling 1，SOCS1），它可以维持Tregs抑制功能的稳定，缺乏SOCS1的Tregs更容易向效应T细胞的表型发展［17］。

3 IL-17+Foxp3+T细胞在疾病中的作用

由于IL-17+Foxp3+T细胞与Tregs、Th17细胞的免疫表型和分化部分重叠，其在免疫系统的功能也可能具有交叉。一方面，和IL-17-Tregs相似，IL-17+Foxp3+T细胞也有免疫抑制功能［18］。另一方面，IL-17+Foxp3+T细胞可能是不典型的效应性T细胞亚群，抑或是分泌大量IL-17的促炎性Tregs。而这一差别可能与IL-17+Foxp3+T细胞所处的免疫微环境有关。

3.1 IL-17+Foxp3+T细胞在炎症性疾病中的作用研究发现，在变应性鼻炎、炎症性鼻息肉病以及Crohn病的肠固有层黏膜组织中均检测到了IL-17+Foxp3+T细胞的高表达。这一细胞亚群可能来源于Th17和Treg细胞分化的中间过程。研究显示，在人慢性结肠炎组织，IL-17+Foxp3+T细胞分泌高水平的CD161和CD49d，介导免疫黏附；IL-17+Foxp3+T细胞还表达CCR6和CCR4，发挥趋化作用［2］，而该疾病的肠固有层黏膜组织中分离的IL-17+Foxp3+T细胞经过体外克隆扩增后，仍然保持着免疫抑制功能。这种对Tregs表型和功能的修饰能增强机体对病原体的抵抗，但同时也增加了自身免疫性疾病的易感性。此外，根据Li等［19］的研究，IL-17+Foxp3+T细胞的抑制功能比IL-17-Tregs更强，并且IL-17+Foxp3+T细胞的免疫抑制功能和IL-17的分泌量有关，即如果外界的刺激很强，使IL-17大量分泌，这种抑制功能可能会消失；当IL-17不再产生时，这种免疫抑制作用又可以恢复。

关于IL-17+Foxp3+T细胞发挥免疫抑制功能的机制，Voo等［8］报道抑制功能和TGF-β没有关系，而是依赖于细胞间的接触。近来，有文献报道IL-17+Foxp3+T细胞表达颗粒酶B和穿孔素，具有脱颗粒和溶细胞作用，说明IL-17+Foxp3+T细胞可能通过类似CD8+细胞的方式直接杀伤效应细胞［5］。

3.2 IL-17+Foxp3+T细胞在肿瘤中的作用越来越多的证据表明，肿瘤的形成、侵袭、迁移以及转移与炎症的关系十分密切。炎症是发挥抗肿瘤的免疫保护作用，还是通过免疫抑制作用进而促进肿瘤进展，该争论已经持续了多年。到现在为止，除了大肠癌中检测到IL-17+Foxp3+T细胞外［2］，研究者在恶性黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌和食管癌的Th17细胞亚群中也检测到了Foxp3的表达［20］。其原因可能是慢性结肠炎在结直肠癌相关免疫反应中起着重要的作用。大量的IL-17+Foxp3+T细胞只在慢性结肠炎和结直肠癌的黏膜组织中存在，而不是在相邻组织。慢性结肠炎和结直肠癌患者的外周

血中IL-17+Foxp3+T细胞数量有限，但是和那些病理性结肠组织有相似的表型［2］。此外，在结直肠癌组织，肿瘤局部的CD68+巨噬细胞通过表达趋化因子CXCL11能诱导Foxp3+Tregs到达肿瘤局部，而肿瘤部位的缺氧环境能够诱导Foxp3+Tregs产生IL-17，这种IL-17+Foxp3+T细胞可以促进癌症起始细胞发展［6］。IL-17+Foxp3+T细胞和癌症的分期没有显著相关性［2，6］。来自人大肠癌的IL-17+Foxp3+T细胞能抑制具有抗肿瘤活性的CD8+T细胞，当用抗IL-17抗体预处理后抑制减弱。在结肠癌小鼠模型中，RORγt+Treg能够促进癌症进展［21］。这表明IL-17+Foxp3+T细胞在肿瘤微环境中的治疗可能是一个新的靶标。

