朗格汉斯细胞诱导免疫耐受的作用及机制研究进展

韩悦 李巍 姚煦

朗格汉斯细胞诱导免疫耐受的作用及机制研究进展

韩悦 李巍 姚煦

朗格汉斯细胞是位于表皮内的组织特异性树突细胞，其发育依赖于特异性自分泌以及环境因素，如转化生长因子β、白细胞介素10、紫外线与神经肽等。近年来研究揭示，朗格汉斯细胞在诱导免疫耐受方面的重要作用，参与并调控感染、过敏、肿瘤等多种皮肤及系统疾病，作用机制可能与特异性T细胞的清除、调节性T细胞的产生、共刺激分子表达抑制等相关。

郎格尔汉斯细胞；树突细胞；免疫耐受；皮肤疾病；T淋巴细胞，调节性

朗格汉斯细胞（LC）是皮肤天然免疫系统的主要成分，分布于表皮基底层以上部位，约占表皮细胞总数的3%～5%［1］，发挥重要的免疫监视功能。LC长期作为组织特异性树突细胞（DC）的代表细胞被研究，DC的很多重要特性由此被明确，如在外周获取抗原，迁移、成熟，运送抗原到引流区淋巴结的T细胞区等［2］。LC能有效摄取病原微生物，提呈给T细胞，启动特异性免疫应答。然而，近年研究显示，LC在接触抗原后还可以诱导免疫耐受，阻止免疫反应的扩大，将免疫应答控制在一定范围［3］。

1 LC介导免疫耐受作用及机制

1.1 基于LC缺陷小鼠的研究：早期进行的体外培养研究发现，LC具有刺激T细胞应答的“促免疫活性”，从表皮内或表皮外摄取抗原，发生迁移并表型成熟，在引流区淋巴结将抗原提呈给T细胞，指导后续免疫应答。Idoyaga等［4］建立了从皮片原代培养LC并进行功能研究的方法，这种方法获得的LC与皮肤原位LC相比，在表型如主要组织相容性复合体（MHC）分子表达和功能状态上均有较大差异，并不能真实反应皮肤原位LC的状态。Caux等［5］建立了从人外周血干细胞培养LC的方法，获得了表达Birbeck 颗粒以及 CD207、CD205、FcεRⅠ等分子的LC，具备LC的表型，但是这些骨髓来源LC也不能完全代表皮肤原位LC。因此，应用体外培养方法进

作者单位：210042 南京，中国医学科学院 北京协和医学院 皮肤病研究所 过敏与风湿免疫科（韩悦、姚煦）；第四军医大学西京皮肤医院（李巍）

本文主要缩写：LC：朗格汉斯细胞，DC：突细胞，MHC：主要组织相容性复合体，DTR：白喉毒素受体，DTA：白喉毒素A亚单位，CHS：接触性超敏反应，CA：尖锐湿疣，TGF：转化生长因子，BCC：基底细胞癌行的LC研究所得到的结论具有较为明显的局限性。

应用C型凝集素结构域家族4成员K（Langerin）-人白喉毒素受体（DTR）和 Langerin-白喉毒素A亚单位（DTA）等选择性LC缺失的模式小鼠进行的在体研究极大地推动了对LC功能的认识。已有多个研究组建立的Langerin-DTR小鼠是在小鼠Langerin启动子下表达DTR，当给小鼠腹腔注射白喉毒素时，就会导致表达Langerin的细胞迅速死亡，包括表皮LC和真皮Langerin+DC［6-8］。Kaplan等研究组［9］把人Langerin启动子及DTA基因转入小鼠，建立了Langerin-DTA小鼠，该小鼠组成性缺失表皮LC，真皮Langerin+DC不受影响。应用Langerin-DTR和Langerin-DTA等选择性LC缺失的模式小鼠进行在体研究发现，LC缺失后其接触性超敏反应（CHS）反应强于对照小鼠，提示LC可能在CHS中发挥负向调控作用，其缺失导致炎症反应增强。有研究发现，LC通过介导CD4+T细胞和分泌IL-10参与对CHS的负向调控［10］。应用同种异体皮肤移植模型发现，Langerin-DTA小鼠的移植排斥反应并没有减弱［11］。利士曼原虫感染实验发现，LC缺失后的Langerin-DTR小鼠的原虫清除效率高于对照小鼠，前者能减少调节性T细胞（Tregs）的数量，并伴有淋巴结肿瘤坏死因子（TNF）γ的分泌增加，研究证明，减少Tregs迁移和增强Th1的应答的是LC而非浆细胞DC［12］。这些研究均支持LC的负向免疫调控作用。

