雌激素对Treg细胞的影响机制研究进展①

徐一君 邓勇志 （山西省心血管病医院心血管外科，太原030024）

近年来，雌激素与自身免疫性疾病的关系日渐引起人们的关注。雌激素治疗能够改善自身免疫性关节炎、实验性脑脊髓膜炎等多种自身免疫性疾病。许多研究已经证实Treg（CD4+CD25+Foxp3+regulatory T cells）在器官移植、自身免疫性疾病、肿瘤免疫等疾病中，能够诱导和维持免疫耐受的形成。雌激素作用后能否通过促进Treg 的产生而发挥免疫抑制和治疗作用？本文就该领域当前的研究进展作一简要阐述。

1 雌激素的免疫特性

雌激素是一种存在于男性和女性体内的性类固醇激素，在生育期女性体内高度表达，在人体内分泌系统和生殖系统中发挥着重要的作用［1-2］。内源性雌激素包括雌激素酮（E1）、雌二醇（17β-estra⁃diol，E2）和雌三醇（E3）。E2 是绝经前妇女雌激素的主要形式，而E3主要在妊娠期间与E2一起产生。在女性生命的各个阶段，从童年到更年期，雌激素的水平是不断变化的。在每个阶段，雌激素的变化对女性身体有固定的影响。雌激素主要促进女性第二性征的发育，调节月经周期。除了性发育外，E2还影响皮肤、肌肉、脂肪组织、大脑、心血管系统、骨骼等各种器官和组织的功能，同时预防骨质疏松症和心血管疾病［3］。

雌激素的功能主要由两种雌激素受体ERα 和ERβ 介导。两种受体在大多数组织中均可表达，主要作用是调节月经周期、更年期等相关生理活动。大多数自身免疫性疾病主要发生在女性身上，因为雌激素是跟性别有关的免疫调节激素，雌激素在体内有助于调节T 细胞功能，抑制自身免疫性疾病［4］。在多发性硬化症患者当中，雌激素和雌激素受体在正常机体免疫系统中能够诱导人体产生免疫耐受和神经系统保护，在人体相关免疫细胞、分子、遗传方面扮演重要角色［5］。

ERα 是最早发现且研究最为深入的经典雌激素受体类型，主要分布在子宫、卵巢、乳腺、骨骼、肝脏等部位，其与配体结合后能够通过转录激活作用进一步调控相关基因的表达［6］。ERα 与细胞的生长、增殖、代谢活动密切相关。ERα 能够产生雌激素效应，在维持女性第二性征和生理周期等方面发挥重要作用［7］。研究表明ERα 受体缺乏后，能够增加小鼠自身免疫性疾病的发病率，如系统性红斑狼疮、类风湿关节炎和自身免疫性脑脊髓炎（EAE）。ERα 对辅助T 细胞（Tfh）的细胞功能和自身抗体反应中的调节作用，可能与自身免疫性疾病相关［8］。目前，已有实验证明E2 能够通过抑制Th1 和Th17的浸润，阻止EAE 病变进展，而缺乏ERα 的小鼠T细胞未能抑制该疾病的进展。这些研究揭示了雌激素和雌激素受体在T细胞免疫和自身免疫性疾病中的重要作用［9-10］。从患有类风湿关节炎的女性患者中观察到，绝经后患者的病情出现严重恶化，提示女性雌激素在自身免疫性疾病方面具有保护作用［11］。也有研究表明ERα 能够抑制Tfh 细胞和巨细胞的反应以阻止自身抗体产生，这对于防止自身反应性疾病至关重要［12］。

ERβ 是1996年发现的雌激素受体类型，主要分布在神经系统、结肠、心血管系统等部位，主要发挥抗炎、抗增生、抗肿瘤效应［13-14］。ITOH 等［15］在 EAE小鼠模型的研究中发现，ERβ 激动剂对神经系统具有保护作用。ERβ 激动剂可减轻EAE 小鼠神经功能损伤和脑组织炎症反应，其机制可能与抑制小胶质细胞活化和减轻氧化应激有关［16］。在一项TNBS诱导的小鼠急性肠炎模型中，在ERβ 存在或缺失的前提下，外源性雌二醇会产生不同的保护效应。雌二醇能够降低小鼠中段结肠的炎症程度和ERβ 敲除后小鼠远端结肠的炎症程度［17］。GOU 等［18］研究发现，ERβ 与子宫内膜异位病灶中免疫细胞浸润有关，敲除子宫内膜基质细胞（ESC）中的ERβ后，与巨噬细胞共培养发现其减少了巨噬细胞进一步募集，并削弱了巨噬细胞M2型的极化。牛蒡甙元作为ER的选择性激动剂，可以激活ER，并通过与raptormTOR 形成复合体来抑制mTOR 的活化及Th17 的分化［19］。

