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白細(xì)胞介素4的研究進(jìn)展

2015-12-09 16:35邢應(yīng)如綜述張榮波審校
醫(yī)學(xué)綜述 2015年19期
關(guān)鍵詞:活化受體哮喘

邢應(yīng)如,陳 蓓(綜述),張榮波(審校)

(1.安徽理工大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院檢驗(yàn)科,安徽淮南232035;2.安徽理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫與檢驗(yàn)教研室,安徽淮南232001)

白細(xì)胞介素4(interleukin-4,IL-4)是一種多效性細(xì)胞因子,在調(diào)節(jié)T、B淋巴細(xì)胞和其他類型細(xì)胞的增殖、分化、凋亡[1-2],促進(jìn)以Th2細(xì)胞為特征的免疫應(yīng)答過程中發(fā)揮重要作用。IL-4多重生物效應(yīng)依賴于細(xì)胞類型和分化狀態(tài),研究表明其在介導(dǎo)過敏性疾?。?-4]、自身免疫性疾?。?-6]、感染性疾病[7]、腫瘤[8-9]等疾病的免疫反應(yīng)中有多重作用,對腫瘤、自身免疫性疾病和感染性疾病等有治療作用,并且IL-4對疫苗免疫應(yīng)答具有調(diào)節(jié)作用[10]。因此,IL-4一直是人們關(guān)注的研究熱點(diǎn)問題之一?,F(xiàn)就IL-4的信號通路、細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化、疾病治療和疫苗免疫等相關(guān)研究進(jìn)展予以綜述。

1 IL-4及其受體

1.1 IL-4的來源 在人類IL-4由活化的T細(xì)胞[2,11-12]、單核細(xì)胞[13]、嗜堿粒細(xì)胞[14]、肥大細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞[15]產(chǎn)生;另外,自然殺傷(natural killer,NK)T 細(xì)胞[16]、人胃上皮細(xì)胞[13]也分泌IL-4。在小鼠IL-4主要由Th2亞群產(chǎn)生[17]。

1.2 IL-4的分子結(jié)構(gòu)和基因 人IL-4基因定位于第5號染色體,由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成,約10 kb,是現(xiàn)知淋巴因子基因中較大的一個。成熟人IL-4分子由129氨基酸殘基組成,相對分子質(zhì)量為15 000,有2個糖基化點(diǎn),含有6個半胱氨酸,參與分子內(nèi)3組二硫鍵的組成。小鼠IL-4基因長約6 kb,成熟鼠IL-4分子由120氨基酸殘基組成,裸肽相對分子質(zhì)量為14 000,有3個糖基化點(diǎn),經(jīng)糖基化后IL-4相對分子質(zhì)量為30 000。

1.3 IL-4的受體(IL-4 receptor,IL-4R)IL-4R屬于紅細(xì)胞生成素受體超家族成員。基因定位于16p12.1。 相 對 分 子 質(zhì) 量 為140 000,由 802氨基酸殘基組成,胞膜外區(qū)209氨基酸,跨膜區(qū)24氨基酸,胞質(zhì)區(qū)569氨基酸。IL-4R有2種類型:Ⅰ型受體復(fù)合物IL-4Rα/γc和Ⅱ型受體復(fù)合物 IL-4Rα/IL-13 Rα1。T 細(xì)胞、B細(xì)胞、肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)不同程度的Ⅰ型受體,B細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞[3]表達(dá)不同程度的Ⅱ型受體。

2 IL-4的信號通路

IL-4與效應(yīng)細(xì)胞表面IL-4Rα結(jié)合,促使IL-4Rα與γc或IL-13 Rα1形成二聚體,并在細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的尾部磷酸化,然后在二聚體的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域裝配成一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物,并活化下游胞內(nèi)分子,促進(jìn)靶基因轉(zhuǎn)錄。目前,研究清楚的信號通路主要有3種途徑:酪氨酸激酶(Janus kinase,JAK)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)通路,Ras-ERK 通路,磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶-B(phosphatidylinositol 3-kinase and protein kinase B,PI3K-PKB/AKT)通路。

