Th17/Treg失衡在肝纤维化中的研究进展

张佳乐，陈 真

(中国药科大学药学医学基础实验教学中心，江苏南京 210009)

Th17/Treg失衡在肝纤维化中的研究进展

张佳乐，陈 真

(中国药科大学药学医学基础实验教学中心，江苏南京 210009)

肝纤维化是一种机体的慢性炎症反应，其特征是细胞外基质(ECM)合成与降解的失衡，从而造成肝内ECM的病理性沉积，导致肝功能紊乱，最终发展为肝硬化，甚至是肝癌。肝纤维化的发病机理目前尚未清楚。随着免疫学的发展，T细胞在肝纤维化的发病过程中的作用逐步得到认识，Th17细胞与Treg细胞这两种T细胞亚型在肝纤维化的发病过程中的作用已逐渐被认可。因此，该文就这两种细胞以及这两种细胞的相互作用在肝纤维化过程中的研究进展进行综述。

肝纤维化;辅助性T细胞;调节性T细胞

肝纤维化是一种肝脏受到外界损伤后的代偿反应。正常情况下，肝脏会合成一定量的细胞外基质，而基质金属蛋白酶(MMP)会降解过量的基质，这种合成与降解的动态平衡使肝脏中的细胞外基质(ECM)维持在一个合理的水平，保证了肝脏的结构与功能的完整。但当肝脏发生慢性肝损伤(包括毒物、酒精、代谢障碍、病毒感染等)后，损伤因子就会刺激肝脏，导致肝内的肝星状细胞(HSCs)活化，诱导HSCs转化为有收缩性的成纤维细胞，此种细胞会合成过量的细胞外基质，超出MMP酶的降解范围，从而造成肝内ECM的病理性沉淀，进一步引发肝脏结构和肝功能的异常，最终发展成为肝纤维化，而肝纤维化最终能够恶化为肝硬化、肝癌［1］。

辅助性T细胞(helper T cell，Th)是机体免疫系统重要的组成成分之一，根据T细胞生物学特征的不同，辅助性T细胞可以划分为4种类型，即Th1、 Th2、Th17与Treg。这几种细胞在肝纤维化的发展过程中有着重要作用，以前有关肝纤维化的研究主要集中Th1与Th2这两种经典的T细胞亚型上面，Th1/Th2亚群平衡在维持人类正常机体功能中具有重要作用，这种模型也解释了部分肝纤维化的发病机制。但随着免疫学的发展，近几年来，两种新的T细胞亚群 Th17、Treg相继被发现，补充了经典的Th1/Th2模式［2］。Th17主要通过产生IL-17等细胞因子介导炎症反应，在机体防御病原微生物感染中发挥重要作用，但其过度表达则可造成机体组织损伤。而Treg细胞则与之相反，它主要防止机体的免疫过程过于强大，抑制免疫系统，防止免疫系统进攻自身组织，实现机体的免疫耐受。Th17和Treg产生于同一前体细胞，即CD4+细胞，其分化过程受多种相同诱导因子及转录因子调控。Th17/Treg亚群平衡在维持机体内环境稳定，参与免疫有关的各种疾病方面发挥着重要作用。最近几年关于这两种细胞在药物作用机制方面的研究逐步成了热点，但目前的研究主要集中在风湿性关节炎、乙型肝炎、系统性硬化症、脑脊髓膜炎等自身免疫性疾病方面。而对肝纤维化方面的研究不多，本文就近几年有关这两种细胞与肝纤维化的关系研究进行了汇总，作一综述。

1 Th17细胞

辅助性T细胞17(Th17细胞)是CD4+细胞的亚群之一，它不同于传统的Th1与Th2细胞，Th17的特征在于能够分泌IL-17A(即IL-17)、IL-17F、IL-22，维甲酸相关孤儿受体γt(RORγt)是Th17重要的转录因子。Th17细胞开始分化时需要IL-6与TGF-β的参与。首先是IL-6通过STAT3途径诱导细胞合成IL-21，然后与TGF-β共同促进Th17的分化，待Th17分化成功后，IL-23参与调节Th17，促进Th17的增殖。此外，TGFβ与IL-6通过STAT3信号路径促进RORγt转录因子的表达［3］。

