NRP-1参与Tregs免疫调节作用机制的研究进展*

翁智云陈伟娟杨志刚



NRP-1参与Tregs免疫调节作用机制的研究进展*

翁智云①陈伟娟①杨志刚②

【摘要】NRP-1在Tregs发挥免疫调节功能中扮演着重要角色，因此深入研究NRP-1与Tregs之间的相互作用对研究相关疾病的发生发展起到至关重要的作用。本文就NRP-1及Tregs的生物学特性，NRP-1在Tregs上的表达及两者之间的作用机制3个方面做一综述。

【关键词】神经纤毛蛋白； 调节性T细胞； 相互作用

①广东医学院 广东 湛江 524000

②广东医学院附属医院

First-author’s address：Guangdong Medical College，Zhanjiang 524000，China

调节性T细胞（Tregs）是正常人体内的一种抑制性T细胞亚群，其在维持自身免疫耐受、防止自身免疫性疾病以及移植免疫、肿瘤免疫等方面具有独特的调节功能。目前相关研究表明NRP-1及Tregs参与肿瘤的发生发展，深入研究NRP-1与Tregs之间的相互作用有助于进一步探索肿瘤等相关疾病的发病机制，为患者开辟新的治疗方法提供依据。

1 NRP-1及Tregs

1.1 NRP-1 神经纤毛蛋白（neuropilins，NRP）是一类分子量为120～140 kD的Ⅰ型跨膜蛋白，其可参与一系列生理和病理过程。NRP-1又被称为CD304 和BDCA-4，可参与神经元导向、免疫调节、心血管形成、细胞迁移、血管再生和肿瘤发生等过程[1]。在人体生长发育的不同时期中可以在多种组织和细胞上检测到NRP-1基因的表达。在人类胚胎时期，NRP-1在神经系统、血管系统的发育过程中就开始表达。同时相关研究发现NRP-1不仅可表达于浆细胞样树突状细胞、B淋巴细胞及Tregs等多种正常细胞，还可在多种肿瘤细胞上高表达。NRP-1在信号转导过程中通过与不同的配体及配体特异性的信号转换分子结合，维持自身内环境的稳定。作为NRP-1的配体，血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是目前公认的具有最强促血管生成作用的因子，在肿瘤细胞的增殖迁移及血管内皮细胞的分化等方面都起到核心作用[1]。Sema3A是一种分子质量为100 kD的分泌型蛋白，通过直接或间接的方式与NRP-1结合介导信号的转导，在神经轴突的生长过程中发挥重要作用[2-3]。

1.2 Tregs CD4+ T细胞约有5%～10%的细胞持续高表达CD25分子（IL-2受体а链），称作CD4+CD25+调节性T细胞（CD4+CD25+ Tregs）[4]。近期研究表明核转录因子FoxP3可以作为Tregs内特定的标记，Tregs目前被定义为一群CD4+CD25+FoxP3+的T细胞亚群，其在自身免疫系统中具有不可替代的作用[5]。根据Tregs分化时所处的位置不同将其分为两类，在胸腺发育分化为具有抑制功能的成熟T细胞（即nTreg），也可于免疫应答过程中由外周Tn细胞诱导、分化而成（即iTreg）。因为尚无特异性标记清晰区分nTreg和iTreg，所以目前对两种Treg细胞在外周免疫耐受中所扮演的角色的认识十分有限。Tregs同时也可表达各种趋化因子受体和各种各样的信号蛋白质，包括CD62L、CD45RO、CD103及糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体（GITR）[6-7]。但是它们与特定的Tregs亚群之间不存在特殊联系。

2 Tregs上NRP-1的表达

2.1 NRP-1在小鼠Tregs上的表达 在小鼠NRP-1选择性表达于胸腺衍生的Tregs，这极大地增强了免疫抑制功能[8-9]。NRP-1可以作为区分小鼠nTreg与iTreg的标记，那么其是否可以同FoxP3一样作为Tregs的特异性标记存在呢？早先研究发现NRP-1在活化的T细胞及Tregs上表达上调，随着研究的进一步深入Milpied等[10]通过实验发现，并不是所有的FoxP3+ Tregs均表达NRP-1。Yadav等[11]通过实验发现，并不是所有的FoxP3+ Tregs均表达NRP-1。Yadav等[11]认为，在Tregs从初始的胸腺细胞分化为成熟的Tregs过程中NRP-1表达与FoxP3表达密切相关，他们通过建立小鼠模型，发现细胞表面分子NRP-1在nTreg上高表达，在特定生理环境下NRP-1可以作为区分nTreg与iTreg的标记，这就让进一步研究nTreg与iTreg在不同疾病免疫应答中所起到的不同作用成为可能。