综上，作为独特的T细胞亚群，IL-17+Foxp3+T细胞来自促炎细胞因子环境下的Tregs，分泌效应性细胞因子IL-17，表达RORγt，向Th17细胞表型和功能发展。目前，研究者主要在人结肠的慢性炎症组织和肿瘤组织检测到IL-17+Foxp3+T细胞，并且其分化过程及其机制也主要是通过体外研究完成，因此，人体内的IL-17+Foxp3+T细胞的分化来源及其诱导分化的分子机制还有待进一步研究。随着对IL-17+Foxp3+T细胞认识的不断深入，有可能为针对调节Tregs治疗的免疫相关性疾病提供新的思路。

［1］Xu L，Kitani A，Fuss I，et al.Cutting edge:regulatory T cells induce CD4+CD25-Foxp3-T cells or are self-induced to become Th17 cells in the absence of exogenous TGF-beta［J］.J Immunol，2007，178（11）:6725-6729.

［2］Li L，Boussiotis VA.The role of IL-17-producing Foxp3+CD4+T cells in inflammatory bowel disease and colon cancer［J］.Clin Immu⁃nol，2013，148（2）:246-253.doi:10.1016/j.clim.2013.05.003.

［3］Afzali B，Mitchell PJ，Edozie FC，et al.CD161 expression character⁃izes a subpopulation of human regulatory T cells that produces IL-17 in a STAT3-dependent manner［J］.Eur J Immunol，2013，43（8）: 2043-2054.doi:10.1002/eji.201243296.

［4］Kononova TE，Urazova OI，Novitskiĭ VV，et al.Expression of mRNA transcription factors RORC2 and FoxP3 in lymphocytes in patients with pulmonary tuberculosis［J］.Tsitologiia，2015，57（1）: 56-61.

［5］Sugita K，Hanakawa S，Honda T，et al.Generation of Helios reporter mice and an evaluation of the suppressive capacity of Helios（+）reg⁃ulatory T cells in vitro［J］.Exp Dermatol，2015，24（7）:554-556. doi:10.1111/exd.12711.

［6］Bin Dhuban K，d'Hennezel E，Nashi E，et al.Coexpression of TIGIT and FCRL3 identifies Helios+human memory regulatory T cells［J］. J Immunol，2015，194（8）:3687-3696.doi:10.4049/jimmu⁃nol.1401803.

［7］Ma C，Dong X，Raffin C，et al.Ex vivo IL-1 receptor type I expres⁃sion in human CD4+T cells identifies an early intermediate in the differentiation of Th17 from Foxp3+naive regulatory T cells［J］.J Immunol，2011，187（10）:5196-5202.

［8］Voo KS，Wang YH，Santori FR，et al.Identification of IL-17-pro⁃ ducing Foxp3+regulatory T cells in humans［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2009，106（12）:4793-4798.doi:10.1073/pnas.0900408106.

［9］Kryczek I，Wu K，Zhao E，et al.IL-17+regulatory T cells in the mi⁃croenvironments of chronic inflammation and cancer［J］.J Immunol，2011，186（7）:4388-4395.doi:10.4049/jimmunol.1003251.

［10］Liang H，Yi L，Wang X，et al.Interleukin-17 facilitates the immune suppressor capacity of high-grade glioma-derived CD4（+）CD25（+）Foxp3（+）T cells via releasing transforming growth factor beta［J］.Scand J Immunol，2014，80（2）:144-150.doi:10.1111/ sji.12185.

［11］Wang X，Wang W，Xu J，et al.All-trans retinoid acid promotes allo⁃geneic corneal graft survival in mice by regulating Treg-Th17 bal⁃ance in the presence of TGF-β［J］.BMC Immunol，2015，16: 17.doi:10.1186/s12865-015-0082-3.

