树突细胞及其调节细胞免疫功能的作用

李建锋 赵自刚 牛春雨

(河北北方学院微循环研究所，河北 张家口 075000)

树突细胞及其调节细胞免疫功能的作用

李建锋 赵自刚 牛春雨

(河北北方学院微循环研究所，河北 张家口 075000)

树突细胞；细胞免疫

早在19世纪70年代，Steinman等〔1〕分离出一类细胞，与粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的形态和功能都不同，由于这类细胞在成熟时会有许多树突样或伪足样突起伸出，故被命名为树突细胞(DCs)。DCs是目前已知的机体抗原提呈功能最强的专职抗原提呈细胞，在体内捕获抗原并将其提呈给辅助性T淋巴细胞(Th)从而发挥免疫防御的功能〔2〕。DCs分布比较广泛，肝、脾、淋巴组织、血液、皮肤黏膜等组织均有，能够活化介导适应性免疫应答，分泌细胞因子，增强机体免疫功能，是联系先天性免疫与获得性免疫、初次和再次免疫应答的纽带〔3〕。鉴于DCs重要的免疫调节作用，感染、肿瘤和危重病免疫机制中涉及DCs的作用及机制研究已成为关注的热点。本文综述DCs及其调节细胞免疫功能的作用。

1 DCs的基本概况

DCs具有特殊的迁移过程，并促使DCs从不成熟阶段发育为成熟的DCs。未成熟DCs从前体细胞分化而来；病原微生物刺激机体时，未成熟DCs分化成为成熟DCs。未成熟DCs和成熟DCs在免疫功能中具有不同的作用。

1.1 DC的发育过程 DCs主要由造血干细胞(如CD34标记的前体细胞)发育而来，主要分为：①髓系DCs，来自外周血的单核细胞(髓系DC前体细胞)，最后变成间质DCs和郎罕细胞；②淋巴系DCs，淋巴系DCs的前体细胞不表达髓系抗原，不具备吞噬和吞饮抗原的功能，白细胞介素(IL)-3受体高表达，低表达粒-巨噬细胞集落刺激因子，可被IL-3刺激分化为淋巴系DCs。关于DCs亚群及分化仍有很多知识的阐明不明确，关于天然DCs亚群的分类仍需进一步研究〔4〕。

在分化DCs过程中，核因子(NF)-κB核转位、细胞内钙通道开放及蛋白激酶(PK)C、NF-κB、丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)等信号通路都发挥了重要作用。其中，NF-κB通路的作用最为重要，NF-κB的核转位及其下游不同基因的活化可由多种胞外刺激信号引起，以改变DCs的分化方向及免疫活性〔5〕。此外，大量研究表明，磷酸化的MAPKs可以向下游传递信号并促进转录因子的活化和移位，进而调节DCs的生物学功能和不同基因的表达〔6～9〕。在自由基、应激、炎症介质、细胞因子等多种因素刺激下，信号途径中的抑制性蛋白分子发生磷酸化、泛素化，容易发生降解，促使NF-κB与抑制性蛋白解离，NF-κB移位至胞核，使之与DNA启动子区域相应的靶基因位点结合，进一步启动与免疫功能调节相关的部分mRNA的转录程序，分泌产生大量的细胞因子或其他活性介质〔10〕。NF-κB活化预示DC的成熟，使DC具备了刺激T细胞活化的能力。

1.2 DC的表面标志 根据发育过程，DCs分为未成熟DCs和成熟DCs，这两种细胞表面具有不同的细胞表面标志和生物学特征〔11〕。正常情况下，未成熟DC不表达或低表达共刺激分子和黏附分子(CD14、CD54、CD40、CD80)，高表达吞噬相关受体(甘露糖受体、Fc受体、补体受体)。未成熟的DC吞噬抗原、加工处理抗原能力很强，提呈抗原能力很弱。成熟DC细胞表面主要表达组织相容性复合物(MHC)Ⅱ类分子和CD54、CD40、CD80、CD86等黏附分子，对抗原加工提呈能力很强，而对抗原的摄取能力减弱。DC在成熟过程中具有特殊的迁移过程，在摄取抗原以后，通过延长其突起等方式进入淋巴系中，并可以激发T细胞发生反应。

2 DCs的免疫作用

2.1 摄取和加工外源抗原 DC在未成熟时内吞功能非常强，以膜皱缩或大囊泡的形式摄取抗原，这种方式有利于超低浓度抗原的摄取与递呈；另外，也可通过受体介导的内吞作用摄取糖基化抗原。随后，DCs对抗原分子进行加工、处理，以MHC分子/抗原肽复合物的形式把抗原递呈给Th，激活Th，发生免疫应答。

