Tim-3调控巨噬细胞极化在类风湿性关节炎中的研究进展

钟玉梅，陈洋，罗小超，周海燕

类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是以滑膜炎症为主要临床表现的慢性、难治性、自身免疫性疾病，目前药物治疗的效果欠佳，且该病有较高的致残率，严重影响了患者的生活质量［1］。T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子-3（T cell immunoglobulin and mucin-domain- containing molecule-3，Tim-3）作为免疫系统共刺激抑制受体家族成员，是免疫调节的关键调控分子。在RA疾病进展中，Tim-3在局部免疫和全身免疫中均发挥作用［2-3］。同时，Tim-3 作为巨噬细胞极化信号通路的调控分子，其对巨噬细胞极化具有确切的影响［4-5］。本文就近年来Tim-3 调控巨噬细胞极化在RA中的研究进展进行综述，以增强对Tim-3/巨噬细胞极化在RA 发病机制中的认识，也为RA的研究提供新的思路和治疗靶点。

1 Tim-3的研究进展

Tim-3 是近年新发现的 T 细胞表面分子［6］，是 T细胞免疫球蛋白黏蛋白（Tim）家族的成员，主要是由先天性和适应性免疫细胞分泌的一组Ⅰ型跨膜蛋白［7-9］。Tim-3广泛表达于T细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞等细胞表面，并且与其配体结合发挥免疫调节功能。目前越来越多的研究表明，Tim-3与RA易感性密切相关，可促进多种细胞内信号传导和免疫反应，调节T细胞分化，在对抗炎症和自身免疫性疾病中起到了重要作用［10-12］。

1.1 Tim-3 及其配体的生物学特性 McIntire 等［13］在小鼠11 号染色体Tapr基因座位上发现了Tim 基因家族，其所在的染色体区与自身免疫性和变态反应性疾病发生相关。Tim-3分子结构包括3部分：胞外段、跨膜段、胞内段。胞外段由IgV区及含31%丝氨酸和苏氨酸残基的黏蛋白样结构组成，含有4个N连锁的糖基化位点和5 个O 连锁的糖基化位点；胞内段含有6个酪氨酸残基，其中1个酪氨酸残基是酪氨酸磷酸化基序（RSENIY）中的一部分，而RSENIY与Tim-3下游信号传导有关。人和鼠的Tim-3总氨基酸有63%的同源性，两者胞内段有77%的氨基酸同源。

半乳糖凝集素-9（galectin-9，Gal-9）最早被认为是Tim-3的配体，它在体内分布非常广泛，尤其是免疫细胞上［14］；主要参与细胞聚集、黏附、分化、凋亡、调节肿瘤转移和炎症反应等［15］。Gal-9 含有碳水化合物识别区，通过与Tim-3的IgV结构域中的碳水化合物结构相结合进而发挥生物学功能。Tim-3/Gal-9 信号通路在肿瘤免疫［16］、抗感染免疫［17］和移植免疫［18］等方面发挥着重要的作用。

1.2 Tim-3 与免疫性疾病 Tim-3 作为负性免疫调节共刺激分子，一方面参与调控免疫平衡，维持对自身抗原的免疫耐受，确保完成免疫应答，避免自身免疫性疾病的发生；另一方面通过调控外周组织中免疫应答的持续性和强度，从而避免过度免疫造成的机体自我损伤［3］。研究发现，在辅助性T 细胞1（Th1）介导的实验性自身免疫性脑脊髓炎中，阻断Tim-3 可加速疾病的发作，导致小鼠病情恶化［6］。Liu等［19］发现，Tim-3的基因多态性可增加自身免疫性疾病的发病风险。刘叶等［20］发现，Tim-3 抑制能有效调节支气管哮喘患者Th17 和调节性T 细胞（Treg）的平衡，减轻患者的气道炎症。在对免疫性血小板减少症患者的研究中发现，Tim-3 的表达水平明显升高，且与干扰素（IFN）-γ、血小板水平呈正相关［21］。Tim-3基因敲除后，T细胞分泌肿瘤坏死因子（TNF）-α、IFN-γ的水平显著增高，体外杀伤胃癌AGS-EBV 细胞的能力也明显增强［22］。另有研究发现，单核细胞/巨噬细胞表达的Tim-3 可能是胃癌进展的重要机制［23］。