2.1 JAK-STAT通路 JAK-STAT信號通路的傳遞過程相對簡單,它主要由3個成分組成,即酪氨酸激酶相關(guān)受體、JAK-STAT。二聚化受體IL-2Rγc鏈胞內(nèi)磷酸化后與 JAK3結(jié)合而激活JAK3,JAK3將STAT6磷酸化,STAT6形成二聚體,暴露出入核信號,STAT6二聚體進(jìn)入核內(nèi),調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)。

2.2 Ras-ERK通路 Ras-ERK信號通路是目前研究較清楚的一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,二聚化受體IL-13 Rα1鏈胞內(nèi)磷酸化后與胰島素受體底物(insulin receptor substrate 1/2,IRS1/2)結(jié)合,磷酸化IRS1/2,激活的IRS磷酸化胞膜上的生長因子受體蛋白2,活化的生長因子受體蛋白2激活Sos蛋白(也稱Ras激活蛋白),激活的Sos蛋白再激活Ras蛋白,Ras是原癌基因c-ras表達(dá)的產(chǎn)物,Ras蛋白激活后能夠與Raf蛋白結(jié)合并激活它。

Raf被激活后,它的C端催化區(qū)能與有絲分裂原活化蛋白激酶激酶結(jié)合,活化的有絲分裂原活化蛋白激酶激酶使胞外信號調(diào)節(jié)激酶催化區(qū)第Ⅷ亞區(qū)中Tyr和Thr殘基雙特異性磷酸化而激活ERKs,并將形成同源二聚體的ERKs從胞質(zhì)中轉(zhuǎn)移到胞核內(nèi),磷酸化轉(zhuǎn)錄因子Ets-like protein 1(Elk-1),激活靶基因轉(zhuǎn)錄。

2.3 PI3K-PKB通路 PI3K-PKB信號通路位于多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的中心,也是目前較為復(fù)雜的信號途徑?;罨腎RS還可磷酸化PI3Kγ的調(diào)節(jié)亞基,使其激活,活化的PI3K催化磷脂酰肌醇 4,5二磷酸(phosphatidylinositol(4,5)bisphosphate,PIP2)生成PIP3,PIP3激活3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1/2和PKB/AKT,活化的3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1/2再磷酸化PKB/AKT,后者激活I(lǐng)κB激酶,導(dǎo)致核因子κB的抑制劑IκB的降解,從而使核因子κB從細(xì)胞質(zhì)中釋放出來進(jìn)行核轉(zhuǎn)位,激活其靶基因,上調(diào)轉(zhuǎn)錄基因表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)IgE、主要組織相容性抗原Ⅱ、CD23、IL-4Rα等。而活化的PI3K還可激活核糖體激酶p70S6K,促進(jìn)細(xì)胞生長;激活的Akt磷酸化BCL-xL相關(guān)死亡促進(jìn)因子,使其與促存活因子Bcl-2解離,抑制凋亡。

另外,IL-13 Rα1鏈與JAK1結(jié)合激活JAK1,活化的JAK1磷酸化肌管素1的SH2結(jié)構(gòu)域,抑制其降解 PIP、PIP2、PIP3,促進(jìn)細(xì)胞增殖。

3 IL-4和IL-4R在細(xì)胞轉(zhuǎn)化中的作用

3.1 B細(xì)胞 IL-4促進(jìn)B細(xì)胞抗原CD40的表達(dá),增強(qiáng)B細(xì)胞呈遞抗原能力,使免疫系統(tǒng)對小量抗原刺激發(fā)生免疫應(yīng)答;刺激B細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)B細(xì)胞合成和分泌IgE[1];增強(qiáng)B細(xì)胞表達(dá)IgE Fc段低親和力受體Ⅱ(FcεRⅡ/CD23),并釋放可溶性CD23/IgE結(jié)合因子,與胞膜IgE陽性細(xì)胞結(jié)合并誘導(dǎo)其分化,可能與促進(jìn)B細(xì)胞IgE的產(chǎn)生有關(guān)。Komai-Koma等[15]用IL4Rα-/-、B細(xì)胞特異 IL-4Rα-/-、T細(xì)胞特異 IL-4Rα-/-和野生型小鼠模型,證明IL-33通過B細(xì)胞表面IL-4Rα誘導(dǎo)B細(xì)胞擴(kuò)增和產(chǎn)生IgE,T細(xì)胞表面IL-4Rα可促進(jìn)IL-33誘導(dǎo)的IgE合成。IL-4還可促進(jìn)休止期B細(xì)胞的早期活化,從G0期進(jìn)入G1期,細(xì)胞體積增大,并表達(dá)CD25。