1.2 不依赖LC缺陷小鼠的研究：一系列不依赖Langerin小鼠的研究支持LC具有负向免疫调控功能的结论，并在一定程度上揭示了机制。Shklovskaya等［13］的研究发现，活化的LC不能使扩增的CD4+T细胞分化成效应/记忆细胞，在强免疫佐剂作用下LC仍然可以保留致耐受活性，尽管上调表达多种共刺激分子如CD80、CD86并分泌IL-12。研究发现，弱致敏剂二硫代二硝基苯甲酸引起的经皮耐受由表皮LC所介导，LC摄取二硫代二硝基苯甲酸后迁移到局部引流区淋巴结，直接将抗原提呈给CD8+T细胞，使变应原特异性CD8+T细胞失能或被清除，并活化ICOS+CD4+Foxp3+的Tregs，提示LC在介导经皮耐受中的作用［14］。

LC对表皮自身表达的蛋白抗原也表现为耐受活性，在静息和炎症状态下的功能可能有所差异。Seneschal等［15］发现，静息状态的表皮 LC特异性诱导具有免疫抑制功能的Treg活化和增生，而在外源病原体存在时，表皮LC活化并诱导效应记忆性T细胞的增生、抑制Treg细胞活化，这一研究首次揭示了人类LC静息状态下的致耐受功能［16］。但也有不同观点，K5启动子控制下角质形成细胞表达膜相关抗原卵蛋白，诱导对表皮自身抗原耐受的主要是真皮DC而不是LC。然而，稳定状态下真皮DC如何捕获表皮抗原的机制尚不清楚。研究发现，SLE模型鼠-lpr在幼年期皮肤内LC迁移至局部淋巴结的能力降低［17］，LC敲除后的小鼠局部淋巴结CD4+T细胞数量减少，局部皮肤巨噬细胞数量增加并参与皮肤炎症过程［18］，提示炎症状态下LC也能诱导调节性T细胞的产生，从而发挥免疫调节作用。

2 LC的耐受功能与多种皮肤和系统疾病

2.1 LC在人乳头瘤病毒（HPV）感染中的耐受功能：IL-10是LC生长发育中必需的细胞因子。有研究从尖锐湿疣（CA）患者组织中提取转化生长因子（TGF）β1、IL-10的RNA，通过和对照组数据统计，分析LC对HPV的耐受情况。结果显示，CA组TGF-β1和IL-10 mRNA表达水平均高于健康人对照组，两者差异有统计学意义，说明在CA患者中存在LC诱导机体对HPV感染的外周免疫耐受，导致CA长期存在和复发。但有报道持相反观点，用免疫组化SP法检测CA患者皮损中CD1a+LC的表达和分布情况，与边缘正常对照组比较，差异无统计学意义［19］。两项结果差异原因有待进一步研究。

2.2 LC与肿瘤免疫耐受：肿瘤的免疫耐受机制复杂，涉及多个免疫应答环节。肿瘤细胞可分泌大量的IL-10和TGF-β来降低LC的产生、生长和活性［20］。研究发现，IL-10、TGF-β和前列腺E2可抑制LC前体细胞向成熟LC转化，并抑制其表达MHCⅡ类分子和B7分子，共刺激分子的缺乏也是肿瘤逃逸的原因之一，两者导致LC诱导细胞毒性T淋巴细胞对肿瘤抗原产生耐受［21］。IL-10还可直接抑制T细胞的增殖和细胞因子的产生［22］。

