干扰素调节因子4(IRF4)在慢性炎性疾病中作用的研究进展

栾 格，王 明，王成硕*，张 罗，3*

(首都医科大学附属北京同仁医院 1.耳鼻咽喉头颈外科 耳鼻咽喉头颈科学教育部重点实验室(首都医科大学)；3.变态反应科， 北京 100730； 2.北京市耳鼻咽喉科研究所 鼻病研究北京市重点实验室， 北京 100005)

干扰素调节因子4(interferon regulatory factor 4, IRF4)属于IRF家族，其主要表达在T细胞，B细胞，树突状细胞(dendritic cell, DC)，巨噬细胞等免疫细胞中。IRF4在先天性和适应性免疫系统的激活中起到至关重要的作用，IRF4在慢性炎性疾病,如炎性肠病、炎性关节炎、呼吸道过敏等的发生和发展中起着重要的调控作用(表1)。本文就IRF4在免疫细胞和慢性炎性疾病中的研究进展作一综述。

1 干扰素调节因子4(IRF4)与T细胞

1.1 IRF4在辅助T细胞分化中的作用

CD4+辅助T(T helper，Th)细胞在感染、 慢性炎性反应、自身免疫性疾病和致癌过程中具有重要作用。IRF4作为淋巴细胞特异性的核因子可以促进CD4+Th细胞分化为各种亚型，而且IRF4调节的基因中很多都是与T细胞活化和功能相关的。Th2型炎性反应在很多变应性炎性疾病中具有关键作用，缺乏IRF4会严重削弱CD4+T细胞向Th2细胞分化和产生白介素(interleukin, IL)4，IL-10以及转录因子GATA3的能力[1]。IRF4还通过结合其他转录因子来增强结合Th2型细胞因子的能力，从而调节其表达并促进Th2细胞的分化。

在Th17细胞中，IRF4同样是细胞分化的重要转录因子，幼稚CD4+T细胞在分化为Th17细胞过程中检测到IRF4表达明显增多，用表达IRF4的反转录病毒传导Th17细胞，发现IL-17显著增加[2]。此外，IRF4的蛋白C末端最后30个氨基酸会导致IRF4过度活跃，使IL-17A、IL-17F、IL-21的表达显著升高，从而引起更多的Th17分化[3]。说明改变IRF4的作用活性不只是在数量上，还可以通过改变结构而实现。

Th9是一种新型的效应CD4+T细胞亚群，幼稚CD4+T细胞在IL-4和TGF-β刺激下产生的Th9细胞中80%都表达IRF4，IRF4通过直接结合IL-9启动子调节IL-9的产生以及Th9细胞的发育[4]。另外，在Th9细胞分化过程中Th2细胞标志性细胞因子IL-4的表达先升高再下降，相反的，IRF4和smad3/4呈现逐渐升高趋势，说明Th9分化的早期可能存在Th2的分化，而后再通过smad3/4和IRF4激活途径最终分化为Th9细胞[5]。

1.2 IRF4在调节性T细胞中的作用

天然存在的调节性T细胞(regulatory T cells, Treg)是一种抗炎的T细胞亚群，在抑制人类自身免疫和癌中具有重要作用。尽管IRF4不是生成Treg细胞所必须的，但是对于Treg细胞分化和效应功能具有一定调节作用。具体来说，IRF4作为上游信号调节B淋巴细胞诱导的成熟蛋白1(B lymphocyte-induced maturation protein 1, Blimp-1)来控制IL-10的表达，IRF4和FOXP3组成复合体结合诱导共刺激因子的启动子也能调节其表达[6]。肿瘤中40%的Treg都表达IRF4，荷瘤小鼠中FOXP3+Treg细胞中IRF4的缺失导致肿瘤生长显著延迟，说明敲除IRF4可能增强机体抗肿瘤免疫力[7]。

1.3 IRF4在细胞毒性T细胞中的作用

CD8+T细胞对于抗病毒和抗肿瘤免疫有着重要的作用。缺乏IRF4会使CD8+T中的蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)途径受损，通过PKB途径负调控因子磷酸酶和张力蛋白同源物的挽救作用，发现IRF4和磷脂酰肌醇3-激酶-PKB途径之间的关系对于CD8+T有效激活和稳态增殖是至关重要的[8]。IRF4是CD8+记忆T细胞亚群长期增殖存活所必需的，IRF4缺陷的CD8+记忆T细胞的增殖和产生细胞因子的能力都受到损伤[9]。

2 干扰素调节因子4(IRF4)在B细胞中的作用

已知IRF4在B细胞不同的发育阶段(前B细胞分化，受体编辑，生发中心反应和浆细胞的生成)起着至关重要的作用。IRF4的缺失导致浆细胞凋亡和部分免疫球蛋白的分泌减少，并且浆细胞中的代谢也发生紊乱[10]。B细胞分化为浆细胞的过程中体现出不同的基因表型，其中IgE+B细胞中IRF4的表达明显升高，可能是这一类细胞更易于分化为浆细胞的原因[11]。此外，最新研究提出用IRF4和Blimp-1定义浆细胞分化的3个阶段，并且二者高表达的群体是最典型的浆细胞[12]。