2 雌激素对免疫细胞Treg的影响

Treg 作为一类具有免疫抑制作用的T 细胞，约占外周CD4+T 细胞的5%~10%，是机体维持自身免疫耐受的重要组成部分，在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反应和维持机体免疫平衡方面都有一定作用。SAKAGUCHI 等［20］在 1995 年首次报道Treg 在保持自身免疫耐受方面发挥重要作用，其功能的缺陷将导致自身免疫耐受性的损坏和自身免疫性疾病的发生。Treg的功能可受雌激素的正向调控。Treg 可能是雌激素在机体中发挥免疫抑制、抑制肿瘤免疫、增强免疫耐受、抗炎症反应等作用的免疫细胞。

循环中雌激素的水平常常会影响人体免疫系统，尤其是妊娠期间，免疫系统会做出适应性反应，建立胎儿免疫耐受的胎盘屏障。在生理性妊娠中，母体Treg 的数量在外周和胎盘都会增长，Treg 能够在胎盘中抑制针对胎儿的异基因产生的免疫排斥反应［21］。由于胎儿的免疫排斥反应，缺乏Treg 会导致妊娠失败。Treg 也有抑制自身免疫反应的能力。在多发性硬化症患者中，部分的雌激素保护作用是由雌激素介导的抗炎症细胞因子产生和Treg 扩增共同作用的结果［22］。女性在更年期期间发生自身免疫性疾病的风险增加。与男性相比，老年女性表现出更强的促炎症反应，因为免疫系统能力的衰减会导致与性别相关的低级慢性炎症反应。绝经期雌激素浓度的下降与B、T细胞数量的减少和促炎细胞因子的分泌增加密切相关［23］。XIONG 等［24］发现高水平的 CD4+CD25+CD127−Treg 与妊娠期间 E2 密切相关，E2 水平与妊娠期间Treg 数量变化呈正相关，提示高水平的雌激素可能诱导外周血中CD4+CD25+Treg 的增加，进而影响人体的免疫功能。Foxp3 是Treg 分化和功能的总开关，是Treg 的特异性标志，对其发育和功能至关重要。MOHAMMAD等［25］研究发现雌激素可诱导T 细胞的增殖和分化，并增加Foxp3 表达，在体外培养中E2 通过ERα 诱导Foxp3 表达。当 ERα 缺失时，E2 未能进一步增加Foxp3 表达，提示雌激素对于Treg 的生长与发育发挥重要作用。雌激素还可通过减少IL-17 细胞因子的分泌降低Th17活性，同时增加IL-10分泌，靶向激活 CD4+CD25+Treg 细胞，以此调节 Th17/Treg，从而减轻肾脏缺血再灌注诱导的免疫损伤［26］。怀孕期间高水平的E2和E3也会降低促炎症免疫反应。用E3处理的小鼠能够高水平表达抑制性共刺激分子，如 PD-L1、IL-10 和 TNF-β 等免疫调节细胞因子，增加树突状细胞（DC）耐受性，但过继转移这些E3 治疗的DC 后可以预防炎症性EAE［27］。有研究认为E2通过ER 抑制实验性EAE，原理是雌二醇通过PD-1/PD-L1 调节轴的作用机制从而限制Th17 的分化来实现的Foxp3 Treg 的增殖［28］。这些研究均表明雌激素能够显著影响Treg 的增殖、活化、存活和Foxp3表达。子宫内膜异位症是一种雌激素依赖性疾病，且雌激素可增强Foxp3 的表达和Treg 的功能，WEI等［29］研究在子宫内膜异位症中雌激素是否可调节Treg的分化实验中发现，在培养基中加入雌激素后，Treg 的分化明显增加，说明局部高雌激素水平参与了子宫内膜异位症患者腹腔液中Treg 细胞的分化。ZHAO 等［30］通过在肌肉损伤后再生的肌纤维中增加血清E2 水平和上调ERβ 发现，体内雌激素的缺乏导致更严重的肌肉炎症浸润，包括单核/巨噬细胞和CD4+T细胞的募集，以及巨噬细胞的升高。此外，在炎性肌肉中雌激素信号的缺失还会导致Treg 浸润减少，Th1反应性升高和体外IFN-γ等免疫分子刺激生成的C2C12肌小管的表达上调。Treg在维持自身耐受性和预防自身免疫中发挥至关重要的作用，伴X 染色体的主要调节转录因子Foxp3 的表达能够促进Treg 的产生、维持和功能［31］。女性性别和雌激素的影响调节Foxp3 细胞因子的表达，这两种因素在Treg 的生理机能和在自身免疫性疾病的性别偏向性中起关键作用［32］。效应性T 细胞（Teffs）和Treg间的不平衡被认为是导致免疫平衡失调和自身免疫性疾病的原因之一。在人宫颈癌肿瘤组织来源的 Treg 中，阻断 ERα 受体后 Foxp3 的表达及其抑制功能受影响。在男性血源性Treg 中发现了与ERα结合的Foxp3 启动子内的雌激素反应原件位点。从宫颈癌中提取的Teff 中产生IL-4，阻断ER 可能恢复肿瘤中某些Teffs 功能。这些结果表明，E2 和ERα是Foxp3 表达和肿瘤来源的Treg 和Teffs 功能所必需的［33］。