2 巨噬细胞M1/M2 极化信号通路失衡与RA 的关系

巨噬细胞浸润是RA 病理过程中的一个突出特征，而巨噬细胞又是固有免疫和适应性免疫的重要组成部分［24-26］。当受到不同因素刺激时，巨噬细胞可极化成为功能相反的2种表型：M1型（促炎型）和M2型（抗炎型）。M1型可导致促炎细胞因子炎症介质产生，包括TNF-α、白细胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-12 和单核细胞趋化蛋白（MCP）-1；而极化为M2 型时产生精氨酸酶1（Arg1）、IL-10、血管内皮生长因子（VEGF）等，这与免疫调节、抗炎、组织修复密切相关。在正常情况下，M1/M2 处于平衡状态，M2 分化充足，抑制M1 的分化［27-30］，即所谓“正气存内，邪不可干”的状态。但M1 与M2 在一定条件下可以相互转化，并调节机体炎症反应应答。研究发现，RA 中存在M1、M2表型极化的失衡［31-32］。在RA疾病发生发展过程中，多种因素会打破巨噬细胞M1/M2 型的动态平衡，引起数量和比例失衡，导致M1 型促炎巨噬细胞不断增多，从而加剧炎症反应［33］，邪实日益严重。因此，有效干预巨噬细胞M1 型转为M2 型，使M1/M2 恢复平衡状态，有利于促进炎症消退及组织修复，正气足则邪自安。

3 Tim-3与RA

3.1 Tim-3 的免疫调控与RA 发病的关系 研究发现，RA 患者外周血及滑膜液中CD4+和CD8+T 细胞表面Tim-3 的表达均较健康人明显升高，且Tim-3水平与病情的严重程度呈负相关［34］。RA 发病过程中，位于CD4+和CD8+T 细胞表面的Tim-3 起着负性调节免疫功能的作用，抑制T 细胞产生IFN-γ 等促炎因子，促进T 细胞生成IL-4 等抑炎因子。Tim-3作为免疫系统的关键调节者，是免疫炎症的纽带，也是抑制RA炎症反应的重要共刺激因子，已成为治疗RA的一个关键突破口。

3.2 Tim-3是调节巨噬细胞M1/M2极化信号通路的诱导器 Tim-3信号传导对巨噬细胞炎症因子表达和极化具有确切的影响，Tim-3高表达于M2型巨噬细胞，可促进巨噬细胞向M2 型极化并抑制M1 型极化，从而上调巨噬细胞中抗炎因子的表达并抑制促炎因子的表达；抑制Tim-3的表达可有效促进M1型巨噬细胞极化，抑制M2型巨噬细胞极化［35-36］。实际上Tim-3 对巨噬细胞极化的调控涉及2 部分：一种是通过接头蛋白直接调控，Tim-3与其配体Gal-9结合增强Tim-3 与信号转导及转录激活因子1（STAT1）之间的结合，再通过STAT1/miR-155/细胞因子信号传导抑制因子1（SOCS1）信号轴发挥对巨噬细胞极化的调控；另一种是与Gal-9 结合发挥Tim-3/Gal-9 信号通路对T 细胞免疫发挥抑制或促进的调节作用，通过不同免疫反应产生的产物如IFN- γ 或 IL-4 诱 导 巨 噬 细 胞 向 M1 或 M2 型极化［37-38］。

