鐘志宏,鄢 俊,張品俊綜述,陳國安審校

(1.贛南醫(yī)學(xué)院教務(wù)處,江西贛州341000:2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院,江西贛州341000;3.南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院,南昌330006)

樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)是體內(nèi)功能最強(qiáng)的專業(yè)性抗原呈遞細(xì)胞,近年來,DC在免疫應(yīng)答中的雙向調(diào)節(jié)作用引起了移植學(xué)者的廣泛關(guān)注,其中耐受性樹突狀細(xì)胞(tolerogenic dendritic cells,tDCs)能夠誘導(dǎo)特異性T細(xì)胞免疫耐受。由于DC主要分布在肝、心、腎等非淋巴器官,數(shù)量極為有限,幾乎不可能從新鮮組織大量分離獲取,對其研究多依賴體外應(yīng)用細(xì)胞因子誘導(dǎo)擴(kuò)增。目前發(fā)現(xiàn),骨髓細(xì)胞或外周血單核細(xì)胞在某些細(xì)胞因子調(diào)節(jié)下可在體外定向誘導(dǎo)生成tDCs,如粒/巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)、血管活性腸肽、地塞米松、脂多糖。此外,白細(xì)胞介素 10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)和阿司匹林(Aspirin)也有助于 tDCs生成。本文就不同細(xì)胞因子在體外誘導(dǎo)tDCs的作用進(jìn)行綜述。

1 GM-CSF的作用

GM-CSF屬于造血生長因子,對體內(nèi)肝星狀細(xì)胞(HSC)分化為DC具有促進(jìn)作用,同時(shí)GM-CSF還能促進(jìn)體內(nèi)DC的成熟與活化。GM-CSF是體外擴(kuò)增tDCs的最重要的細(xì)胞因子,常被單獨(dú)或與其他細(xì)胞因子聯(lián)合使用培養(yǎng)tDCs。有研究結(jié)果表明,常規(guī)劑量GM-CSF下培養(yǎng)出的DC為成熟DC和未成熟DC(immature dendritic cells,iDC)的混合體,而在極低劑量GM-CSF下可培養(yǎng)出較單純的iDC。低GM-CSF的環(huán)境僅適于某種DC亞型的分裂增殖,這種DC亞型高水平分泌IL-10,抑制了自身的分化成熟。與成熟DC相比,iDC最顯著的表型特征是不表達(dá)或低表達(dá)協(xié)同刺激分子,這也被認(rèn)為是其誘導(dǎo)免疫耐受的主要分子基礎(chǔ)。有實(shí)驗(yàn)顯示:用小鼠的骨髓細(xì)胞作DC前體細(xì)胞,適合于培養(yǎng)iDC,而利用細(xì)胞因子體外誘導(dǎo)iDCs是培養(yǎng)tDCs的基本方法,其中,低劑量GM-CSF被認(rèn)為是誘導(dǎo)tDCs最重要的細(xì)胞因子。

2 血管活性腸肽的作用

血管活性腸肽是由28個(gè)氨基酸組成的直鏈肽,相對分子質(zhì)量3 323,屬胰高血糖素-胰泌素家族,其結(jié)構(gòu)與垂體腺苷酸環(huán)化酶活性肽(PACAP)很相似,藥理學(xué)效應(yīng)也相似。越來越多的證據(jù)表明,血管活性腸肽能下調(diào)DCs共刺激分子和加強(qiáng)DCs對T細(xì)胞誘導(dǎo)向Th2型偏倚作用,提示血管活性腸肽具有誘導(dǎo)tDCs生成作用[1-2],實(shí)驗(yàn)也證明了血管活性腸肽誘導(dǎo)生成的tDCs刺激 T細(xì)胞反應(yīng)能力很弱[3]。Chorny等[4]用經(jīng)血管活性腸肽誘導(dǎo)的DC(DCVIP)與同種異體反應(yīng)性CD4+T細(xì)胞共培養(yǎng),結(jié)果顯示對T細(xì)胞的刺激能力非常弱。此外,經(jīng)DCVIP與CD4+T細(xì)胞共同混合培養(yǎng)的CD4+T細(xì)胞,再次與同種異體成熟DC共培養(yǎng)也不能擴(kuò)增[1],提示DCVIP誘導(dǎo)了失能T細(xì)胞,或Treg細(xì)胞[5]。實(shí)驗(yàn)也證明DCVIP誘導(dǎo)生成的T reg細(xì)胞具有分泌IL-10、TGF-β的能力,并能抑制同基因型的效應(yīng)T細(xì)胞擴(kuò)增。表明血管活性腸肽能誘導(dǎo)tDCs,進(jìn)一步誘導(dǎo)T reg細(xì)胞產(chǎn)生[6],從而發(fā)揮誘導(dǎo)抗原特異性免疫耐受作用。

