MBD2和SOCS3调控Th17细胞与重症哮喘发病机制

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(南华大学附属第二医院呼吸与危重症医学科，湖南 衡阳 421001)

重症哮喘[1]是指在过去一年中≥50%的时间需要给予全球哮喘防治创议指南中4～5级哮喘药物治疗，即高剂量吸入激素联合长效β2受体激动剂和(或)白三烯调节剂/缓释茶碱，或全身激素治疗才能维持哮喘控制状态或上述治疗下仍不能控制的哮喘。流行病学调查研究表明全球约有3亿成年哮喘患者，其中5%～10% 哮喘患者为重症哮喘[2]。2014年ESR/ATS联合发布了重症哮喘诊治指南[1]，指出重症哮喘与普通哮喘治疗方面存在诸多不同，预后也不一样，严重影响患者的工作和生活，是导致哮喘患者住院和死亡的主要原因。但重症哮喘发病机制至今不完全明确，而在哮喘发病机制探讨中，免疫调节异常及其相关研究占据着重要地位。本文就甲基CpG结合蛋白2(MBD2)及细胞因子信号传导抑制蛋白3(SOCS3)参与调控辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)细胞与重症哮喘发病的关系的研究进展进行综述。

1 Th17细胞概述

辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)的分化及其释放细胞因子所涉及的信号转导通路成为当前哮喘尤其是气道中性粒细胞炎症的发病机制及防治研究中的热点。Th17 细胞不同于经典Th1/Th 2细胞的CD4+ T 细胞亚群，其在机体炎症和自身免疫反应方面扮演重要角色。白细胞介素17(interleukin 17,IL-17 or IL-17A)是Th17 细胞产生的代表性细胞因子，其可以通过直接影响白细胞介素8(interleukin 8,IL-8)或间接产生集落刺激因子(colony-stimulating factor,CSF)、趋化因子-8(chemokines,CXCL8)、聚集和活化中性粒细胞等发挥作用。ROUSSEL等[3]研究发现，在哮喘患者支气管镜活检中IL-17RA和IL-17RC mRNA的表达显著增加，并且这些受体不仅在上皮和炎症细胞上表达，而且在内皮细胞上表达。而IL-17能有效地刺激肺微血管内皮细胞产生选择性驱动中性粒细胞趋化性的化学引诱物(如CXCL8和5-脂氧合酶途径的衍生物)。HELLINGS等[4]报道，小鼠经卵蛋白致敏激发后，肺组织中IL-17mRNA早期升高，并伴有明显的中性粒细胞浸润，给予IL-17抗体后中性粒细胞的浸润明显减少，效果与地塞米松相当。AGACHE等[5]研究发现，重症哮喘患者血清IL-17较轻度及中度哮喘患者组中均有增加，可用于预测哮喘严重程度，并作为重症哮喘的独立预测因素。上述研究说明Th17 细胞及IL-17 在介导中性粒细胞炎症方面发挥重要作用，参与以气道中性粒细胞浸润为特点的哮喘发病过程，并且与哮喘的严重度呈正相关[6-7]。

2 MBD2促进Th17细胞的分化

甲基CpG结合蛋白2(Methtyl-CpG-binding domain protein 2,MBD2)基因位于人类染色体18q21.2上，属于甲基化CpG 域结合蛋白MBDs(Methtyl-CpG-binding domain proteins,MBDs)家族成员之一。MBD2 能够特异性的结合至靶基因的甲基化启动子区域，并且通过招募其它分子，改变组蛋白的转录后修饰，从而改变染色质结构，调控靶基因的表达。

MBD2参与诸多生化过程，影响基因转录、细胞分化等。生物化学和遗传学证据表明，MBD2具有独特的功能，被证明有助于多能细胞，免疫淋巴细胞和肿瘤发生中的转录调控[8]。WOOD等[9]研究发现，MBD2对脑功能的影响较小，但在许多组织中高度表达，特别是肺，肝，结肠；成年小鼠的MBD2表达在脾脏和小肠中亦显著增加。研究发现野生小鼠脾初始CD4+ T细胞中MBD2的表达较低，但是在抗CD3 / CD28刺激后MBD2的表达显著上调；且相较于野生型小鼠脾初始CD4+ T细胞，MBD2缺失型小鼠脾初始CD4 + T细胞分化产生IL-17的数量明显下降，且MBD2可以通过甲基化T-bet / Hlx调节T细胞分化为Th17细胞[10]。综上提示MBD2与CD4+ T细胞分化与功能的调节存在密切关系，在促进Th17细胞分化成熟过程中发挥重要作用。