2.2 DCs在免疫应答过程中的作用 DCs在免疫系统中充当如下角色：捕捉及加工抗原；迁移到淋巴器官的特定部位；尤其是T细胞区域，启动免疫反应；快速分化、成熟，对各种各样的非微生物因子刺激物(如：细胞因子、幼稚淋巴细胞和免疫复合物)通过Toll样受体(TLRs)配体产生免疫应答〔3〕，也是机体对入侵病原体的第一道防线。成熟的DC具有更强的产生炎性细胞因子和趋化因子的能力，但其细胞内吞作用和噬菌能力则减弱，并且获得了迁移功能；同时，还具备了活化Th1和Th2细胞免疫应答的能力。Kawasaki等〔12，13〕研究均证实，IL-15可使DC共刺激分子表达上调，显著增加干扰素(IFN)-γ的产生，并可增强DC刺激特异性CD8+T细胞增殖的能力，说明IL-15是DC的激活剂。大量研究也提示〔14～16〕，IL-15对于先天免疫细胞的发育、增殖和功能是一个关键的细胞因子，对DCs发挥功能是必不可少的。

2.3 诱导自身免疫耐受 研究表明，DCs可以诱导免疫耐受。非淋巴组织中，如肝、肾、皮肤、血液，DCs是一群未成熟DCs，摄取能力非常强，能够加工、处理抗原，但递呈抗原的能力弱；另外，这些未成熟DCs表面缺乏B7等共刺激分子，故不能给T细胞活化提供必需的协同刺激信号，这样，T细胞不能完全活化，从而处于失能状态，使T细胞发生耐受，被认为“耐受性DCs”。此外，不成熟DCs能诱导抗原特异调节性T细胞和阻止效应T细胞功能反应，也是自身耐受产生的重要原因。

中枢免疫耐受是由DCs诱导的，通过参与阴性选择过程来实现。通过阴性选择留下来的成熟T细胞中，因为不含有针对自身成分的T细胞克隆，从而可以维持中枢性自身耐受。在胸腺皮质区、皮髓交界区和髓质区，单阳性T细胞与胸腺DCs等所表达的自身抗原肽分子高亲和力结合，因而被清除或失能，不能与自身抗原肽分子发生高亲和力结合的T细胞存活下来。

3 DCs凋亡及其在感染后免疫功能变化中的作用

DCs凋亡的变化直接影响机体免疫功能的发挥。凋亡增多可引起免疫耐受和感染扩散，凋亡减少又可引起自身免疫的发生，所以DCs数量的稳态平衡对其功能的发挥具有非常重要的意义。DC前体细胞的生理性凋亡维持着DCs数量的稳定，病理性凋亡增加将会降低DCs数量，抑制免疫功能。研究表明，一些免疫分子能调控DC前体细胞的凋亡。Singh等〔17〕发现脂质代谢产物前列腺素(PG)E2通过调节DC前体细胞的FMS样酪氨酸激酶(Flt)3受体表达下调，减少Flt3介导的信号传导转录活化家族(STAT)3激活及抗凋亡蛋白存活素表达，从而增加了DC前体细胞凋亡。Miah等〔18〕发现，细胞因子诱导性SRC同源2区域蛋白(CISH)激活STAT5的负反馈调节降低了DCs后期发育的增殖能力；去除CISH增加了成熟DCs的数量，但降低了DCs的功能。

在微生物等外来抗原的刺激下，促进产DCs的单核细胞被激活后产生活性氧(ROS)，进一步分化为巨噬细胞或DCs，从而发挥强大吞噬功能或促进免疫应答。应当指出的是，单核细胞对ROS极为敏感，ROS可增加单核细胞的DNA损伤与凋亡，而来源于单核细胞的巨噬细胞、DCs却能对抗ROS的作用。此外，粒细胞集落刺激生物因子(GM-CSF)和IL-4等细胞因子亦能促进单核细胞成熟，产生巨噬细胞和DCs，能够负反馈调节单核细胞激活反应的修复补偿过程，在免疫应答的负调控过程中具有重要作用〔19〕。

间充质干细胞在DCs的成熟过程中具有免疫调节能力。间充质干细胞能够抑制DC前体细胞、诱导其发生凋亡，在造血干细胞分化为成熟的DCs的过程中发挥抑制作用〔20〕。而且，间充质干细胞能够让造血干细胞源性DCs出现功能性损伤或障碍，这些可能在免疫应答负调控机制中发挥作用。

众所周知，DCs在适应性免疫应答过程中发挥着至关重要的作用。病原微生物感染或某些肿瘤细胞可能通过促进DCs发生凋亡，使免疫功能缺失或发生免疫耐受，促使疾病病情加重或持续发展。在败血症病人和小鼠模型中，均可以观察到半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3途径诱导的DCs凋亡，因此可通过抑制DCs凋亡减轻脂多糖所致的免疫抑制；鲍曼不动杆菌的外膜蛋白A可攻击线粒体，产生ROS，诱导DCs早期凋亡、迟发性坏死，降低了T细胞对鲍曼不动杆菌的适应性免疫应答，故同样可抑制DCs凋亡达到抗菌的目的。另外，自身免疫性疾病中DCs凋亡下降，使免疫应答不断发生，以致免疫过度激活，因此，促进DCs凋亡是治疗自身免疫性疾病的治疗方法之一。

