Th17细胞的分化调节及其在系统性红斑狼疮中的研究进展

王俊杰 尤燕舞

【关键词】Th17细胞；狼疮肾炎；系统性红斑狼疮；STAT3；RORγt

中图分类号：R593.241 文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2017.05.022

约三十多年前，研究者发现了两种不同的辅助性T细胞亚群，即能产生干扰素γ（Interferon γ，IFNγ）的Th1细胞（T helper cell 1，Th1）和产生IL4（Interleukin 4，IL4）的Th2细胞（T helper cell 2，Th2），它们的发现使我们更好地理解了在人类身上由细胞介导的免疫病理反应和过敏性炎症性疾病的病理过程[1]。辅助性T细胞17（T helper cell 17，Th17）是最新发现的与Th1细胞及Th2细胞截然不同的CD4+ T细胞亚群，以产生有效的促炎细胞因子IL17（Interleukin 17，IL17）为特征[2]。近年来，研究表明Th17细胞在自身免疫疾病中具有重要作用[3]。因此，深入研究Th17细胞的功能、分化调节机制以及与其他T细胞亚群之间的关系，为进一步认识自身免疫性疾病的发病机制，寻求有效的靶点治疗途径有着重要作用，也可为治疗自身免疫性疾病新药的安全性及有效性提供依据。笔者就Th17细胞的分化调节机制及在系统性红斑狼疮中的作用作一综述。

1Th17细胞分化及调节机制

Th17细胞的分化调节和Th1细胞、Th2细胞分化调节不同，有其独特的分化调节机制，目前研究证明，转化生长因子（Transformation growth factorβ TGFβ）、IL6、信号传导及转录激活因子（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）和诱导转录因子维A酸相关孤独受体γt （RORγt）、Notch受体信号、Toll样受体2（Tolllike receptor 2，TLR2）、干扰素调节因子4（interferon regulatory factor 4，IRF4）等众多细胞因子和转录因子参与Th17细胞分化的正向或负向调节。

1.1TGFβ和IL6有研究发现，在小鼠初始CD4+T细胞分化过程中，TGFβ和IL6的协同作用是其分化为Th17细胞的关键因素，其中任何一种因子单独存在都无法诱导Th17细胞的分化[4]。但是在缺乏TGFβ情况下，IL6协同IL23及IL1β，初始CD4+T细胞也能大量分泌IL17A[5]。王辰等人[6]研究表明，IL6、IL23、TGFβ单独均能对Th17细胞的分化起促进作用，只是在联合使用时Th17细胞体外分化效率达到最佳。Th17细胞/Treg细胞的两极分化的调节依赖TGFβ的浓度[7]，在低浓度条件下，TGFβ与IL6和IL21协同作用促进IL23受体（IL23R）的表达[8]，从而诱导初始CD4+T细胞向Th17细胞定向分化，在高浓度条件下，TGFβ抑制IL23R的表达，有利于促进Foxp3的产生，Foxp3则抑制RORγt的表达，从而抑制Th17细胞的分化[9]。

1.2信号传导及转录激活因子信号通路STAT是一类重要的细胞因子信号蛋白。JAK/STAT信号通路的活化决定了T细胞的分化方向，从而调节一系列的生理及病理过程。当STAT被磷酸化后，发生聚合成为同源或异源二聚体形式的活化的转录激活因子，进入胞核内与靶基因启动子序列的特定位点结合，促进其转录。STAT3蛋白信号通路已被证实在调节Th17细胞的分化中起重要作用。参与STAT3信号通路主要包括IL6、TGFβ、RORγt、IRF4等细胞因子和转录因子。细胞因子IL6和TGFβ是初始CD4+T细胞向Th17细胞分化的关键因子，而促进初始CD4+T细胞分化的信号主要靠STAT3信号通路传递[10]。通过淋巴结或发炎的外周组织中的IL6刺激常见的Treg/Th17前体激活STAT3通路，诱导IL21的表达，并与其受体结合启动IL21/STAT3自分泌环，导致STAT3的持续活化。Edwards等研究发现[11]，在使用STAT3活化抑制剂后，抑制CD4+T细胞向Th17细胞分化，可以明显减少狼疮小鼠外周血Th17细胞及其相关细胞因子的含量。RORγt属于核激素受体超家族，是Th17细胞的特异性转录调节因子，它的产生依赖于STAT3，敲除或者存在STAT3基因缺陷的T细胞中RORγt表达量明显受限。IL6激活STAT3后诱导RORγt的产生，从而诱导编码IL17细胞因子基因的表达，促进Th17细胞的分化。最近研究发现[12]，即使在STAT3蛋白持续活化的情况下敲除RORγt基因IL17的分泌量也明显受限，表明STAT3与RORγt协同参与Th17细胞的分化调节。另有研究发现[13]，RORγt缺乏不能完全消除Th17细胞因子表达，RORα的表达也可促进Th17分化并显著上调IL17和IL17F表达，RORα缺乏导致体外和体内IL17表达量降低。此外，还发现RORα和RORγ协同表达时导致更多的Th17分化。当RORα和RORγ均缺陷时损害Th17细胞的分化，并可阻止小鼠患实验自身免疫性脑脊髓炎。因此，RORα和RORγt可能共同介导Th17细胞的分化。IRF4作为IRF的一员仅表达于免疫细胞中[14]，在Th17细胞分化调节中发挥着重要作用。Mudter 等[15]研究证实，IRF4可以直接结合IL17启动子并诱导结肠黏膜RORγt水平和IL17基因表达，从而控制Th17依赖性结肠炎，即便上调RORγt的表达量，在Irf4/的T细胞中，Th17细胞的分化也只能部分恢复。Huber等[16]研究证明，IL21对Th17分化的调节作用完全依赖于IRF4，在Irf4/Th细胞中，Th细胞在IL17产生和自分泌IL21环中明显存在缺陷，阻断了IL21介导的Th17细胞的分化。同样，IL23受体和RORα及RORγt的水平也减少，这也可能进一步抑制Th17细胞的分化。endprint

