何 浩 宋文剛 白 波 （泰山醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)研究所,泰安 271000）

調(diào)節(jié)性DC在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎發(fā)病中的作用①

何 浩②宋文剛 白 波③（泰山醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)研究所,泰安 271000）

多發(fā)性硬化（Multiple sclerosis,MS）是一種常見的以中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system,CNS）炎性脫髓鞘病變?yōu)樘卣鞯淖陨砻庖咝约膊?好發(fā)于青壯年,具有高復(fù)發(fā)率和高致殘率,治療棘手,通常造成腦組織的嚴(yán)重不可逆性損傷。MS的病因和發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜,由于病理取材的困難性,在體外建立了該病的動物模型——實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（Experimentalautoimmune encephalomyelitis,EAE）。MS患者和EAE動物有一個(gè)共同的特點(diǎn),即發(fā)病后存在自我緩解的現(xiàn)象,這是大腦限制過強(qiáng)免疫應(yīng)答的一種自我保護(hù)。這種炎癥自限性與機(jī)體產(chǎn)生下調(diào)免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Regulatory T cells,Treg）密切相關(guān),而Treg的生成有賴于能夠產(chǎn)生免疫耐受的樹突狀細(xì)胞（Dendritic cells,DC）的誘導(dǎo),因此腦組織微環(huán)境調(diào)控DC從致敏性向致耐受性轉(zhuǎn)變可能是腦脊髓炎發(fā)展轉(zhuǎn)歸的關(guān)鍵因素。

1 調(diào)節(jié)性樹突狀細(xì)胞的生物學(xué)特點(diǎn)

DC是機(jī)體功能最強(qiáng)的專職抗原提呈細(xì)胞（Antigen presenting cell,APC）,處于啟動、調(diào)控和維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)。近年來隨著免疫耐受研究的興起,Treg被認(rèn)為是負(fù)向調(diào)控免疫應(yīng)答的最重要效應(yīng)細(xì)胞,由于T細(xì)胞與DC之間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)而催生了調(diào)節(jié)性DC（Regulatory dendritic cells）的發(fā)現(xiàn)。目前認(rèn)為,體內(nèi)存在著能夠下調(diào)免疫應(yīng)答和維持免疫耐受的調(diào)節(jié)性DC,它們與Treg相互作用,協(xié)同調(diào)控體內(nèi)免疫應(yīng)答的強(qiáng)度、范圍和持續(xù)時(shí)間。

1.1 調(diào)節(jié)性DC的種類 調(diào)節(jié)性DC的產(chǎn)生與DC的成熟狀態(tài)有關(guān),僅存在于組織原位、具有強(qiáng)吞噬能力,但低表達(dá)共刺激分子、尚未形成遷移至淋巴器官能力的DC稱為未成熟DC;未成熟DC攝取局部組織抗原如凋亡細(xì)胞后獲得遷移能力并呈現(xiàn)成熟DC的表型、分泌抑制性細(xì)胞因子但不能合成炎性細(xì)胞因子,這種過渡狀態(tài)稱為半成熟DC。一般認(rèn)為未成熟DC和半成熟DC引發(fā)免疫耐受,而成熟DC誘導(dǎo)正向免疫應(yīng)答[1,2]。許多外源性細(xì)胞因子、化學(xué)介質(zhì)和特定組織微環(huán)境也可刺激DC獲得致免疫耐受特性,它們包括 IL-10、TGF-β1、TGF-β2、TNF-α、GCSF、GM-CSF、PGE2、人絨毛膜促性腺激素、活性維生素D3、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素、血管腸肽、肝細(xì)胞生成因子、凋亡細(xì)胞、肝基質(zhì)微環(huán)境、脾基質(zhì)微環(huán)境和免疫抑制劑等。誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性DC呈未成熟或半成熟樣,能夠釋放抑制性細(xì)胞因子如IL-10和TGF-β,并且表達(dá)特異性分子標(biāo)志如DEC-205、ILT-3、ILT-4、PD-L1、B7-H3 和 B7-H4 等。