Th17细胞有强大的致炎作用。此细胞在最近的几年内成为与炎症相关的发病机制以及药物作用机制研究方面的热点。在肝纤维化与Th17细胞的研究方面，目前主要是以动物模型为主，并且辅以临床上肝纤维化病人的发病免疫学指标为参考。这些动物模型包括四氯化碳诱导产生的肝纤维化模型，刀豆蛋白A(Concanavalin A，ConA)诱导的免疫型肝纤维化模型，转基因型小鼠肝纤维化模型等。临床上的肝纤维化病人的诱因主要是乙肝病毒，酒精性脂肪变性，血吸虫等。在这些肝纤维化病人体内，IL-17的含量通常比较高，并且与肝纤维化程度呈正相关。有文献实验结果表明，肝纤维化患者肝组织中的IL-17阳性细胞数量及其增加量与肝纤维化的程度有关，并且在四氯化碳的小鼠肝纤维化模型中，IL-17 mRNA的表达量明显增加，与临床指标一致［4－6］。另外在血吸虫肝纤维化病人以及动物模型中也发现:与正常机体比较，病人或动物模型IL-17及胶原含量都增多［7－8］。因此，可以将Th17或IL-17的升高作为判断肝病严重情况的指标之一。

Th17主要是通过分泌IL-17来发挥致炎作用，Th17亦有可能是通过IL-17来参与肝纤维化的产生与发展。Tan［9］的实验结果显示:乙型肝炎病毒导致的肝纤维化病人体内IL-17A的表达增高，而在IL-17 RA-deficient小鼠的四氯化碳肝纤维化模型中，中性粒细胞的浸润降低，促炎细胞因子生成减少;肝细胞坏死、炎症与纤维化程度都降低，这说明IL-17A在肝纤维化的发展过程中有着重要作用。体外实验研究中发现，IL-17A能够刺激HSCs，增加其分泌IL-6，α-SMA，并促进TGF-β的mRNA的合成，这说明IL-17A的促纤维化的作用有可能是通过直接刺激HSCs来实现的。Hara等 采用基因敲除小鼠建立胆汁淤积型肝纤维化模型研究发现，与IL-17F相比，IL-17A的促纤维化作用更加明显，经IL-17A处理过的HSCs有发展为成肌纤维细胞的趋势。从野生小鼠中分离的小鼠枯否细胞(Kupffer细胞，简称KCs)经IL-17刺激后，TNF-α与TGF-β1的量明显增加，结果表明IL-17A促纤维化的作用还有可能通过刺激KCs来发挥作用。Meng等［11］的研究表明，Th17细胞分泌的IL-17是通过两个独立的机制来促进肝纤维化:(1)IL-17刺激KCs分泌炎症细胞因子IL-6，IL-1β，TNF-α，TGF-β1，这些炎症细胞因子刺激HSCs活化;(2)IL-17直接刺激STAT3信号通路，激活HSCs表达胶原蛋白I，促进激活后的HSCs向促纤维的成肌纤维细胞转化，导致大量的细胞外基质的合成。Th17在肝纤维中的作用，使其有可能成为肝纤维化治疗的新靶点。但目前这方面的研究报道不多，而且主要集中在动物模型方面。例如，Liang等［12］在大鼠的刀豆蛋白诱导的肝纤维化模型中，通过Halofuginone能够缓解肝纤维化，认为此化合物能降低Th17的含量，其抑制机理有可能是通过降低TGF-beta与IL-6含量来实现的。

除IL-17外，Th17还通过分泌IL-22来参与肝纤维化。IL-22是IL-10家族成员，通过与其受体IL-22R1或IL-10R2结合，激活JAK-STAT信号通路来发挥作用［13］。目前研究表明，IL-22的作用有可能与IL-17相反，它在肝纤维化过程中有可能发挥保护作用。Meng等［11］的实验中，敲除了IL-22基因的小鼠更容易出现严重的肝纤维化，而注入IL-22则能够缓解胆汁瘀积型肝纤维化。在研究IL-22参与肝纤维化发病的作用机理方面，Kong等［14］的研究发现IL-22能够诱导HSCs的衰老来发挥抗肝纤维化的作用，其在于激活后的HSCs表面高表达IL-22的两个受体IL-10R2与IL-22R1，IL-22与其受体结合后，激活STAT3/SOCS3/P53信号轴，诱导HSCs的衰老，下调α-SMA的表达，从而达到缓解肝纤维化的目的。但Kong的实验结果与Meng等的实验有部分矛盾的地方，因为Meng等的实验表明，IL-17也是通过STAT3信号通路来促进肝纤维化的，这与IL-22抗纤维化的通路相同，不过有人提出，IL-22与IL-17在影响肝纤维化方面的相反作用也许是由于作用时间的差异造成的，但目前还没有实验报道，因此需要进一步的研究才能清楚［15］。因此，总的来讲，Th17在参与肝纤维化进程方面比较复杂，有可能是通过IL-17与IL-22来发挥作用的，虽然这两者作用相反，但整体表现以促肝纤维化为主。