3 SOCS3抑制Th17细胞的分化

贾纳斯激酶信号传导及转录激活因子途径(Janus kinase signal transducer and activator of transcription pathway,JAK/STAT)信号转导通路的激活与多种疾病的发生、发展密切相关。细胞因子信号阻抑蛋白分子(suppressor of cytokine signaling,SOCS)主要通过对该通路的负性调节而抑制信号转导。细胞因子信号传导抑制蛋白3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)基因位于人染色体17q25.3，只有1个外显子，没有内含子。

SOCS3负性调控JAK/STAT信号，有利于维持机体正常的生理功能。ROMAIN[11]研究发现过表达SOCS3可以抑制IL-17的表达，增加小鼠主动脉瘤的发生；FANG[12]研究发现血小板因子4(platelet factor 4,PF4)能够上调SOCS3的表达而抑制IL-17/STAT3途径而参与黑色素瘤的发病。QIN[13]研究发现转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)促进IL-17的表达也是通过抑制SOCS3的表达而实现的。VEGRAN F[14]认为过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)通过SOCS3参与调控磷酸化STAT3(p-STAT3)的表达，影响IL-17的表达参与肿瘤介导的炎症反应。SON等[15]研究发现抑瘤素(Oncostatin M,OSM)通过激活SOCS3、STAT3降低Th17细胞分化和IL-17产生。LIN等[16]研究发现丙泊酚通过抑制白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)诱导的JAK2/STAT3途径的磷酸化，使SOCS3表达作用增强，从而抑制Th17细胞分化。DING等[17]研究发现在铜绿假单胞菌感染的肺组织CD4+ T细胞中外源SOCS3基因转移能降低pSTAT3的表达，抑制IL-17A细胞的水平。上述研究显示SOCS3可以抑制Th17细胞的分化。

4 MBD2通过SOCS3调控Th17细胞的分化参与重症哮喘的发病

最新一项研究显示，在重症哮喘小鼠模型中，通过体外脾细胞实验，发现随着MBD2基因的过度表达，IL-17蛋白的表达显著增加，随着MBD2基因的沉默，IL-17蛋白表达减少。同时Th17细胞的数量与MBD2基因的过表达或沉默一致，显示MBD2通过影响Th17细胞的分化和IL-17分泌而参与重症哮喘的发病[18]。SOCS3负调控Th17细胞分化，而SOCS3表达下调与中性粒细胞哮喘小鼠体内初始T细胞向Th17方向分化增强有关，表明SOCS3通过影响Th17细胞的分化参与重症哮喘的发病[19]。

SOCS3启动子区的CpG岛为转录因子的结合位点，这些位点被异常甲基化造成的SOCS3表达沉默与多种肿瘤的发生有关。在肺癌中，普遍存在着SOCS3启动子区CpG岛被高度甲基化现象，甲基化的频率和其转录抑制效应是一致的。当去甲基化后，SOCS3的转录恢复正常，重新反馈抑制STAT3活性，诱导细胞凋亡，抑制肿瘤生长。TOKITA等[20]研究发现在人类恶性黑色素瘤细胞中，SOCS3的表达与SOCS3基因启动子区的甲基化状态呈负相关，通过甲基转移酶抑制剂(5-氮脱氧胞苷)去甲基化处理抑制其活性，使在诱导人恶性黑色素瘤细胞中SOCS3表达呈阴性或弱阳性，表明高度甲基化的SOCS3基因失活可能参与促进恶性黑色素瘤发生。MBD2与SOCS3启动子区的CpG岛结合，可引起该位点的甲基化，导致SOCS3对Th17细胞分化抑制的减弱，使得Th17细胞分化增加，从而参与重症哮喘的发病。

5 展 望

在哮喘发病机制探讨中，免疫调节的异常及其相关研究占据着重要地位，但重症哮喘发病机制至今还不完全明确。研究表明Th17细胞在重症哮喘发病中起重要作用，MBD2能够促进Th17细胞的分化，而SOCS3通过对JAK/STAT负性调节而抑制信号转导，抑制Th17细胞分化。MBD2及SOCS3调控Th17细胞的分化可能与重症哮喘发病有关，但目前的研究尚不充分，尚需作进一步的研究，为以MBD2为治疗哮喘的靶分子研究提供更多的依据。

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