［12］Hovhannisyan Z，Treatman J，Littman DR，et al.Characterization of interleukin-17-producing regulatory T cells in inflamed intestinal mucosa from patients with inflammatory bowel diseases［J］.Gastroen⁃terology，2011，140（3）:957-965.doi:10.1053/j.gastro.2010.12.002.

［13］Koenen HJ，Smeets RL，Vink PM，et al.Human CD25highFoxp3posreg⁃ulatory T cells differentiate into IL-17-producing cells［J］.Blood，2008，112（6）:2340-2352.doi:10.1182/blood-2008-01-133967.

［14］Singh B，Schwartz JA，Sandrock C，et al.Modulation of autoimmune diseases by interleukin（IL）-17 producing regulatory T helper（Th17）cells［J］.Indian J Med Res，2013，138（5）:591-594.

［15］Rieder SA，Shevach EM.Eos，goddess of treg cell reprogramming［J］.Immunity，2013，38（5）:849-850.doi:10.1016/j.immu⁃ni.2013.05.001.

［16］Adjobimey T，Satoguina J，Oldenburg J，et al.Co-activation through TLR4 and TLR9 but not TLR2 skews Treg-mediated modulation of Igs and induces IL-17 secretion in Treg:B cell co-cultures［J］.In⁃nate Immun，2014，20（1）:12-23.doi:10.1177/17534259134794 14.

［17］Takahashi R，Yoshimura A.SOCS1 and regulation of regulatory T cells plasticity［J］.J Immunol Res，2014:943149.doi:10.1155/ 2014/943149.

［18］Beriou G，Costantino CM，Ashley CW，et al.IL-17-producing hu⁃man peripheral regulatory T cells retain suppressive function［J］. Blood，2009，113（18）:4240-4249.

［19］Li L，Patsoukis N，Petkova V，et al.Runx1 and Runx3 are involved in the generation and function of highly suppressive IL-17-produc⁃ing T regulatory cells［J］.PLoS One，2012，7（9）:e45115.doi: 10.1371/journal.pone.0045115.

［20］Ye J，Livergood RS，Peng G.The role and regulation of human Th17 cells in tumor immunity［J］.Am J Pathol，2013，182（1）:10-20.doi:10. 1016/j.ajpath.2012.08.041.

［21］Blatner NR，Mulcahy MF，Dennis KL，et al.Expression of RORgam⁃mat marks a pathogenic regulatory T cell subset in human colon cancer［J］.Sci Transl Med，2012，4（164）:164ra159.doi:10.1126/ scitranslmed.3004566.

（2015-04-28收稿 2015-07-17修回）

（本文编辑 李国琪）

Research progress of IL-17+Foxp3+T cells

ZHAO Hua，LI Hui，REN Xiubao△
Department of Immunology，Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital，National Clinical Research Center of Cancer，Key Laboratory of Cancer Immunology and Biotherapy，Tianjin 300060，China△

Recently，it is reported that regulatory T cells（Tregs）can be reprogrammed into a novel population［interleu⁃kin（IL）-17+Foxp3+T cells］phenotypically and functionally resembling Th17 cells under complicated cytokine circumstanc⁃es.IL-17+Foxp3+T cells are characterized by production of IL-17 and expression of retinoic acid receptor related orphan re⁃ceptor（ROR）γt，demonstrating dual functions in immune response and providing novel insight into the interconnection be⁃tween Tregs and Th17 cells.In this review，we lay emphasis on the phenotype features，origination，differentiation and the pleiotropic functions of IL-17+Foxp3+T cells.Furthermore，we summarized the functions of IL-17+Foxp3+T cells in inflam⁃matory disease and tumor microenvironment.

T-lymphocytes，regulatory；interleukin-17；inflammation；neoplasms；review；IL-17+Foxp3+T cells；RORγt

R392

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.11.032

国家自然科学基金资助项目（81401888）；天津市应用基础与前沿技术研究计划项目（13JCQNJC10400）

天津医科大学肿瘤医院免疫室，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市肿瘤免疫与生物治疗重点实验室（邮编300060）

赵华（1982），女，讲师，博士在读，主要从事肿瘤生物治疗相关研究

△通讯作者E-mail:renxiubao@tjmuch.com