基底细胞癌（BCC）是一种皮肤恶性肿瘤。有研究对BCC患者病变组织和正常组织切片中浸润的LC进行CD1a免疫组化染色，并对阳性细胞进行定量分析，来说明BCC皮损中LC数量、形态以及分布特点。结果显示，两组CD1a表达有统计学意义，说明BCC肿瘤微环境中LC数量明显减少，提示恶变的上皮细胞可通过LC细胞产生耐受功能而逃逸免疫监视，继而发生转化增殖甚至恶变［23］。

2.3 LC与UVB照射的致耐受作用：UVB照射使小鼠皮肤的LC失去激动T细胞能力。LC的耐受状态可以诱导T细胞失能。进一步证据表明，UVB效应是间接通过角质形成细胞、巨噬细胞或中性粒细胞产生的IL-10介导。炎症条件下皮肤刺激LC直接产生IL-10［24］。MHCⅡ缺陷的老鼠模型说明，CD4+T细胞释放IL-10需要接触LC。IL-10的免疫抑制作用不仅是UVB诱导皮肤癌发展的一个主要因素，也是自身免疫性疾病的调节因素。研究显示，LC经UVB照射后耐受增强，有可能释放IL-10［25］。

3 调控LC的功能治疗疾病

随着LC与免疫性疾病的关系逐渐被认识，人们开始通过调控LC的功能来治疗疾病的设想与实践。Idoyaga等［4］探讨了靶向LC诱导免疫耐受的策略，作者将抗CD207抗体与髓鞘少突胶质细胞糖蛋白融合表达，使这一蛋白特异性靶向LC，结果发现，Langerin+CD103+迁移性DC不仅能在静息状态下诱导Foxp3+Tregs，在炎症状态下也可以刺激效应Th1/Th2细胞的产生［26］。应用缺乏特异性DC群的小鼠模型进行的研究显示，迁移性LC具有体内产生Tregs的超能力，改善了实验性自身免疫性脑脊髓炎的预后［27］。较之传统治疗方法，新型靶向迁移性LC治疗具有诸多的优势，为免疫性疾病的治疗展开了一个光明的前景。

4 结语

作为皮肤重要的抗原提呈细胞，LC的功能研究一直是免疫学研究热点。近几年来的研究证据更多提示LC的致免疫耐受功能，可能与诱导淋巴结内抗原特异性CD8+T细胞失能有关，也可能与诱导具有免疫抑制功能的Treg的活化和增生有关。虽然具体机制尚不明确，但是为发展靶向LC的治疗策略提供了方向。

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Induction of immune tolerance by Langerhans cells and underlying mechanisms

Han Yue*,Li Wei,Yao Xu.*Institute of Dermatology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Nanjing 210042,China

Langerhans cells （LCs） are tissue-specific dendritic cells located in the epidermis.The development of LCs depends on specific autocrine signaling and environmental factors,such as transforming growth factor-β （TGF-β）,interleukin-10 （IL-10）,ultraviolet rays and neuropeptides.Recent researches have revealed that LCs play an important role in inducing immune tolerance,and participate in the regulation of multiple cutaneous and systemic diseases such as infection,allergy and tumors.The action mechanisms of LCs involve clearance of specific T cells,generation of regulatory T cells,inhibition of co-stimulatory molecule expression,and so on.

Langerhans cells;Dendritic cells;Immune tolerance;Skin diseases;T-lymphocytes,regulatory

Yao Xu,Email:dryao_xu@126.com

2015-10-19）

国家自然科学基金（81371735、81573045）；江苏省自然科学基金（BK20150166）；2014年亚美医学基金会（MMAAP）皮肤病项目基金

Fund programs:National Natural Science Foundation of China （81371735,81573045）;Natural Science Foundation of Jiangsu Province （BK20150166）;Milstein Medical Asian American Partnership （MMAAP）Foundation Research Project Award in Skin Disease in 2014

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.05.020

姚煦，Email：dryao_xu@126.com