1.2 調(diào)節(jié)性DC誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制 調(diào)節(jié)性DC誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制包括:低表達(dá)共刺激分子和缺乏致炎性細(xì)胞因子（如 IL-12、IL-6、TNF-α等）,不能有效激活T細(xì)胞;分泌抑制性細(xì)胞因子 IL-10或TGF-β,發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)控作用;誘導(dǎo)或擴(kuò)增Treg,Treg特異或非特異抑制T細(xì)胞反應(yīng)。目前認(rèn)為調(diào)節(jié)性DC與Treg的相互作用是引發(fā)或擴(kuò)大免疫耐受的主要環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)性DC可通過合成、分泌吲哚胺2,3-加雙氧酶（indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）和維甲酸（retinoic acid,RA）誘導(dǎo)產(chǎn)生Treg[3,4];Treg則反向調(diào)控DC的細(xì)胞表型和細(xì)胞因子表達(dá)譜,改變DC的活化、成熟和刺激T細(xì)胞增殖的能力,使DC獲得致免疫耐受功能[5,6]。因而,調(diào)節(jié)性DC與Treg之間的正反饋對于擴(kuò)大或維持免疫耐受至關(guān)重要。

2 調(diào)節(jié)性DC與EAE病程進(jìn)展和轉(zhuǎn)歸的關(guān)系

人MS及其動物模型EAE是一類主要由T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病,主要發(fā)病機(jī)制是某種誘因作用下激活的T細(xì)胞穿越血腦屏障進(jìn)入腦實(shí)質(zhì),經(jīng)局部APC提呈的抗原再刺激分泌大量細(xì)胞因子和趨化因子,募集外周血T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞等進(jìn)入炎癥部位,進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng)并導(dǎo)致腦組織損傷。

2.1 DC參與EAE的發(fā)病 研究表明,病變腦組織刺激致敏T細(xì)胞的APC主要為CD11c+DC[7],它們可由外周循環(huán)的單核細(xì)胞遷移分化而來[8]。此外,F4/80-CD11c+CD45hiDC在復(fù)發(fā)性EAE中還通過表位擴(kuò)展誘導(dǎo)產(chǎn)生新的針對腦組織抗原的致敏T細(xì)胞[9]。目前研究腦內(nèi)致敏T細(xì)胞最重要的突破是發(fā)現(xiàn)病變腦組織及腦脊液有大量產(chǎn)IL-17的T細(xì)胞（Th17）浸潤,Th17及其釋放的細(xì)胞因子IL-17在腦脊髓炎的發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用[10-12]。Bailey等[13]報(bào)道在復(fù)發(fā)性 EAE中外周CD11b+骨髓源性DC、pDC、CD8α+DC和巨噬細(xì)胞集聚至CNS,其中骨髓源性DC促進(jìn)初始T細(xì)胞活化、增殖并分化為Th17能力最強(qiáng),該作用與其增強(qiáng)表達(dá)的TGF-β1、IL-6和 IL-23有關(guān)。Vaknin-Dembinsky等[14]進(jìn)一步證實(shí)了人MS患者單核細(xì)胞來源的DC表達(dá)IL-23遠(yuǎn)高于正常對照,提示其可強(qiáng)烈刺激產(chǎn)生IL-17。這些證據(jù)表明DC通過刺激T細(xì)胞尤其是Th17參與了EAE的發(fā)病。

2.2 調(diào)節(jié)性DC與EAE病程進(jìn)展和轉(zhuǎn)歸有關(guān) 在MS患者尤其是動物模型EAE中有一個(gè)非常重要的現(xiàn)象,即腦脊髓炎常?？梢宰孕芯徑?這是機(jī)體限制腦內(nèi)炎癥反應(yīng)的一種自我保護(hù)。該現(xiàn)象提供了一個(gè)契機(jī),即通過研究EAE自行緩解的原因及機(jī)制為治療或預(yù)防人MS提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。目前已知EAE緩解過程中IL-17表達(dá)呈下降趨勢[15],而Treg在腦內(nèi)發(fā)生聚集和擴(kuò)增[16-19],說明IL-17下調(diào)和Treg上調(diào)是限制腦內(nèi)炎癥反應(yīng)的基本因素。由于Treg可以抑制Th17分化和 IL-17分泌,Treg對EAE轉(zhuǎn)歸的影響可能更為重要。然而研究Treg必須面對一個(gè)問題:Treg從何而來?大量資料表明Treg可由調(diào)節(jié)性DC誘導(dǎo)分化而來。在EAE發(fā)病過程中腦組織存在大量能夠提呈抗原的小膠質(zhì)細(xì)胞和外源遷移的DC[13],它們?yōu)楫a(chǎn)生具有負(fù)向調(diào)控能力的調(diào)節(jié)性DC提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。因而,闡明EAE轉(zhuǎn)歸過程中腦DC是否發(fā)生了致耐受性轉(zhuǎn)變是解答腦內(nèi)炎癥自限性的關(guān)鍵。