此外，也有文献报道Tim-3 信号可以促进β 干扰素TIR结构域衔接蛋白（TRIF）和干扰素调控因子3（IRF3）水平，调节巨噬细胞M1极化［39］。目前已证实在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠模型中，Tim-3抑制了M1型巨噬细胞的极化和IRF3的磷酸化水平，IRF3 是调节巨噬细胞极化的Toll 样受体4（TLR-4）下游转录因子［40］，但目前对该通路的研究还不够深入。

3.2.1 Tim-3 直接调控巨噬细胞极化 STAT1 是Tim-3 直接调控巨噬细胞极化的胞内关键接头蛋白。研究发现，Tim-3 通过其细胞内尾部的残基Y256 和 Y263 直 接 结 合 STAT1 并 抑 制 STAT1/miR-155/SOCS1 信号轴而极化巨噬细胞［37］。在该途径中，Gal-9与Tim-3的结合增强了Tim-3与STAT1之间的结合，STAT1 在miR-155 的上游起作用并促进miR-155 转 录 ，SOCS1 参 与 Tim-3/STAT1/miR-155下游的信号级联并介导巨噬细胞最后极化。Tim-3通过磷酸化残基Y256和Y263与Janus激酶（JAK）竞争结合STAT1，然后抑制STAT1磷酸化；STAT1磷酸化受到抑制后使miR-155 表达降低，进而对SOCS1表达的抑制作用降低，随后IL-10 和Arg-1 表达增加，最终导致巨噬细胞向M2表型的极化。

3.2.2 Tim-3 间接调控巨噬细胞极化 Tim-3 还可通过调节T细胞产生的IFN-γ或IL-4等产物诱导巨噬细胞向M1型或M2型极化。IFN-γ 是Th1细胞分泌的主要细胞因子之一，Tim-3/Gal-9信号通路可抑制Th1 细胞产生IFN-γ，而IFN-γ 是巨噬细胞M1 型极化的诱导因子，促使巨噬细胞M1型极化［41］。IL-4是Th2 细胞产生的主要细胞因子之一，Tim-3/Gal-9信号通路可促进Th2 细胞产生IL-4，IL-4 同时也是巨噬细胞M2 型极化的诱导因子，可诱导巨噬细胞M2 型极化。M1 的激活途径由STAT1 介导。IFN-γ通过其受体 IFNR-1 和 IFNGR-2 募集 JAK1 和 JAK2衔接子，激活STAT1 通路和干扰素调节因子（IRF）；IFN-γ 诱导的信号转导的主要介质是STAT1、JAK2和IRF1［42-43］。M2的激活途径主要由STAT6介导，首先IL-4 通过与其受体IL-4Rα 等结合，受体二聚化（Ⅱ型受体）后分别激活Janus 激酶JAK1/JAK3 或JAK1/JAK2，从而募集胰岛素受体底物（IRS）家族主要成员形成复合物；磷酸化的IRS 激活生长因子受体结合蛋白2（Grb2）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K），进一步募集STAT6，并使STAT6发生酪氨酸磷酸化；磷酸化的STAT6形成二聚体，入核后，启动相关基因的转录，使巨噬细胞逐步向 M2 极化［38，44-46］。Tim-3通过IFN-γ/IL-4 调节巨噬细胞极化，最终产生作用不同的产物（图1）。

Fig.1 The flow chart of Tim-3 regulating the polarization of macrophage through IFN-γ/IL-4图1 Tim-3通过IFN-γ/IL-4调节巨噬细胞极流程图

4 小结

巨噬细胞作为固有免疫和适应性免疫的重要组成成分，其极化方向在RA病理过程中扮演了重要的角色。Tim-3 作为巨噬细胞极化信号通路的诱导器，其信号传导可促进M2 型巨噬细胞极化并抑制M1 型极化，从而调节巨噬细胞中炎症因子的表达，但其与RA 病理发展的相关性仍待进一步的研究。Tim-3 调控分子的研究不仅对深入揭示RA 的发病机制具有重要的指导作用，也为RA的临床治疗提供了新的靶点。