2 Treg细胞

调节性T细胞(Regulatory T，Treg)是另外一种T细胞亚群，这种T细胞约占外周血及脾脏CD4+T细胞的5%～10%，Treg主要表达CD4分子、CD25与Foxp3，其中Foxp是Treg的特异性转录因子，因此，Treg常写作CD4+CD25+Foxp3+［16］。正常生理状态下，Treg细胞参与调节机体免疫耐受，维持机体免疫的正常［17－18］。根据Treg的来源，Treg可以分为2种，即自然型调节T细胞(Naturally occurring regulatory T cell，nTreg)与诱导型调节T细胞(Induced regulatory T cell，iTreg)，nTreg发源于胸腺，iTreg在外周受抗原刺激产生，前者构成了Treg的主要部分［19］。

Treg能够分泌IL-10与TGF-β1，这种细胞的主要功能是介导自身免疫耐受与维持免疫平衡，在各种免疫性病症的发病过程中有重要作用。Claassen等［20］在研究丙型肝炎病毒造成的肝纤维化时，发现在肝中存在大量的Treg，并且Tregs的数量越多，肝纤维化的程度越轻，这表明Treg有可能对肝纤维化的发展产生抑制作用。刘新等［21］在四氯化碳造成的C57BL/6小鼠肝纤维化模型中发现，当小鼠形成肝纤维化时，肝脏中Treg调节性T细胞比例上升，这表明Treg细胞参与了四氯化碳介导的小鼠肝纤维化过程中的免疫调节;在肝纤维化Balb/c小鼠的肝组织中也出现了类似情况，除肝脏中的Tregs升高外，血液中Tregs占淋巴细胞的比例也有轻微的上升，但无统计学意义，这可能与动物的品系不同有关。在临床上常用IFN-α来改善由病毒引起的肝纤维化，在研究IFN-α的作用机理方面，程仕彤等［22］发现，IFN-α在干预四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化模型过程中，Tregs的数量有所变化，表现为Tregs细胞的含量变化与肝纤维化的程度呈负相关。此外，张晓慧等［23］研究发现人为下调Treg细胞数目，导致α-SMA的表达减少，肝纤维化程度降低;这表明，Treg参与肝纤维化的形成过程，这种结果与Claassen等［20］的实验有所不同，可能是由于人体与动物实验有所差异造成的，尚待进一步的研究。

3 Th17与Treg的相互作用在肝纤维化方面的研究

Th17/Treg细胞在正常情况下，处于一种稳定状态，有多种细胞因子参与这两种细胞的平衡调节。其中TGF-β不仅是参与肝纤维化的重要因子，而且还是调节这两种细胞平衡的重要细胞因子，它与IL-6在调节Th17与Treg的平衡方面起着重要作用。当缺乏 IL-6时，TGF-β诱导 Foxp3的表达，Foxp3与RORγt结合后，阻断后者的功能，促进初始T细胞向Treg转化。而存在IL-6或IL-21时，再加上低浓度的TGF-β，共同激活STAT3信号通路，解除Foxp3对RORγt的抑制，促进T细胞向Th17转化［24］。此外，芳香烃受体(Arh)也参与 Th17与Treg两种细胞的分化;但在肝纤维化的研究中几乎没有涉及，Arh与其天然配体FICZ结合时，促进Th17的分化，当与人工配体 TCDD结合时，促进Foxp3的表达，促使Treg的数目增加。