3 雌激素与免疫耐受

免疫耐受指对抗原特异性应答的T 细胞与B 细胞，在抗原刺激下不能被激活，不能产生特异性免疫效应细胞及特异性抗体，从而不能执行正常免疫应答的现象。HODGE 等［34］发现特定器官的移植，如肺的免疫排斥反应中CD4+和CD8+T 细胞变化与TGF-β 的减少和IFN-γ、TNF-α 的增加有关。妊娠实际上是一种同种异体移植物植入，女性能否成功妊娠主要取决于能否诱导胎儿产生免疫耐受，在此过程中雌激素发挥不可替代的作用［35］。已有证据表明妊娠可延长动物模型中同种异体移植物的存活时间，在此期间，胎盘通过特异性抑制TNF-α 和IFN-γ 表达产生的蛋白（合胞素-1）而产生免疫调节功能［36-37］。QIU 等［38］发现弓形虫感染的小鼠在妊娠早期更容易流产，其原因与妊娠早期Treg上PD-1的表达低于妊娠晚期密切相关。随着妊娠的发展，小鼠体内E2 浓度升高，采用E2 或ER 激动剂治疗，可显著减轻Treg 的凋亡并增强Treg 上PD-1 的表达。这些结果表明妊娠期间高水平的E2 有助于维持胎儿免疫耐受。2-甲氧基雌二醇（2ME2）是雌激素的内源性代谢产物，XU 等［39］研究发现 2ME2 可抑制Th1和Th17的分化，同时下调促炎症细胞因子IFN-γ和IL-17 的水平，从而减少T 细胞介导的免疫反应，以减轻自身免疫性葡萄膜炎。也有研究发现2ME2能够钝化受刺激的T 细胞增殖，不会诱导细胞凋亡或衰减而减弱免疫反应，且用2ME2处理的T细胞仍能够产生正常水平的细胞因子。因此处理后的T细胞能够更有效地维持免疫耐受与免疫反应间的平衡，对于接受移植的个体而言，2ME2 可用作免疫调节辅助治疗［40］。SHIRSHEV 等［41］还发现雌二醇可增加CD4+Foxp3+T 细胞的百分比和这些细胞中重组酶RAG-1 的表达，从而促进妊娠期间免疫耐受的维持。小鼠T 细胞特异性ERα 被敲除后，利用CD4-Cre/ERα 液氧系统（CD4-ERαKO）分析其表型后发现ERα 能够抑制Tfh 细胞反应和巨细胞反应，控制自身抗体的生产，这一系列过程与雌激素的信号调节和自身免疫反应有关［42］。

综上所述，雌激素通过调节Treg 能够在自身免疫性疾病、移植排斥、骨破坏等免疫系统反应中发挥重要的生物学功能，而在探究雌激素能否诱导长期稳定的免疫耐受方面仍需深入研究。通过对雌激素与Treg 相关机制与作用的研究，有助于开发新的免疫治疗方案。Treg在免疫性疾病中的作用非常重要，如何通过雌激素调节体内Treg 水平，维持其与效应T 细胞之间的免疫平衡，促进免疫耐受以达到治疗免疫性疾病的目的值得进一步研究。