Ⅱ型自然杀伤T细胞及其免疫调节作用

李昀 聂汉祥

武汉大学人民医院呼吸与危重症科430060

自然杀伤 (natural killer,NK)T 细胞是一群独特的天然T 淋巴细胞,分为Ⅰ型NKT 细胞和Ⅱ型NKT 细胞。与Ⅰ型NKT 细胞表达恒定T 细胞受体 (T cell receptor,TCR)α和β链不同,Ⅱ型NKT 细胞的TCR 由可变的α和β链组成,故也称为可变NKT 细胞,可识别由主要组织相容性复合物样分子CD1d呈递的脂类抗原[1]。硫酸脑苷脂作为第一个定义小鼠Ⅱ型NKT 细胞亚群的抗原,其富集在各种组织的细胞膜上,如中枢神经系统的髓鞘、脑组织的黑质区和胰腺的朗格汉斯胰岛细胞等[2]。被抗原激活的Ⅱ型NKT 细胞可以影响其他免疫细胞的功能,在许多免疫性疾病中起重要调节作用。

1 Ⅱ型NKT细胞的发育及分布场所

到目前为止,对于Ⅱ型NKT 细胞发育的研究仍然很少。表达CD1d的胸腺细胞与信号转导淋巴细胞活化分子(signaling lymphocytic-activation molecule,SLAM)家族受体相互作用导致信号转导淋巴细胞活化分子相关蛋白(signaling lymphocyte activation molecule-associated protein,SAP)激活,然后招募Src激酶Fyn,进而磷酸化SLAM 受体介导Ⅰ型NKT 细胞的发育。此外,Fyn还可以在TCR 信号的下游被激活,TCR 信号可以诱导早幼粒细胞白血病蛋白锌指 (promyelocytic leukemia zinc finger,PLZF),进而指导Ⅰ型NKT 细胞的发育。研究发现Ⅱ型NKT 细胞与Ⅰ型NKT 细胞具有相似的发育要求,PLZF在胸腺4get+Ⅱ型NKT 细胞中高度表达,Jα18-/-小鼠缺乏Ⅰ型NKT 细 胞,但 保 留Ⅱ型NKT 细 胞,在Jα18-/-PLZFlu/lu4get 小 鼠 与Jα18-/-4get 小 鼠 相 比,4get+Ⅱ型NKT 细胞及CD4+NK1.1+T 细胞数量均显著减少。Jα18-/-SAP-/-4get小鼠的4get+Ⅱ型NKT 细胞和CD4+NK1.1+T细胞的百分率比Jα18-/-4get小鼠降低了10倍以上。这似乎表明Ⅱ型NKT 细胞发育也依赖于PLZF和SAP[3]。

在小鼠体内Ⅰ型NKT 细胞比Ⅱ型NKT 细胞含量丰富,而在人类中Ⅱ型NKT 细胞更普遍,主要存在于胸腺和肝脏中。据报道硫酸脑苷脂反应性Ⅱ型NKT 细胞约占肝脏单个核细胞总数的4.5%[4]。但由于表达可变的TCR能与更多的抗原反应,且单个Ⅱ型NKT 细胞TCR 可以结合多种不同的抗原。因此,能高效启动特异性免疫反应,在抑制自身免疫反应、抗肿瘤免疫及调节代谢紊乱等方面具有重要作用[5]。

2 Ⅱ型NKT细胞的表面标志

到目前为止,还没有确定Ⅱ型NKT 细胞唯一的细胞表面标记。大多数Ⅱ型NKT 细胞具有典型的NKT 细胞表型,既表达NK 细胞表面标志NK1.1 (在人类中表达CD161),又表达αβTCR——CD3[6]。此外,有研究表明,Ⅱ型NKT 细胞与Ⅰ型NKT 细胞有共同的表面标志CD122,但其也可表现出不同于Ⅰ型NKT 细胞的表型特征:CD62Lhi、CD69neg/lo和CD49b+。最近Singh等[7]通过比较Jα18-/-MHCⅡ-/-小鼠和CD1d-/-MHCⅡ-/-小鼠对Ⅱ型NKT 细胞进行研究,发现了Ⅱ型NKT 细胞的一个新亚群。Jα18-/-MHCⅡ-/-小鼠中表达NKG2D 或NKG2A/C/E的CD4+单阳性和CD4-CD8-(双阴性)TCRβ+细胞数量显著增加,表明这些细胞中有30%～50%是Ⅱ型NKT 细胞。它们除了表达NK 细胞和T 细胞表面标志外,还表达CXCR3和中低水平的CD45RB。

3 Ⅱ型NKT细胞活化的抗原

Ⅰ型NKT 细胞能与α-半乳糖神经酰胺 (α-Galcer)反应,并形成稳定的α-Galcer/CD1d四聚体,可用于检测Ⅰ型NKT 细胞。而Ⅱ型NKT 细胞不能识别α-Galcer,其对硫酸脑苷脂有反应。硫酸脑苷脂是第一个被CD1d限制性Ⅱ型NKT 细胞识别的糖脂配体,可用于研究Ⅱ型NKT 细胞的某种亚群。另外,通过XV 19杂交瘤反应,证明缺乏脂肪酸链的溶菌酶对硫酸脑苷脂反应性Ⅱ型NKT 细胞有最强的刺激作用,其次是C24∶1和C24∶0[8]。