3 地塞米松的作用

地塞米松相對分子質(zhì)量為392.47,是一種人工合成的腎上腺皮質(zhì)激素,是免疫抑制劑,目前研究認(rèn)為,地塞米松可影響DC的分化和發(fā)育,在器官移植后更好地誘導(dǎo)移植免疫耐受。地塞米松處理過的DC,其協(xié)同刺激分子CD86的表達(dá)水平降低[7],具有抵抗脂多糖刺激DC成熟的能力(可能意味著 Toll樣受體4的表達(dá)較低),且其刺激同種異基因T細(xì)胞的增殖能力很弱,說明地塞米松可使DC處于穩(wěn)定不成熟狀態(tài),還可使DC協(xié)同刺激分子的表達(dá)水平降低而成為“耐受原DC”,從而誘導(dǎo)免疫耐受。有實(shí)驗(yàn)聯(lián)合應(yīng)用血管活性腸肽和地塞米松誘導(dǎo)tDCs效果最佳,推測血管活性腸肽、地塞米松在誘導(dǎo)tDCs方面可能存在協(xié)同作用,使DCs共刺激分子表達(dá)下調(diào),有利于骨髓單個(gè)核細(xì)胞定向分化為tDCs。

4 脂多糖的作用

目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,iDC誘導(dǎo)免疫耐受,成熟DC誘導(dǎo)免疫應(yīng)答反應(yīng)[8]。然而iDC具有不穩(wěn)定性,在各種細(xì)菌、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、干擾素γ(INF-γ)等因子的作用下均可迅速發(fā)育成熟。脂多糖(LPS)是含糖和脂質(zhì)的化合物,在組成上糖的分量多于脂,故名。有實(shí)驗(yàn)采用血管活性腸肽、地塞米松與GM-CSF等細(xì)胞因子誘導(dǎo)小鼠骨髓單個(gè)核細(xì)胞生成tDCs,在進(jìn)一步加入LPS誘導(dǎo)成熟后仍保持免疫耐受特性[9],低表達(dá)共刺激分子(CD40,CD80和CD86),低分泌IL-12而高分泌IL-10[10],刺激T細(xì)胞向 Treg細(xì)胞分化增殖[11]。推測iDC可能存在不同亞型的DC,tDCs和免疫性DC,其分別調(diào)節(jié)機(jī)體免疫平衡。有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為小鼠骨髓細(xì)胞經(jīng)低劑量GM-CSF體外誘導(dǎo)可分化為iDC,經(jīng)LPS刺激后,DC表達(dá)CD40呈現(xiàn)部分激活狀態(tài),IL-10明顯升高,使IL-10/IL-12上升,一方面抑制了DC分化成熟,另一方面這種自分泌Th2細(xì)胞因子充當(dāng)抗原提呈第3信號,更有利于T淋巴細(xì)胞失能和誘導(dǎo)耐受型T輔助細(xì)胞,擁有更強(qiáng)的致耐受性。