3.2 T細(xì)胞 IL-4是T細(xì)胞自身分泌的生長因子。在促進(jìn)Th2細(xì)胞分化中,IL-4通過與IL-4R結(jié)合,激活STAT6,隨后激活GATA3,使Th0分化成為Th2細(xì)胞;活化的STAT6結(jié)合到Foxp3啟動子的靜默區(qū),從而抑制Th0向誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)分化[2]。誘導(dǎo)性 Treg可抑制黏膜組織中的T細(xì)胞分泌IL-4和IL-13[18]。CD4+T細(xì)胞表達(dá)IL-4和IL-13模式具有組織差異性,淋巴結(jié)中8%的CD4+T細(xì)胞表達(dá)IL-4和IL-13,其中98%僅表達(dá)IL-4不表達(dá)IL-13,肺組織中,15%的CD4+T細(xì)胞表達(dá)IL-4和IL-13,CD4+T細(xì)胞表達(dá)IL-4與表達(dá)IL-13的細(xì)胞近乎相等,因此IL-4與IL-13產(chǎn)生細(xì)胞的比率,淋巴結(jié)中顯著高于肺內(nèi)[11]。

所有的Th2細(xì)胞系均表達(dá)IL-31,這種表達(dá)維持依賴于細(xì)胞自分泌IL-4的表達(dá),如IL-4被添加到Th1細(xì)胞克隆培養(yǎng)中,可誘導(dǎo)Th1細(xì)胞表達(dá)IL-31,但其IL-31表達(dá)是短暫的[4]。

病毒感染后,活化的CD8+效應(yīng)T細(xì)胞表面IL-4Rα表達(dá)下調(diào),而用植物血凝素(phytohaemagglutinin,PHA)和IL-4可誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞表面IL-4Rα表達(dá)顯著增加,其信號途徑依賴STAT6通路[19]。寄生蟲感染小鼠后,活化的CD4+T細(xì)胞表面IL-4Rα表達(dá)也顯示下調(diào)。

3.3 單核-巨噬細(xì)胞 IL-4誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的替代激活途徑。IL-4/IL-13通過IL4Rα依賴的STAT6磷酸化誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的替代激活通路,產(chǎn)生M2類巨噬細(xì)胞。在線蟲感染的小鼠模型中,IL4Rα信號途徑可降低多種炎性細(xì)胞因子和炎性趨化因子表達(dá)[20]。M2分泌抗炎性細(xì)胞因子,并在組織修復(fù)與重建、炎癥反應(yīng)的化解和腫瘤的形成過程中發(fā)揮作用。

IL-4和佛波脂聯(lián)合刺激單核細(xì)胞株THP-1細(xì)胞,其表面樹突狀細(xì)胞特異性胞間黏附分子3結(jié)合非整合素(DC-specific intercellular adhesion molecule-3-grabbing nonintegrin,DC-SIGN)表達(dá)顯著增強(qiáng),機(jī)制主要是激活ERK信號通路,通過核因子激活蛋白1和轉(zhuǎn)錄因子E26 transformation specific-1(Ets-1)等傳遞DC-SIGN啟動子活化所需的主要刺激信號;同時,JAK-STAT和核因子κB信號通路也被激活,參與了DC-SIGN的表達(dá)[21]。IL-4可誘導(dǎo)外周血單核細(xì)胞分泌粒細(xì)胞集落刺激因子和巨噬細(xì)胞集落刺激因子,增強(qiáng)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬、殺傷活性和ADCC作用。IL-4也能誘導(dǎo)DC細(xì)胞表面DC-SIGN 表達(dá)[5]。