Deshpande等[20]發(fā)現(xiàn)CD11c+DC是 EAE中入侵CNS的主要成分之一,它們來自外周造血前體細(xì)胞,隨著疾病的進(jìn)展致敏能力逐步降低。Zozulya等[21]報(bào)道大腦顯微注射TNF-α誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性DC可延緩和預(yù)防EAE,這主要是在外周啟動了IL-10+Treg的誘導(dǎo)和限制了Th17在腦內(nèi)的產(chǎn)生,提示調(diào)節(jié)性DC與疾病轉(zhuǎn)歸有關(guān)。Li等[18]用MOG預(yù)先靜脈注射然后皮下免疫,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)較弱的 EAE,腦中 CD11c+CD11b+DC數(shù)量增多,它們體外可抑制T細(xì)胞增殖和促進(jìn)Th2及CD4+CD25+Foxp3+Treg分化,說明腦內(nèi)含有具備負(fù)向調(diào)控能力的DC。Suter等[22]報(bào)道EAE小鼠CNS DC表達(dá)中等水平MHCⅡ類分子和低水平CD80分子,體外不能致敏初始T細(xì)胞并且抑制成熟DC誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖,進(jìn)一步證實(shí)EAE小鼠腦內(nèi)存在調(diào)節(jié)性DC。這些證據(jù)表明在EAE的發(fā)病過程中腦內(nèi)存在兩類DC,一類是致炎性DC,另一類是調(diào)節(jié)性DC,它們具有不同的功能。但這兩類DC是否可以相互轉(zhuǎn)換,抑或分別屬于兩種不同的亞群有待于深入探討。

2.3 腦內(nèi)調(diào)節(jié)性DC的來源 正常腦組織缺乏淋巴引流、缺乏二級淋巴器官并存在血腦屏障（Bloodbrain barrier,BBB）,可以有效地防止腦內(nèi)致炎物質(zhì)進(jìn)入外周淋巴結(jié),同時(shí)阻止外周循環(huán)的免疫細(xì)胞進(jìn)入CNS,因而形成獨(dú)特的免疫赦免微環(huán)境。在EAE發(fā)病過程中,大量炎性細(xì)胞入侵腦組織并產(chǎn)生多種致炎因子,腦內(nèi)微環(huán)境必然受到影響,該環(huán)境所處DC的表型和生物學(xué)功能也將隨之產(chǎn)生變化。免疫微環(huán)境影響DC發(fā)育的觀點(diǎn)目前得到了越來越多的證據(jù)支持,如曹雪濤等[23,24]發(fā)現(xiàn)早期的造血干細(xì)胞（Hematopoietic stem cells,HSC）在內(nèi)皮型脾臟基質(zhì)細(xì)胞的作用下,可以定向分化為CD11bhiIalo調(diào)節(jié)性DC;證實(shí)成熟DC并非終末細(xì)胞,在脾臟基質(zhì)微環(huán)境中發(fā)生增殖并分化為調(diào)節(jié)性DC。這些結(jié)果提示腦脊髓炎微環(huán)境可能誘導(dǎo)DC前體或成熟DC轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)性DC。

3 展望

據(jù)上所述,我們提出如下假說:神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境能促進(jìn)腦內(nèi)DC的再發(fā)育并形成調(diào)節(jié)性DC,DC在腦微環(huán)境作用下功能的動態(tài)變化可能是影響EAE病程進(jìn)展和轉(zhuǎn)歸的重要因素。

盡管研究提示MS或EAE的疾病進(jìn)展和轉(zhuǎn)歸與腦內(nèi)產(chǎn)生調(diào)節(jié)性DC有關(guān),但這些調(diào)節(jié)性DC的細(xì)胞來源、產(chǎn)生時(shí)期、產(chǎn)生機(jī)制及對T細(xì)胞亞群尤其是Th17和Treg的具體影響仍未闡明。以腦內(nèi)調(diào)節(jié)性DC為切入點(diǎn),深入探討調(diào)節(jié)性DC與EAE病程進(jìn)展及轉(zhuǎn)歸的關(guān)系,有助于深刻理解EAE腦內(nèi)炎癥自我局限的細(xì)胞和分子機(jī)制,為MS的預(yù)防和治療提供新的思路。

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[收稿2009-07-21 修回2009-10-27]

（編輯 許四平）

R392.12

A

1000-484X（2010）01-0034-03

①本文受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30770676,30872322）、山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2009CQ017）資助

②現(xiàn)工作單位為泰山醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室,泰安271000

③通訊作者,E-mail:bbai@tsmc.edu.cn

何 浩（1980年-）,男,博士,講師,主要從事免疫耐受方面的研究,E-mail:hehao3000@qq.com。

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