Solomon等[12]通过小鼠实验发现，中枢神经系统（central nervous system）Tregs上NRP-1的表达可以使实验性自身免疫性疾病脑脊髓膜炎（experimental autoimmune encephalomyelitis）的进展和严重程度得到缓解。与之相反的是在同等条件之下，NRP-1的缺乏不仅诱导炎症性Th17细胞的生成，还促使了疾病的迅速进展，更有趣的是Tregs细胞上FoxP3的表达依然存在。这些数据表明NRP-1对小鼠Tregs而言是一种至关重要的功能标记，并且可能独立于FoxP3之外，在抗炎和免疫抑制过程中发挥着作用。

2.2 NRP-1在人类Tregs上的表达 NRP-1在人类和小鼠的表达存在差异，在人的Tregs细胞，NRP-1的表达似乎没有像小鼠一样有明显的选择性。在临床疾病研究过程中发现，从类风湿关节炎患者抽取的关节滑液中存在NRP-1表达阳性的Tregs[13]。近期Bluestone发表的一篇文章中也证实了NRP-1+ Tregs在炎性肌肉中高表达。

不仅炎性微环境可以影响NRP-1在Tregs上的表达，某些肿瘤也会对其存在影响。研究发现，NRP-1在Tregs上的表达与肿瘤的发生、发展有着不可分割的联系。Battaglia等[14]通过检测宫颈癌患者淋巴结，发现NRP-1标记了小部分的CD4+CD25+ Tregs，与NRP-1-CD4+CD25+ Tregs相比，这群细胞高表达FoxP3，并且表达了活化Tregs的其他分子标记（CD45RO、GITR、HLA-DR）。相比之下，在外周血中用NRP-1标记的CD4+ T细胞却缺乏Tregs细胞的特征性表型FoxP3并且低表达CD25+[14]。Battaglia等[14]通过进一步研究发现，宫颈癌术前放化疗后患者中，其肿瘤浸润淋巴结上的Tregs及NRP-1+ Tregs水平的下降与肿瘤肿块的缩小存在直接联系，这表明了免疫抑制细胞的消除促进了T细胞的增殖，从而调节放化疗后肿瘤细胞的破坏作用。

3 NRP-1在Tregs免疫抑制效应中的作用机制

在人类免疫性疾病的发生发展过程中，关于NRP-1是如何参与Tregs的免疫调节作用的研究十分有限，目前对NRP-1参与人类免疫调节机制的认识仍不够深入。而该领域的动物实验资料相对丰富，在小鼠动物实验中，通过添加抗NRP-1的单克隆抗体，发现Tregs细胞的免疫抑制功能被消除了[8]。与此相对的是人的NRP-1+ Tregs的抑制功能不受抗NRP-1的单克隆抗体的影响，这也进一步说明小鼠和人体中NRP-1功能的不同[14]。Chaudhary等[15]认为NRP-1可能不是通过直接参与的方式参与免疫调节，而是作为人类T细胞（例如Tregs）上一个新的活化标记存在。然而NRP-1的表达可能非常依赖于激活的路径，并且与该研究是在体外进行还是体内进行有关。

大量的小鼠体内实验表明，诱导CD4+细胞上NRP-1的表达可以增强免疫抑制功能[8，11，16-18]。NRP-1+ Tregs细胞对抑制反应性T细胞增殖的能力比NRP-1-Tregs更有效。这些数据表明，当小鼠需要额外的免疫抑制活性时，NRP-1可能与Tregs的表达及其免疫抑制功能的增强相关。假如NRP-1确实是人类细胞上的一种激活标志，那么NRP-1+ Tregs免疫抑制活性的增强可能归因于细胞的活化[19]。目前对NRP-1参与Tregs免疫调节作用的机制研究进展，主要有以下几个方面。

3.1 FoxP3诱导 已有研究表明FoxP3的表达与NRP-1的表达存在联系，通过逆转录诱导FoxP3也可以增加NRP-1的表达[8]。对Tregs而言FoxP3不仅是其发育的重要因素，在其获得免疫抑制功能过程中也是不可或缺的[5]。NRP-1表达与免疫抑制功能相关，而这种相关性可能是通过诱导CD4+ T细胞上FoxP3的表达实现的，但这项猜测仍然需要通过实验来证实。

3.2 SEMA3A SEMA3A表达于活化的树突状细胞和T淋巴细胞，也可表达于部分肿瘤细胞中。SEMA3与NRP-1/Plexin A的共受体结合，从而抑制T淋巴细胞的增殖，可以作为治疗自身免疫疾病的潜在靶点[16]。T细胞表面NRP-1表达增高可能降低效应T细胞的活性。那么SEMA3A与NRP-1 及Tregs之间具有何种联系呢？其中的机制需要进一步研究。值得关注的是，在最近研究的小鼠模型中SEMA3与NRP-1/Plexin A的共受体结合之后，IL-10的分泌明显增加，而IL-10在Tregs调节免疫抑制作用中具有重要地位[20]。