5 IL--10的作用

IL-10是一種多效性細(xì)胞因子,可作用于不同免疫細(xì)胞,作用復(fù)雜兼有免疫刺激和免疫抑制效應(yīng)。IL-10可調(diào)節(jié)髓系細(xì)胞的細(xì)胞因子、可溶性介質(zhì)的分泌和細(xì)胞表面分子的表達(dá),影響其參與免疫、炎癥反應(yīng)的能力[12]。IL-10系抑制單核細(xì)胞分化為DCs的主要因子,能強(qiáng)烈阻斷多種因子刺激DC成熟,如IL-10可抑制人血中單核細(xì)胞在含GM-CSF和IL-4培養(yǎng)條件下產(chǎn)生iDC,亦抑制內(nèi)毒素、CD40L或TNF-α對iDC的活化成熟作用。在缺乏GM-CSF和IL-4時(shí),IL-10誘導(dǎo)單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞。對新鮮分離或培養(yǎng)的漿細(xì)胞系DC,IL-10可誘導(dǎo)其凋亡。IL-10對小鼠骨髓來源的髓系DC的作用與人有所不同,一方面抑制其成熟使MHC分子表達(dá)低下,另一方面則上調(diào)共刺激分子CD40、CD80、CD86的表達(dá),說明小鼠在IL-10存在下誘導(dǎo)產(chǎn)生了不完全成熟的髓系DC,后者缺乏活化T細(xì)胞的能力。DC在發(fā)揮免疫作用時(shí)會(huì)分泌IL-12,IL-10可抑制各型DC產(chǎn)生IL-12和表達(dá)共刺激分子,因此削弱了DCs刺激Th1細(xì)胞反應(yīng)的能力。有資料證實(shí),IL-10可明顯阻止吞噬細(xì)胞(如DC)中IL-12p40的基因轉(zhuǎn)錄過程,因而下調(diào)DC中IL-12的表達(dá),減少IL-12的分泌,進(jìn)而減弱DC的抗原呈遞功能[13]。這或許從分子水平解釋了IL-10對DC的抑制作用。IL-10處理過的DCs不僅能削弱T細(xì)胞反應(yīng)的能力,而且可介導(dǎo)抗原特異耐受狀態(tài)。同時(shí),IL-10還能夠抑制過敏反應(yīng)和自身免疫反應(yīng),誘導(dǎo)腫瘤逃避免疫監(jiān)視。

IL-10是體內(nèi)抑制性細(xì)胞因子,可下調(diào)DCs表面M HC-Ⅱ類分子、共刺激分子、黏附分子及成熟DCs特異性標(biāo)志CD83的表達(dá)。IL-10能誘導(dǎo)Th0向Th2反應(yīng)偏倚,并抑制IL-12合成。IL-10還可促進(jìn)單核細(xì)胞來源的DC誘導(dǎo)抗原特異性CD4+和CD8+T細(xì)胞免疫無能,表現(xiàn)為T細(xì)胞增殖減弱,IL-2、IFN-γ分泌降低。此類DC主要對抗成熟信號,可抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答,誘導(dǎo)T細(xì)胞耐受或產(chǎn)生 Treg細(xì)胞[14]。

6 TGF-β的作用

TGF-β是屬于一組新近發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化的TGF-β超家族。近年積累的大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,機(jī)體可能更主要地通過CD4+、CD25+調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞以“主動(dòng)”的方式維持自身免疫耐受。CD4+、CD25+T細(xì)胞是機(jī)體中主要的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,在體內(nèi)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。CD4+、CD25+T細(xì)胞能分泌TGF-β和IL-10[15],這兩種細(xì)胞因子都能抑制DCs的成熟,因而它能誘導(dǎo)tDCs的產(chǎn)生。有研究用骨髓來源DC與CD4+、CD25+T細(xì)胞共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)DCs能刺激 CD4+、CD25+T細(xì)胞活化增殖,這種刺激作用需通過細(xì)胞間的相互接觸來實(shí)現(xiàn),增殖后的CD4+、CD25+T細(xì)胞仍保持原有的抑制作用,這為DCs調(diào)節(jié)自身免疫和其它免疫反應(yīng)提供了一種新的作用機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn),TGF-β誘導(dǎo)后DC表面抗原CD40,CD80,CD86及MHC-Ⅱ類分子的表達(dá)都有明顯下降[16],并明顯抑制了混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR)中同種異體T細(xì)胞增殖,說明TGF-β能夠通過下調(diào)DC表面協(xié)同刺激分子的表達(dá),降低DC成熟狀態(tài),抑制T細(xì)胞活化、增殖,進(jìn)一步抑制DC誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的能力。另有學(xué)者研究認(rèn)為TGF-β可促使DC維持在不成熟狀態(tài),這種iDC可以誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞的低應(yīng)答,在誘導(dǎo)移植免疫耐受中發(fā)揮著重要作用。

此外,TGF-β在傷口愈合和組織修復(fù)中具有重要作用。TGF-β需經(jīng)蛋白水解或傷口中的酸性環(huán)境激活。在受傷和炎癥發(fā)生后,滲出的細(xì)胞成為TGF-β的主要來源。產(chǎn)生和釋放的TGF-β刺激成纖維細(xì)胞合成膠原和其他細(xì)胞外基質(zhì)并抑制膠原蛋白的降解,趨化成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。這些作用與組織的修復(fù)相關(guān),在某些條件下可以恢復(fù)組織的正常結(jié)構(gòu),并可能導(dǎo)致組織纖維化。