3.4 嗜堿粒細(xì)胞 在蠕蟲感染時,嗜堿粒細(xì)胞是IL-4早期非T細(xì)胞來源,嗜堿粒細(xì)胞的激活機(jī)制依賴于CD4+T細(xì)胞,其途徑需要與CD4+T細(xì)胞直接接觸和IL-3的作用。嗜堿粒細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的細(xì)胞因子IL-4和IL-13可促進(jìn)宿主反應(yīng)對抗蠕蟲遷徙[14]。

此外,IL-4對嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞具有趨化和活化作用。

4 IL-4與相關(guān)疾病

4.1 腫瘤 EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)刺激B淋巴母細(xì)胞具有無限增殖潛能,這與B細(xì)胞惡性腫瘤(如霍奇金淋巴瘤)的發(fā)展或維持相關(guān)。而CD40L/IL-4促進(jìn)B細(xì)胞增殖的壽命有限。實(shí)驗(yàn)證明[1]兩者差異調(diào)節(jié)一組共同的基因,其中主要涉及6個差異調(diào)節(jié)基因,EBV上調(diào)但CD40L/IL-4下調(diào)的基因2個:znf487p和 Pim-2原癌基因,EBV下調(diào)但CD40L/IL-4 上調(diào)的基因 4 個:SPINT2、siglec10、tspan33、DUSP6。在EBV誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中增加IL-4,其轉(zhuǎn)化效率減少,應(yīng)用IL-4治療B細(xì)胞惡性腫瘤可能是一種新的途徑。在體外培養(yǎng)的4種腎癌細(xì)胞株中,如 Caki-1、SNU482、SNU228和 A498,IL-4可通過STAT6和p38有絲分裂原活化蛋白激酶信號通路誘導(dǎo)細(xì)胞衰老,兩種通路相互獨(dú)立且有疊加效應(yīng)。在Caki-1細(xì)胞中,IL-4誘導(dǎo)的STAT6的活性強(qiáng)烈而持久,IL-4誘導(dǎo)的p38有絲分裂原活化蛋白激酶活性也強(qiáng)于A498細(xì)胞株,不同細(xì)胞株的反應(yīng)差異與細(xì)胞IL-4R水平相關(guān),Caki-1細(xì)胞在休眠狀態(tài)即可表達(dá)IL-4Rα和IL-13Rα1信使RNA;因此,對于癌細(xì)胞表達(dá)高水平IL-4R的患者,選擇IL-4治療可能是有益的[8]。IL-4能顯著提高腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞體外培養(yǎng)的增殖,增強(qiáng)其殺瘤活性[22]。相反,IL-4也能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。Roca等[9]報道在體外培養(yǎng)營養(yǎng)枯竭的應(yīng)激下,IL-4誘導(dǎo)前列腺癌PC3細(xì)胞增殖,其信號途徑是激活c-Jun氨基末端激酶通路和上調(diào)存活素;IL-4對其他來源的癌細(xì)胞也有相似的結(jié)果,如乳腺癌MDA-MB231、頭頸部癌 A253、卵巢癌SKOV-3。IL-4作用于不同類型的腫瘤細(xì)胞可產(chǎn)生相反的細(xì)胞效應(yīng),說明IL-4的生物活性具有多效性,其機(jī)制可能與其激活的信號途徑相關(guān)。