1.3Notch受体信号对Th17细胞分化的调节Notch受体信号传导参与Th17细胞分化已被广泛研究，但大部分研究都集中在体外，而且对Th17细胞的分化调节作用不同的研究团队得出的结果也有所不同。Keerthivasan 等[17]研究表明，在人和小鼠体内Notch1受体信号被激活后Th17细胞被极化，而阻断Notch 受体信号后，Th17细胞相关因子的表达量降低。Coutaz 等[18]研究发现，在肠系膜淋巴结中缺乏Notch1和Notch2两种受体时，Th17细胞含量增加，这表明Notch信号在Th17细胞分化过程中起负调节作用，这与前面的研究相矛盾。所以，Notch信号在调节Th17细胞分化中的作用有待进一步研究。

1.4Toll样受体 2（TLR2）对Th17细胞分化的调节TLR2已被证实在适应性免疫应答中发挥着重要作用。几个研究团队发现[19]，在体内和体外使用TLR2相关激动剂后可以增加IL6和IL17的分泌，增加RORC和减少Foxp3的表达，促进Th17细胞的分化。Wei等[20]在研究TLR2激动剂在实验性自身免疫性葡萄膜炎（experimental autoimmune uveitis，EAU）中对自身反应性Th17细胞应答的作用和机制的实验中，他们利用肽聚糖（一种特定的TLR2激动剂）后，可以增加抗原特异性Th17细胞的生成，加速EAU的发展。他们进一步研究发现TLR2激动剂促进Th17细胞生成的可能机制为：TLR2激活后，激活P38信号通路，增加RORγt基因的转录。

1.5其他调节因子（1）蛋白激酶MST1（mammalian Sterile 20like kinase 1）信号。Li等[21]研究发现，蛋白激酶MST1信号可以负向调节Th17细胞的分化。在树突状细胞（Dendritic Cells，DC）中MST1缺陷时，IL17分泌量显著增加，而MST1在DC中异常表达时，可以抑制IL17的产生。在机制上，MST1缺陷组小鼠与对照组相比IL6的分泌量明显增加，STAT3磷酸化增加，相反，MST1在DC中异常表达时，与对照相比IL6产生量明显减少，但是IL23，IL1β和TGFβ1在两组DC中没有明显改变。这些数据表明，MST1主要通过调节IL6和STAT3的磷酸化进而间接调节Th17细胞的分化。（2）间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSCs）。MSCs是一种具有多向分化潜能的干细胞，主要是通过抑制丝裂原、抑制周期蛋白、分化各种细胞因子及趋化因子来抑制Th17细胞的分化、增殖从而达到免疫调节作用。Dou等[22]研究发现，脂肪间充质干细胞（adipose tissuederived stem cells，ADSCs）能使小鼠肺组织中的IL17、IL6、TNFα的mRNA的水平和血清中IL6的含量升高，降低Th17细胞比例。黄雪琼等[23]研究发现，MSCs可显著抑制重度哮喘患儿外周血T淋巴细胞（TLC）增殖，且随着MSCs数量的增加，抑制作用增强。MSCs+TLC共培养组Th17转录因子RORC mRNA和效应因子IL17表达较TLC组下降，同时TGFβ表达增高。数据结果表明，MSCs在体外可能通过抑制Th17分化及IL17的分泌，同时上调TGFβ的表达。另有研究发现[24]，狼疮鼠肾脏IL17 mRNA的表达量较正常鼠高，ADSCs治疗后IL17 mRNA的表达较狼疮鼠组降低；狼疮鼠组肾脏RORγ mRNA表达量高于正常对照组，ADSCs治疗组RORγt mRNA的表达量少于狼疮鼠组。ADSC可能通过下调转录因子RORγt的表达来抑制Th17细胞的分化及其特征性的细胞因子IL17的表达和释放。