此外,研究表明Ⅱ型NKT 细胞能被β-葡萄糖神经酰胺和β-Galcer激活[9-10]。除了上述提到的自身糖脂抗原,也能被微生物来源的非自身脂类抗原激活。从结核分枝杆菌或谷氨酸棒状杆菌中分离出的几种微生物抗原被确定为Ⅱ型NKT 细胞的配体。与CD1d分子结合的溶血磷脂酰胆碱、心磷脂和磷脂酰肌醇均能激活Ⅱ型NKT 细胞。随后的一项研究发现从单核细胞增生李斯特菌中鉴定出一种更有效的Ⅱ型NKT 细胞配体磷脂酰甘油[11]。最近有研究表明Ⅱ型NKT 细胞不仅可以识别脂类抗原,还能与内源性疏水肽反应[12]。

在多项研究中表明,硫酸脑苷脂活化的Ⅱ型NKT 细胞通过影响其他免疫细胞的功能,调节机体免疫耐受,防止疾病的进展。在实验性自身免疫性脑脊髓炎-多发性硬化症及酒精性肝病小鼠模型中发现活化的Ⅱ型NKT 细胞诱导树突状细胞耐受或使Ⅰ型NKT 细胞失活,从而抑制自身免疫[13-14]。活化的Ⅱ型NKT 细胞还通过PD-1/PD-L1和ICOS/ICOS-L信号调节CD4+T 细胞对Ⅰ型糖尿病有保护作用[15-16]。

4 Ⅱ型NKT细胞活化的方式

Ⅱ型NKT 细胞对不同抗原表现出不同的反应性,目前关于激活Ⅱ型NKT 细胞的方式的研究仍然很少。就微生物的磷脂酰甘油而言,其对Ⅱ型NKT 细胞的活化是CD1d依赖性的,不需要Toll样受体介导的抗原递呈细胞激活,而是磷脂酰甘油结合到CD1d分子上,直接被Ⅱ型NKT 细胞TCR 识别[17]。此外,研究表明,Ⅱ型NKT 细胞与甘油磷酸胆碱刺激的树突状细胞共培养时,表现出部分非CD1d依赖性的γ干扰素产生,可能意味着Ⅱ型NKT细胞不仅限于TCR 参与激活[9]。

5 Ⅱ型NKT细胞的免疫调节作用

已经发现Ⅱ型NKT 细胞在多种免疫性疾病中具有调节机体免疫耐受的作用,对疾病具有保护作用。到目前为止,阐述Ⅱ型NKT 细胞对哮喘保护作用的研究仍然有限。哮喘是一种以可逆气道阻塞、气道高反应性、嗜酸粒细胞浸润、黏液高分泌和气道重塑为特征的由Th2细胞介导的慢性气道炎症性疾病[18]。此外,在FOXP 3叉头结构域缺失的小鼠模型中,由于产生功能性Treg细胞能力受损,小鼠表现出与过敏性气道炎症、高IgE、嗜酸粒细胞增多、Th1和Th2细胞因子分泌失调有关的强烈的多器官炎症反应[19]。研究表明Ⅰ型NKT 细胞在哮喘的发生发展中起促进作用[20]。与之相反,硫酸脑苷脂激活的Ⅱ型NKT 细胞在卵清蛋白诱导的哮喘小鼠模型中可以预防过敏性气道炎症。一方面,硫酸脑苷脂激活的Ⅱ型NKT 细胞可以导致Ⅰ型NKT 细胞失活,并减少炎症细胞在肺和支气管肺泡灌洗液中的浸润,降低IL-4和IL-5在肺和支气管肺泡灌洗液中的水平,降低血清卵白蛋白特异性Ig E 和IgG1水平,达到预防过敏性气道炎症的作用[21]。另一方面,硫酸脑苷脂激活的Ⅱ型NKT 细胞可以调节哮喘小鼠肺树突状细胞的功能,表现为降低肺树突状细胞表面成熟分子,使树突状细胞表现为耐受亚型。耐受性的树突状细胞产生IL-10增加并能抑制抗原特异性Th2 反应,以治疗过敏性疾病。此外,有研究表明,耐受型树突状细胞分泌IL-10 可使T细胞分化为Tr1细胞产生转化生长因子β并诱导FOXP3的表达,将非调节性CD4+CD25-T 细胞转化为具有调节活性的CD4+CD25+Foxp3+Treg 细胞[22]。因此,硫酸脑苷脂活化的Ⅱ型NKT 细胞通过调节其他细胞的功能对哮喘的气道炎症具有保护作用。

6 总结和展望

Ⅱ型NKT 细胞是一类具有免疫调节作用的细胞亚群,目前还没有办法完整地定义Ⅱ型NKT 细胞的整个群体,但利用硫酸脑苷脂/CD1d四聚体对研究不同条件下抗原特异性Ⅱ型NKT 细胞亚群有很大帮助。然而,硫酸脑苷脂/CD1d四聚体性能并不稳定,因此对Ⅱ型NKT 细胞进行实验研究仍然存在很大挑战性。然而,Ⅱ型NKT 细胞被抗原激活后通过抑制Ⅰ型NKT 细胞的功能或诱导树突状细胞耐受等影响其他免疫细胞的功能,在许多免疫性疾病中发挥免疫调节作用。因此,Ⅱ型NKT 细胞具有很大的免疫治疗潜力,可能为哮喘的治疗提供一个新方法。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突