4.2 哮喘 在嚴(yán)重的哮喘和持續(xù)的氣道阻塞的患者氣道中,成纖維細(xì)胞可導(dǎo)致網(wǎng)狀層增厚和結(jié)構(gòu)改變,其原因分別是Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅴ型膠原沉積增加,細(xì)胞外基質(zhì)的分子過度沉積,如透明質(zhì)酸、蛋白聚糖、基膜聚糖和肌腱蛋白 C。Bellini等[3]在過敏原加劇的哮喘患者外周血中分離出大量的成纖維細(xì)胞。在體外經(jīng)自體血清培養(yǎng)后,哮喘患者的成纖維細(xì)胞表達(dá)較高水平的IL-4Rα、IL-13Rα1和高親和力IL-17A受體。用IL-4或IL-13刺激培養(yǎng)后,哮喘患者的成纖維細(xì)胞釋放細(xì)胞外基質(zhì)分子增加,顯著增加了膠原纖維分泌,并產(chǎn)生大量的IL-11和可檢測的IL-6與白血病抑制因子。哮喘氣道中,TH17細(xì)胞分泌細(xì)胞因子IL-17A,IL-17A可促進(jìn)中性粒細(xì)胞的招募和刺激成纖維細(xì)胞增殖。因此,Th2和Th17細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子促進(jìn)了哮喘的進(jìn)展。

Stott等[4]用花粉過敏患者的外周血CD4+T細(xì)胞培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)Th2克隆細(xì)胞高表達(dá)IL-31,Th1克隆細(xì)胞顯著低表達(dá)CD31,加入抗IL-4后,Th2克隆細(xì)胞IL-31表達(dá)顯著降低,說明IL-31主要來源于Th2細(xì)胞,其表達(dá)依賴于自分泌的IL-4。在皮膚炎[23]、哮喘[24]等過敏性疾病中,已證實(shí)存在 IL-31增多,因此IL-31很可能是很有前途的藥物治療靶點(diǎn)。在屋塵螨過敏性哮喘患者外周血中,IL-4R+Treg比例增高,IL-4R+Treg/Treg%與患者第一秒用力呼氣容積占預(yù)計值百分比呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.512,P < 0.05)[25]。在過敏性哮喘環(huán)境下,Th2細(xì)胞可能通過分泌IL-4,作用于Treg表達(dá)的IL-4R,經(jīng)STAT6信號通路,抑制Treg表達(dá)Foxp3,抵抗Treg對Th2細(xì)胞免疫抑制,影響哮喘的發(fā)生、發(fā)展。研究證明缺乏誘導(dǎo)性Treg的小鼠,在胃腸道和肺的黏膜部位,自發(fā)發(fā)生明顯的Th2型病變,并伴有變應(yīng)性炎癥和哮喘的特征[18]。維甲酸可恢復(fù)IL-4抑制的FoxP3表達(dá),轉(zhuǎn)化生長因子β1同維甲酸激動劑是促進(jìn)耐受誘導(dǎo)的新通路,尤其是在治療Th2占主導(dǎo)的疾病[2]。

中藥對治療哮喘有一定的療效。靈芝、苦參、甘草單獨(dú)提取物和混合提取物能抑制小鼠記憶Th2細(xì)胞產(chǎn)生IL-4和IL-5,抑制人肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生嗜酸細(xì)胞活化趨化因子1[17]?;旌咸崛∥锏膮f(xié)同效應(yīng)和活性成分對哮喘的作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

4.3 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種以進(jìn)行性關(guān)節(jié)損害為特征的慢性炎癥性自身免疫疾病。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制主要是細(xì)胞免疫反應(yīng)(Th1反應(yīng)),IL-4抑制類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜細(xì)胞的增殖和前列腺素E2與粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子的生成,增強(qiáng)單核細(xì)胞凋亡,從而降低單核細(xì)胞的積累,促進(jìn)幼稚T細(xì)胞向Th2細(xì)胞分化,糾正Th1/Th2失衡。

聶瑛潔等[5]將牛Ⅱ型膠原與完全弗佐劑經(jīng)尾靜脈注射入SD大鼠體內(nèi)建立類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎大鼠模型,于初次免疫后第5日用IL-4誘導(dǎo)的DC細(xì)胞治療,治療組血清中IL-4的水平比模型組高(P<0.05),干擾素γ的水平比模型組低(P<0.05),IL-4誘導(dǎo)的DC細(xì)胞治療能減輕類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎大鼠的滑膜炎程度。