2Th17细胞与系统性红斑狼疮的关系

系统性红斑性狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是多种免疫功能紊乱引起的一种慢性自身免疫性疾病[25]，其特征在于自身抗体产生，免疫复合物形成和免疫失调，导致包括肾脏在内的多种器官的损伤[26]。狼疮性肾炎（lupus nephritis，LN）是SLE最常见最严重的并发症之一，已成为终末期肾病（end stage renal disease，ESRD）主要病因之一[27]。SLE发病机制复杂，近年来对人和鼠研究的数据清楚地表明Th17细胞和IL17在狼疮发病中的作用。Summers等[28]将姥鲛烷（pristane）分别注射给遗传完整的小鼠和IL17A/的小鼠，然后分别于第6天和第8周后评估免疫应答水平，在第7个月时测定肾脏损伤情况。结果发现，在注射pristane 6天后，Th17细胞分泌的IL17A水平明显增高；8周后，IL17A在野生型小鼠中仍然能大剂量检测到，在IL17A/小鼠中，INFγ、TNF等促炎因子明显减少；7个月后，IL17A/小鼠的肾脏损害程度也明显较野生型小鼠轻。这些结果说明，Th17细胞及其相关细胞因子IL17A在系统性红斑狼疮中发挥着重要作用，并促进肾脏损害。Talaat等[29]研究发现，SLE患者与健康者相比，其外周血中Th17细胞因子IL17、IL23明显升高，而Treg细胞相关细胞因子IL10、TGFβ降低，这些数据表明，在SLE患者中，初始CD4+T更多分化为Th17细胞，而且Th17/Treg比例失衡在SLE的发病过程中起着重要作用。此外，国内学者也做了大量研究。徐维家等[30]研究发现，SLE患者血清中IL17、IL23及INFγ水平明显增高；Th17细胞比例及IL17、IL23水平与SLE疾病活动性指数（systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI）呈正相关。白雪等人[31]研究证实，Th17细胞相关细胞因子IL17和IL23在SLE的发生过程中发挥作用，并与SLEDAI有密切关系。Amarilyo等[32]的研究证实，在IL17充足的野生型小鼠中由姥鲛烷可诱导产生SLE模型，而在IL17缺陷的小鼠中，可被保护免于狼疮自身抗体和肾小球肾炎的发展。 Agneta 等[33]研究发现，在LN患者中，Th17细胞相关细胞因子IL17、IL23的表达量明显增高，并且证实IL17/IL23轴在LN中具有关键作用，而且能够影响LN的治疗。Du 等[34]对108名SLE患者和60名健康对照受试者研究后发现，与健康对照组相比，SLE合并肾脏受累的患者中，IL23 mRNA水平显著增高。IL23 mRNA水平在具有活动性或非活动性SLE的患者之间无明显差别，但是活动性疾病患者中的IL17/IL23比率更高。endprint

3结束语

综上所述，Th17细胞的分化调节机制甚为复杂，具有产生有效的促炎细胞因子包括IL17的能力，该细胞亚群可能在自身免疫中具有重要作用。相关研究提供的证据表明狼疮患者存在增加与疾病活动相关的Th17细胞应答。此外，IL17被证实能诱导炎症，组织损伤和在狼疮发病机制中产生重要作用的自身抗体的产生。这些发现更有力的证明了IL17在狼疮中的可能的致病作用。目前，针对Th17细胞及其相关细胞因子的靶向治疗也进行了大量研究，显示了重要的治疗前景。但是由于SLE发病机制复杂，在不同的狼疮鼠及患者中发病机制也可能存在较大差异，而且人体内环境及免疫系统更为复杂，这也要求对SLE的各种新的治疗方法如抗IL17、间充质干细胞移植等治疗还需作进一步研究与评估，但是，这些研究已为我们治疗SLE指明了一条新的途径。相信，在科研工作者不懈的努力下，在SLE及LN的治疗上一定会取得新的突破。

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（收稿日期：2017-04-12修回日期：2017-04-23）

（编辑：梁明佩）endprint