7 阿司匹林的作用

目前認(rèn)為tDCs誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制主要為低水平表達(dá)MHC-Ⅱ類分子,不表達(dá)或低水平表達(dá)共刺激分子(CD80、CD86)和CD40。由于在T細(xì)胞激活過程中缺少了免疫應(yīng)答所必需的第二信號,T細(xì)胞不能被活化增殖,體外刺激T淋巴細(xì)胞增殖的能力較弱。相反tDCs可誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞無能或凋亡,從而誘導(dǎo)抗原特異性耐受。而常規(guī)DCs在LPS的刺激下發(fā)育成熟,能為T細(xì)胞活化提供所必需的表面分子,因此刺激T細(xì)胞增殖的能力較強(qiáng)。阿司匹林是乙酰水楊酸類藥,廣泛用于解熱鎮(zhèn)痛、消炎、抗風(fēng)濕、抗血小板聚集等處,是臨床上最常用的藥物之一。有研究發(fā)現(xiàn)阿司匹林-處理的DCs低水平的表達(dá)CD40、CD80、CD83和 CD86,對免疫刺激呈耐受性[17]。有研究觀察到阿司匹林不影響骨髓單個(gè)核細(xì)胞向DC分化,對DC活力亦無顯著影響;但可明顯抑制DC表面的CD86、CD80共刺激分子表達(dá),從而誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞無能,且其促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖能力明顯減弱,說明阿司匹林有免疫抑制功能。

DC的發(fā)育、成熟和生物學(xué)功能表達(dá)的過程有其時(shí)序性,存在正反饋和負(fù)反饋,有DC自身的反饋,也有其他細(xì)胞的影響,如T細(xì)胞、NK細(xì)胞,甚至上皮細(xì)胞。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)都證明,DCs通過與NK細(xì)胞接觸而形成免疫突觸,借助分泌的細(xì)胞因子,促進(jìn)了NK細(xì)胞的活化增殖并增強(qiáng)其細(xì)胞毒性,提高了NK細(xì)胞清除病原微生物的能力。激活的NK細(xì)胞也能夠誘導(dǎo)DCs的成熟并選擇性殺傷iDCs。NK細(xì)胞分泌的IFN-γ又可有效地啟動(dòng)和調(diào)節(jié)Th1應(yīng)答和特異性T淋巴細(xì)胞(CTL)反應(yīng)。因此,NK細(xì)胞和DCs相互作用是一個(gè)正反饋過程。更令人興奮的是,有研究發(fā)現(xiàn)tDCs能刺激初始T細(xì)胞轉(zhuǎn)化成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,反過來,CD4+、CD25+T細(xì)胞也能促進(jìn) DC前體細(xì)胞分化為具有耐受性的DCs。這樣 tDCs與Treg細(xì)胞[18]之間形成了一個(gè)抑制性的反饋,在誘導(dǎo)和維持免疫耐受中起重要作用。這說明DCs與CD4+、CD25+T細(xì)胞在誘導(dǎo)免疫耐受中是相互促進(jìn),相輔相成的。

目前已發(fā)現(xiàn)多種細(xì)胞因子參與tDCs的體外誘導(dǎo)增殖過程,但目前對tDCs的研究多局限于體外實(shí)驗(yàn),在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境中,其分化途徑和影響功能的因素都不十分肯定,很可能是多種因素綜合作用的結(jié)果,而且存在復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。例如:體內(nèi)單核細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T調(diào)節(jié)細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等多種細(xì)胞均分泌IL-10。在IL-10的刺激下,DC誘導(dǎo)Th細(xì)胞向Th2細(xì)胞分化,后者再分泌 IL-10,作用于 DC,形成正反饋效應(yīng),進(jìn)而抑制免疫反應(yīng);體內(nèi)單核細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞及其他輔助細(xì)胞可產(chǎn)生IL-12,它可增加許多效應(yīng)細(xì)胞包括T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的溶細(xì)胞作用,誘導(dǎo)細(xì)胞因子如IFN-γ的產(chǎn)生,刺激Th1細(xì)胞的形成。因此,tDCs體內(nèi)誘導(dǎo)免疫耐受的影響因素還有待進(jìn)一步研究,為tDCs在預(yù)防移植免疫排斥反應(yīng)和治療某些自身免疫性疾病的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)[19]。

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