研究表明，DCs凋亡在病毒感染中也起着重要的作用。麻疹病毒出现免疫抑制的原因是通过Fas途径诱导人单核细胞源性(m)DCs凋亡实现的。在慢性丙型肝炎患者中，mDCs的NF-κB活力减弱，引起mDCs增加，降低特异性T细胞的免疫调节能力，使感染持续。研究发现，人免疫缺陷病毒(HIV)感染后通过诱导DC凋亡使艾滋病患者血液中DC的数量下降，而抑制病毒可让DC数量下降的过程发生逆转。在同种病毒感染过程中，疾病的严重程度与DCs凋亡程度具有相关性。Silveira 等〔21〕研究了两种登革热病毒对mDCs的作用，发现能够引起内脏综合征的病毒株，使大量炎症细胞因子产生与释放，增加了DCs凋亡与病毒复制，损伤机体的适应性免疫应答能力，进一步扩大了炎症介质的合成与释放，成为炎症级联反应的重要因素，使感染进一步加重，使疾病进一步恶化。针对流感病毒感染的临床研究也发现〔22〕，病毒感染后的DCs再次暴露于肺炎球菌，增加了DCs的凋亡与表面CD83及CD86表达，促进了大量促炎症因子的产生与释放，使用感染进一步放大；研究结果提示DCs凋亡是流感病毒合并肺炎球菌感染导致炎症扩散的重要机制。

研究显示，不管是成熟DCs凋亡增加，还是未成熟DCs凋亡增加，均是引起感染扩散的重要因素。病毒感染过程中，感染的未成熟DCs会被自然杀伤细胞(NKC)在组织炎症处杀死，使适应性免疫更加优化，所以，NKC早期清除感染靶细胞的一个重要手段是依赖性于杀伤感染DCs；1型单纯疱疹病毒诱导了未成熟DCs凋亡，干扰了DCs的抗病毒免疫作用。DC的凋亡在寄生虫感染中起着同样重要的作用，有研究发现，T细胞的低反应性可能是通过肿瘤坏死因子(TNF)-α及其相关凋亡诱导配体(TRAIL)途径可诱导mDC发生大量凋亡导致的。

可见，众多因素均可通过多种途径、多靶点地引起DCs凋亡，从而出现以DCs为启动因素的复杂的免疫调节作用。如一方面，DCs凋亡增加是引起免疫耐受的重要机制；另一方面，DCs凋亡增加引起DCs的免疫调节功能下降，则发挥了免疫抑制的作用；此外，在通过杀伤感染的DCs则又发挥了限制感染的作用。因而，应当结合不同的致病因素、考虑不同的免疫调节机制，充分理解并以此为基础，发挥DCs凋亡在感染性疾病治疗中的作用。

4 DCs在抗肿瘤免疫中的作用

DC在肿瘤的发生和发展过程中起着关键的作用，对于大部分实体瘤患者来说，瘤体内DC浸润的数量越多则患者预后越好。DC的抗肿瘤免疫反应的关键核心是能产生细胞免疫应答，这也是DC成为肿瘤免疫治疗手段基础的原因之一。

近年来，膀胱肿瘤治疗手段在不断地提高，但术后高复发率的问题依然没有得到有效控制，研究发现，其原因与免疫逃逸可能有一定的关系。随着免疫治疗手段在肿瘤防治方面应用的深入研究，很多研究者把研究焦点移到了DCs上。有研究发现，膀胱肿瘤是可以发生免疫逃逸的因素之一，因为膀胱肿瘤组织中浸润的DCs数量下降。刘星等〔23〕研究发现，正常组织中DCs表达CD83的水平远高于肿瘤组织，这种现象可能是肿瘤组织受到了外周血环境中一些因素的影响，因为肿瘤组织的DCs大多处于未成熟期;而未成熟DCs 抗原递呈能力很弱，这使膀胱肿瘤患者DCs不能高效地激活免疫反应，导致免疫逃逸的可能因素之一。免疫功能紊乱是肿瘤发生的关键因素之一，DCs数量与功能变化参与了肿瘤的发生发展，以调控DCs为切入点，已在抗肿瘤治疗中发挥了积极的作用，相关机制需进一步拓展。

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〔2016-02-03修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZH2012004)

牛春雨(1967-)，男，博士，教授，硕士生导师，主要从事创伤休克研究。

李建峰(1981-)，男，硕士，讲师，主要从事创伤休克研究。

R392.12

A

1005-9202(2017)09-2323-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.09.112