3 干扰素调节因子4(IRF4)在树突细胞中的作用

广泛认可的经典树突状细胞 (conventional DC，cDC)的二分法是以IRF家族两名成员来划分的，即IRF4+cDC2(以CD1c为标志物)和IRF8+cDC1。IRF4在DC的成熟、抗原呈递功能、维持稳态和炎性反应过程中的正常功能都起到重要作用。缺乏IRF4的DC虽然不能影响细胞分化，但是对增殖和存活有一定影响。人和鼠的黏膜特定的DC是IRF4依赖性的，缺少IRF4会导致鼠的肺和肠道特定的CD11b+DC发育和存活降低，导致有缺陷的Th17应答[13]。在过敏原攻击后激发了重组集落刺激因子1(colony stimulating factor-1，CSF1)及其受体CSF1R的途径，将重组CSF1注入肺中可以增强肺泡CSF1R+DC中IRF4的水平，也说明过敏性炎性反应需要CSF1R+DC中的IRF4表达[14]。

4 干扰素调节因子4(IRF4)在炎性肠病中的作用

炎性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是常见的慢性炎性疾病，IRF4在IBD中表达升高并且和黏膜炎性反应存在相关性，IRF4和IL-6、IL-17、RORγt的表达也呈正相关，非T细胞表达的IRF4也作为Th17反应的重要调节剂[15]。DC中敲除IRF4可以导致T细胞依赖性的结肠炎发作延迟，但是一定时间后IRF4的作用较弱[16]，因此IRF4在IBD中的作用还有待更多的研究。综上，IRF4可能成为治疗炎性肠病的一个重要靶点。

5 干扰素调节因子4(IRF4)在关节炎中的作用

在炎性关节炎中，趋化因子CCL17本身既可以直接介导关节炎疼痛[17]，也可以由粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF)驱动完成，不仅GM-CSF，肿瘤坏死因子驱动的关节性疼痛也通过IRF4-CCL17途径介导[18]。IRF4联合血清Toll样受体4、5可以作为中老年膝关节骨关节炎的早期诊断标志物，并证明了该组标志物和软骨代谢及炎性因子有一定相关性[19]。CC趋化因子受体5拮抗剂在治疗风湿性关节炎中可能是通过抑制CD8细胞中IRF4和增加GATA3来实现的，通过协调IRF4/GATA3转录因子的平衡来减弱关节炎的进展[20]。

6 干扰素调节因子4(IRF4)在呼吸道过敏性疾病中的作用

过敏性鼻炎(allergic rhinitis，AR)是常见的过敏性疾病，AR患者的血中发现IRF4、IL-9的升高，并且有研究在小鼠模型中用抗IL-9治疗致敏小鼠后IRF4表达会降低[21]，也为IRF4在Th9细胞介导的过敏性反应中的研究提供了依据。颗粒物是慢性阻塞性肺疾病、哮喘以及过敏性鼻炎的危险因素，能引起人的炎性反应，暴露于颗粒物的小鼠的肺泡灌洗液中发现IRF4表达升高以及Th2细胞的偏倚[22]。屋尘螨激发IRF4△DC的小鼠相较于野生型小鼠杯状细胞化生和支气管周围炎性反应明显减轻，说明DC细胞中的IRF4对于过敏性气道炎性反应也是有一定作用的[23]。IRF4敲除鼠的研究证明，IRF4可能参与调控了Th2细胞的分化和功能，可能是IRF4调控气道过敏性炎性反应的重要机制。

哮喘是典型的过敏性气道炎性疾病，包含多种多样的炎性反应紊乱，其中T细胞亚群间的平衡失调是哮喘等过敏疾病重要的发病机制。敲除Irf4的小鼠不易诱发哮喘[4]。促炎转录因子FoxO1(forkhead box O1)诱导的2型过敏性哮喘中，FoxO1-IRF4信号传导通路有重要意义，FoxO1能反式激活IL-9和IRF4启动子，诱导Th9分化过程中IL-9的产生，导致气道炎性反应发生[24]。此外，核苷酸结合寡聚化域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)炎性小体的激活被认为参与哮喘炎性反应的发生，IRF4和NLRP3共同作用才能激活IL-4启动子，上调IL-4表达继而调节巨噬细胞向M2方向分化，M1/M2的失调将会导致过敏性炎性反应的发生[25]。因此可以看出，IRF4不仅是Th细胞和M2细胞分化的关键转录调节因子，也是气道炎性反应诱导的密切参与者。

表1 IRF4在与慢性炎性疾病中的机制

7 问题与展望

综上所述，IRF4和多种炎性细胞的发育分化以及细胞的功能都有密切的关系。在疾病方面，目前关于IRF4的研究大多集中于淋巴瘤等血液系统疾病和一些自身免疫性疾病，IRF4与过敏性疾病和慢性炎性疾病的研究尚少。尽管已知IRF4通过上述T、B、DC等免疫细胞在不同疾病中参与不同炎性反应，但是对于如何协调细胞之间的平衡以及具体通过哪种通路来完成一系列机制还有待继续研究。已知IRF4在哮喘等肺部慢性炎性疾病中参与的Th2、Th9炎性反应的相关通路有一定的研究，但是大多是间接的途径，希望通过研究发现IRF4在CD4+T辅助细胞中更为直接的作用。另外，炎性疾病的药物治疗中IRF4的表达具有一定的反应性，也说明IRF4可能是这一类疾病的一个可能的治疗靶点。慢性鼻窦炎和过敏性鼻炎同样作为气道疾病在研究中可以结合哮喘等进行深入的研究，IRF4在慢性鼻窦炎伴鼻息肉中仅仅是表达水平上有所异常，深入的机制还在探索当中。希望通过敲除IRF4的小鼠模型来研究IRF4在慢性鼻窦炎中的相关机制，同时继续思考其在慢性炎性疾病中的作用和机制。