Woods等[6]使用的腺病毒基因治療的方法在大鼠佐劑性關(guān)節(jié)炎(adjuvant-induced arthritis,AIA)模型中增加炎癥關(guān)節(jié)IL-4的表達(dá)。分別在踝關(guān)節(jié)炎發(fā)病前或在最大炎癥時單次注射產(chǎn)生鼠IL-4腺病毒 (adenovirus-producing rat IL-4,AxCAIL-4)與注射未插入IL-4基因的病毒組和磷酸緩沖鹽溶液組比較,AxCAIL-4能明顯降低大鼠AIA和(或)AIA/腺病毒誘導(dǎo)的踝關(guān)節(jié)炎的炎癥癥狀;表明腺病毒產(chǎn)生的IL-4,在滑膜中可減少AIA誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和存在的炎性細(xì)胞,在體內(nèi)降低骨質(zhì)破壞、減少滑膜血管的數(shù)量、減輕炎性細(xì)胞因子。

4.4 造血干細(xì)胞移植造血干細(xì)胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HCT)HCT是治療血液系統(tǒng)疾病的有效手段,免疫反應(yīng)在移植和疾病控制方面有重要作用,HCT的主要限制是急性移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD),Treg持續(xù)抑制同種異體 T細(xì)胞增殖,是其抑制GVHD的關(guān)鍵機(jī)制。

趙霞等[12]認(rèn)為間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchyrnal stem cells,MSCs)能抑制HCT后的GVHD。從骨髓分離擴(kuò)增出MSCs,以不同濃度的MSCs和MSCs培養(yǎng)上清液分別與混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)體系培養(yǎng)7 d,MSCs+PHA+T細(xì)胞培養(yǎng)4 d,收集上清液檢測IL-2和IL-4。結(jié)果MSCs能抑制PHA作用下的T細(xì)胞分泌IL-2、IL-4,并呈MSCs數(shù)量相關(guān)性,且對IL-2的抑制作用更顯著;MSCs和MSCs培養(yǎng)上清液顯著可抑制混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)體系中T細(xì)胞分泌IL-2、IL-4,但與MSCs濃度無相關(guān)性,說明MSCs可能是直接作用于T細(xì)胞或通過分泌可溶性因子調(diào)節(jié)Th1/Th2反應(yīng)平衡而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的。

NK T細(xì)胞表達(dá)NK和T細(xì)胞標(biāo)志。Leveson-Gower等[16]用低劑量的 CD4+NK T細(xì)胞成功抑制了小鼠的 GVHD。BALB/c小鼠經(jīng)致死量射線照射后作為受者,5×106TCD-BM(來自供體C57BL/6小鼠骨髓)和不同劑量的NK T細(xì)胞(來自C57BL/6小鼠的脾和肝臟)一起經(jīng)尾靜脈注入受體小鼠,未注入NK T細(xì)胞的小鼠作為對照組,第2日加注供體小鼠5×105野生型或熒光素酶表達(dá)普通 T細(xì)胞(Tcons)建立GVHD模型。結(jié)果NK T細(xì)胞首先出現(xiàn)在脾和淋巴結(jié),后來遷移到GVHD靶器官,如胃腸道和肝,與Tcons細(xì)胞遷移模式相似。低劑量的NK T細(xì)胞能顯著提高GVHD小鼠的存活率,且低劑量與高劑量比較有更高的存活率,2.5×104的NK T細(xì)胞是最適劑量,存活率從20%提高到74%。不同劑量的NK T細(xì)胞對Tcons細(xì)胞增殖無影響,但能降低表達(dá)干擾素γ和TNF-α的 CD4+和CD8+Tcons細(xì)胞百分比。來自IL-4-/-KO小鼠(一種IL-4基因敲除小鼠)的NK T細(xì)胞抑制GVHD效應(yīng)顯著低于野生型小鼠,而干擾素γ-/-NK T細(xì)胞抑制GVHD效應(yīng)不變,說明IL-4參與了NK T細(xì)胞對GVHD的抑制機(jī)制。另外,還證明了NK T細(xì)胞不損害Tcons細(xì)胞的移植物抗腫瘤效應(yīng)。