3.3 SEMA4A SEMA4A在B细胞和DCs上表达，最近的研究表明SEMA4A-NRP-1反应轴是维持Tregs稳定及功能活性的重要机制[21]。与SEMA3A相似，SEMA4A可以和NRP-1上的结构域相结合，但其紧密程度却没有前者强。Akt介导的磷酸化作用可以促进排斥Foxo转录因子，这种转录因子对FoxP3的表达及Tregs的发育起到重要作用。SEMA4A-NRP-1轴正是通过抑制Akt-mTOR信号并且为免疫突触招募PTEN（张力蛋白同源10号染色体缺失的磷酸酶基因）进而实现Tregs的稳定及功能活化[21]。小鼠实验发现通过阻断SEMA4A或者NRP-1可以明显抑制肿瘤的生长及浸润，却不会引起自身免疫失调。在炎症性肠病的小鼠模型中，阻断SEMA4A或者NRP-1可以阻碍Tregs对这种疾病的控制[21]。这些数据说明SEMA4A-NRP-1轴通过作用于Tregs，在免疫抑制功能中扮演重要角色，这似乎也预示着其在肿瘤性疾病及免疫相关性疾病中起到重要作用，其在人类疾病中的作用机制需要进一步研究。

3.4 VEGF/VEGFR2 VEGF通过与其相应的受体结合发挥作用，VEGFR可表达于内皮细胞和肿瘤细胞，且在不同部位发挥不同作用，VEGFR2在CD4+CD25+FoxP3HI Tregs及活化的CD4+CD25+ T细胞上选择性表达[22-23]。NRP-1作为VEGF-165 和VEGFR-2的共同受体，可促进VEGF-165与VEGFR-2结合。关于VEGF/VEGFR2活动在免疫抑制作用中的机制，人们存在着不同的观点。最近的一项研究报告提示对VEGF165和VEGFR2进行阻断可以抑制癌症患者中Tregs的增殖[24]。与之不同的是，另一项研究发现VEGF通过VEGFR2起到抑制T细胞的活化作用[25]。以上观察到的两种差异现象可能和其研究条件不同有关。鉴于VEGF对T细胞活性的不同作用，NRP-1耦合VEGFR-2刺激或者抑制T细胞的活化和增殖取决于细胞微环境的不同。

3.5 TGF-β NRP-1也可以通过一条TGF-β介导的机制发挥其生物学效应，NRP-1和TGF-β及其受体（特别是TGF-βR1）具有高度的亲和性。GARP（Glycoprotein A Repetition Predominant）主要在活化的Tregs细胞表面表达，对LAP-TGF-β的表达具有重要作用[26-28]。NRP-1+ T细胞可以通过细胞表面NRP-1联系GARP从而结合并激活LAPTGF-β，经过一系列细胞内蛋白信号传导后继而活化TGF-β，这条途径与Tregs的活动存在密切联系[16]。

4 总结展望

CD4+CD25+ Tregs在机体免疫调节中发挥重要作用，其功能下降是导致自身免疫性疾病发生的机制之一。NRP-1与免疫性疾病及肿瘤的发生、发展有着密切而复杂的关系。近年来NRP-1及Tregs更是作为肿瘤治疗靶点成为了抗肿瘤治疗研究的热点之一。有许多科学家对NRP-1和Tregs进行了研究，也取得了一定成果，并且发现两者在疾病的发生、发展中扮演着重要角。而关于两者之间的联系目前却知之甚少，并且大多只停留在小鼠动物实验中，关于其在人类疾病中所起的作用及具体机制仍不十分清楚，有待进一步研究。

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Research Progress of the Action Mechanism of NRP-1 in the Immunoregulation of Tregs/

WENG Zhiyun，CHEN Wei-juan，YANG Zhi-gang.//Medical Innovation of China，2016，13（01）：134-137

【Abstract】NRP-1 plays an important role in the immune regulating function of Tregs.So further study on the interaction between NRP-1 and Tregs plays a crucial role for researching the occurrence and development of diseases.This paper is devoted to make a review of three parts：the biological characteristics of NRP-1 and Tregs，the expression of NRP-1 on Tregs，the action mechanism between NRP-1 and Tregs.

【Key words】Neuropilin； Tregs； Interact

收稿日期：（2015-12-09） （本文编辑：王利）

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.01.039

通信作者：杨志刚

*基金项目：广东省医学科研基金项目（A2015547）