Th17/Treg的失衡与许多免疫性疾病的发生密切相关，目前这方面的研究焦点主要集中在风湿性关节炎、系统硬化症、哮喘等方面［25］。但这两种细胞的平衡在肝纤维化的发病过程中的作用研究较少，只有在动物模型中有所涉及。在肝纤维的发展过程上，HSCs的激活是其中一个重要的事件。正常情况下，HSCs处于静息状态，其内部含有大量的维生素A，当肝脏受到损伤因子的刺激时，HSCs被激活，开始分泌大量的ECM，并且这个程伴随着HSCs内部维生素A的失去，因此针对活化的HSCs治疗策略一直是抑制肝纤维化的思路之一。Sun等［26］通过建立小鼠四氯化碳纤维化模型，当小鼠出现肝纤维化时，Th17/Treg的比例明显上升，这说明这两种细胞与小鼠的肝纤维化发展可能有一定关系;接下来的实验中，Th17与Treg细胞分别与HSCs细胞共培养发现，Th17能够促进HSCs的激活，而Treg能够抑制HSCs的激活，呈相反的作用。这从某种程度上说明，Th17与Treg的平衡在肝纤维化的发病过程与HSCs细胞的激活有关，这两种细胞通过抑制或激活HSCs来发挥促肝纤维化或抑制肝纤维化的作用。此外，有体外实验表明，维生素A能够抑制活化的HSCs，发挥抑制肝纤维化的作用，维生素A的代谢物维A酸能够抑制由IL-6介导的Th17的分化，促进Treg的分化，这说明维生素A及其代谢产物在Th17与Treg平衡方面发挥一定作用，并且有可能参与肝纤维化的发病过程［27］。此外，Dunham等［28］的实验表明，HSCs的激活过程与Treg的诱导关系密切，其机制有可能是HSCs失去视黄酸，而视黄酸对上调Treg的转录因子Foxp3有重要意义。王十锦等［29］采用刀豆蛋白造成慢性大鼠肝损伤模型，与正常组大鼠相比，模型组大鼠的Th17细胞与Treg细胞的比例上升，但Treg的幅度比Th17要高，即Th17/Treg的比例相对于正常组低。这表明机体此时处于Treg细胞占优势的免疫抑制状态，Th17细胞介导的炎症反应有所缓解。另外有的实验表明Th17与Treg并非处于相互拮抗状态，Zhou等［30］采用Rag1－/－小鼠进行实验，结果表明Th17细胞能够高表达TNF，与IL-2共同促进Tregs细胞的Foxp3的表达与稳定，但在缺乏TNFR2的Treg细胞上却并不出现这种现象。该实验结果表明，Th17可能通过TNF-TNFR2途径来促进Treg的增殖与稳定。

4 结论

近年来，有关Th17/Treg参与肝纤维化机制方面的研究报道较多，拓展了关于Th1/Th2失衡在肝纤维化发病机制方面的研究范围。但这些研究主要集中在动物模型方面，而人体方面的实验结果与动物模型实验结果有些不同。这可能是由于人体方面的研究主要集中在乙肝病毒、酒精、脂肪代谢异常导致的肝纤维化;而动物模型采用四氯化碳，酒精性肝损伤，刀豆蛋白A，胆汁淤积造成的肝纤维化模型，与人体的肝纤维化发病机制不尽相同;其次，不同品系动物模型之间的实验结果有所差异，例如在肝纤维化小鼠模型，有些实验结果表明，IL-17主要是由Th17分泌的，而有些研究报道则认为是由γδT细胞分泌的［7－8］。除此之外，Th17细胞与Treg细胞是人体免疫系统的组成部分之一，它们在肝纤维化过程中的作用还受机体免疫系统其它方面的影响。因此，在以这两种细胞为靶点进行治疗时，需要综合考虑各方面因素。虽然有关 Th17/ Treg细胞在肝纤维化过程中的研究取得了一些进展，但还有很多问题尚待进一步的深入研究。

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Research progress on the imbalance of Th17 and Treg in liver fibrosis

ZHANG Jia-le，CHEN Zhen
(Pharmacological and Medical Experimental Teaching Center，China Pharmaceutical University，Nanjing，Jiangsu210009，China)

Liver fibrosis is a chronic inflammatory response，which is characterized by the imbalance of extracellular matrix(ECM)synthesis and degradation，resulting in pathological deposition in liver and leading to liver dysfunction，which ultimately develops into cirrhosis，and even liver cancer.The pathogenesis of hepatic fibrosis is unclear now.With the development of immunology，the role of T cells in the pathogenesis of hepatic fibrosis has increasingly been studied in recent years.Two types of T cell subsets，Th17 cells and Treg，in the pathogenesis of liver fibrosis action have been involved.This paper reviews the research progress made and the interaction of these two cells in liver fibrosis.

liver fibrosis;helper T cell;regulatory T cell

10.3969/j.issn.1009－6469.2015.07.001

张佳乐，男，硕士研究生

陈 真，女，教授，博士生导师，研究方向:生化药理与毒理，E-mail:czcpu@163.com

2015－02－01，

2015－04－06)