MSCs和NK T細(xì)胞抑制GVHD的效應(yīng),為治療GVHD提供新的途徑,為HCT帶來更廣闊的應(yīng)用前景。

4.5 妊娠 趨化因子及其受體招募T細(xì)胞,直接或間接地影響T細(xì)胞的分化。趨化因子受體的類型或數(shù)量的差異是調(diào)節(jié)Th1和Th2細(xì)胞的活化和分化的一個重要因素,其表達(dá)也受細(xì)胞因子的影響。趨化因子受體和細(xì)胞因子之間的相互作用中對Th1/Th2細(xì)胞的分化和功能起著重要的作用。Th1細(xì)胞主要表達(dá)趨化因子CXC受體3(chemokine C-X-C motif receptor 3,CXCR3)和趨化因子CC受體5(chemokine C-C motif receptor 5,CCR5),而CCR3選擇性地表達(dá)在產(chǎn)生IL-4的Th2細(xì)胞上。

Jiang等[26]建立自然流產(chǎn)小鼠模型和正常妊娠小鼠模型。自然流產(chǎn)小鼠分三組,分別注射 IL-4、IL-4+IL-10或0.9%NaCl溶液。自然流產(chǎn)小鼠模型組經(jīng)IL-4、IL-4+IL-10治療后,CD4+T細(xì)胞CCR3的表達(dá)顯著上調(diào),CXCR3的表達(dá)顯著下調(diào),但CCR5表達(dá)在IL-4+IL-10治療后顯著降低,而僅IL-4治療下降不明顯。胚胎吸收率自然流產(chǎn)小鼠模型組顯著高于正常妊娠模型組,經(jīng)IL-4或IL-4+IL-10治療后胚胎吸收率明顯下降,表明CCR3表達(dá)上調(diào)對正常妊娠可能是必要的。CCR3表達(dá)降低而CCR5和CXCR3表達(dá)升高,可能反映了體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞的比例失衡,Th1/Th2相關(guān)細(xì)胞因子分泌異常是導(dǎo)致流產(chǎn)的發(fā)病機(jī)制。IL-4和IL-10是兩種Th2細(xì)胞因子,誘導(dǎo)Th0向Th2細(xì)胞分化,抑制Th1細(xì)胞同時增強(qiáng)Th2反應(yīng),促進(jìn)免疫耐受。在小鼠模型中IL-4與IL-10一起可選擇性誘導(dǎo)CCR3、CCR5和CXCR3的表達(dá),從而誘導(dǎo)妊娠免疫耐受,為治療自發(fā)性流產(chǎn)提供新的機(jī)制。

4.6 再生障礙性貧血(aplastic anemia,AA) 免疫介導(dǎo)的造血抑制是AA最常見的病理機(jī)制。AA患者可能有細(xì)胞免疫和體液免疫異常。用抑制T細(xì)胞的抗人胸腺球蛋白和環(huán)孢素A對AA治療有效,大劑量潑尼龍對血清中存在造血抑制物的AA患者治療有效。童勇等[27]研究發(fā)現(xiàn),AA患者外周血Th細(xì)胞減少(P<0.01),細(xì)胞內(nèi) CD+CD+干擾素 γ+、CD+CD+3434IL-4+均增高,Th1/Th2增高(P<0.01);NK T細(xì)胞增多(P<0.05),NK T 細(xì)胞內(nèi) IL-4+水平升高(P <0.05),干擾素 γ+水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義。表明,AA是由T淋巴細(xì)胞亢進(jìn)所致的造血功能衰竭,AA患者Th格局明顯Th1偏移,Th細(xì)胞內(nèi)干擾素γ、IL-4均明顯增高,也可以看作是Th格局向Th1偏移后的應(yīng)激。AA患T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生過量的造血負(fù)調(diào)控因子如干擾素γ,可阻止細(xì)胞周期的進(jìn)行和通過Fas信號通路促進(jìn)CD34+細(xì)胞的凋亡,從而表現(xiàn)出明顯的造血抑制活性。NK T細(xì)胞可代償調(diào)節(jié)AA患者干擾素γ和IL-4比例。

4.7 缺血性心臟病 Rezaei等[28]第一次報道了IL-4基因多態(tài)性與缺血性心臟病的相關(guān)性。IL-4的590/T等位基因頻率在缺血性心臟病組顯著高于對照組(73.3%比 46.4%,P<0.0001)。缺血性心力衰竭患者三種最常見的基因型顯著高于對照組[IL-4(-590)CC(51.1% 比 7.2%,P <0.0001),IL-4(-33)CC(65% 比 43.9%,P=0.021),IL-4(-33)TT(15%比0%,P <0.0001)]。

IL-4基因-590C/T位點(diǎn)與IL-4的產(chǎn)生有關(guān),CC、TC和TT基因型,分別與低、中和高的 IL-4產(chǎn)生相關(guān)。IL-4基因-33C/T位點(diǎn)位于起始密碼子ATG上游-33 bp處,在IL-4轉(zhuǎn)錄激活中起著重要的作用,IL-4的純合子變異體(-33)CC與IL-4產(chǎn)生增加相關(guān);(-33)TT基因型在對照組沒有發(fā)現(xiàn),表明在缺血性心力衰竭患者中是顯著過表達(dá)。IL-4刺激哮喘患者的成纖維細(xì)胞增加細(xì)胞外基質(zhì)分子釋放和膠原纖維分泌,促進(jìn)肺纖維化的進(jìn)展[3];而在心臟壓力超負(fù)荷時,IL-4可能主要由肥大細(xì)胞產(chǎn)生,顯著促進(jìn)心肌纖維化。在高血壓性心肌病患者中,尿IL-4水平與心肌纖維化和重構(gòu)強(qiáng)烈相關(guān)。目前少有報道缺血性心臟病患者外周血IL-4水平與對照組存在差異,細(xì)胞因子基因多態(tài)性與缺血性心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮的作用還需進(jìn)一步研究。

5 IL-4與疫苗免疫

粱惠萍等[10]研究了乙型肝炎疫苗與體內(nèi)IL-4水平的相關(guān)性。結(jié)果顯示,無、弱應(yīng)答組中的IL-4平均表達(dá)水平為(3.18 ± 4.45)μg/L,顯著低于中、強(qiáng)應(yīng)答組[(7.76 ±5.71)μg/L](P=0.000),提示機(jī)體接種乙型肝炎疫苗后無、弱應(yīng)答的產(chǎn)生與IL-4分泌水平低下相關(guān),原因可能是IL-4具有刺激B細(xì)胞活化、增殖并產(chǎn)生抗體(IgG1亞類、IgE、IgM)的強(qiáng)大功能,并以自分泌方式促進(jìn)Th2細(xì)胞分化,是體液免疫的重要調(diào)節(jié)因子。血清中IL-4分泌量的異常會影響體液免疫應(yīng)答,IL-4的減少會造成B細(xì)胞抗體的產(chǎn)生減少,從而導(dǎo)致乙型肝炎疫苗的無、弱應(yīng)答。

6 結(jié)語

IL-4對B細(xì)胞、T細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞等多種細(xì)胞具有活化、增殖、分化和趨化等作用,通過多種信號通路在免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。IL-4的生物作用具有多效性、復(fù)雜性、雙向性等特點(diǎn),在不同的疾病中作用效應(yīng)迥異;IL-4對B細(xì)胞惡性腫瘤、高表達(dá)IL-4R的癌細(xì)胞、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、GVHD、自發(fā)性流產(chǎn)等疾病可能有治療作用,在體外培養(yǎng)營養(yǎng)枯竭的應(yīng)激下,IL-4可促進(jìn)癌細(xì)胞增殖,且與哮喘、皮膚炎、AA、缺血性心臟病等疾病的進(jìn)展相關(guān);IL-4能增強(qiáng)人體對乙型肝炎疫苗的免疫應(yīng)答。隨著研究的深入,相信IL-4在疾病研究與治療方面將擁有更廣闊的應(yīng)用前景。

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