劉芮辰 董 琳 劉光偉

(北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教育部細(xì)胞增殖與調(diào)控生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875)

CD4+輔助性T細(xì)胞在不同的微環(huán)境下分化為不同的效應(yīng)細(xì)胞亞群，在調(diào)控適應(yīng)性免疫應(yīng)答和維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。Th9細(xì)胞是新近被報(bào)道的效應(yīng)T細(xì)胞亞群之一。Schmitt等[1]首先描述了被活化的小鼠T細(xì)胞可以產(chǎn)生白細(xì)胞介素9(Interleukin 9，IL-9)，隨后定義了在培養(yǎng)過程中可以促進(jìn)產(chǎn)生IL-9細(xì)胞分化的細(xì)胞因子。在2008年，Dardalhon[2]與Veldhoen等[3]在小鼠模型中，使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和細(xì)胞內(nèi)染色的方法，發(fā)現(xiàn)在TGF-β和IL-4存在的情況下，初始CD4+T細(xì)胞可以分化為IL-9+IL-10+Foxp3-效應(yīng)性T細(xì)胞，主要分泌IL-9和IL-10，而不表達(dá)Th1、Th17 及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)分化所必需的轉(zhuǎn)錄因子，即產(chǎn)生的效應(yīng)細(xì)胞不同于Th1(T helper 1)、Th17和Treg亞群，故將其命名為“Th9細(xì)胞”。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Th9細(xì)胞分化的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子是PU.1和干擾素調(diào)節(jié)因子4(Interferon response factor 4,IRF4)[2,3]。本文對(duì)Th9細(xì)胞的分化調(diào)控、免疫功能及在疾病中的作用進(jìn)行了較詳盡的綜述(圖1)。

1 Th9細(xì)胞的分化調(diào)控

1.1Il9基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控 IL-9 是Th9細(xì)胞分泌的標(biāo)志性細(xì)胞因子，具有刺激細(xì)胞增殖、防止細(xì)胞凋亡和參與造血等功能。IL-9通過與細(xì)胞表面受體(IL-9R)結(jié)合，從而活化信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活子1(Signal transducers and activators of transcription 1，STAT1)、STAT3、STAT5等因子，啟動(dòng)下游信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞發(fā)揮功能。編碼細(xì)胞因子IL-9的基因是Il9。Il9基因位于小鼠5號(hào)染色體上，大小約為11 kb，其編碼區(qū)域由5個(gè)外顯子組成，外加3個(gè)保守的非編碼序列(CNS0-2)。CNS0位于Il9轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)(TSS)上游6 kb處，而CNS2位于TSS位點(diǎn)下游約5.4 kb處。CNS1為啟動(dòng)子區(qū)域，包含多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)[4-7]。例如，能夠調(diào)控Il9基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)因子包括PU.1、IRF1、IRF4、STAT5、STAT6、活化T細(xì)胞核因子(Activated T cell nuclear factor，NFAT)、GATA結(jié)合因子1(GATA-1，也稱為紅細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子)、GATA3、Smads、Etv5、Notch以及核因子κB(Nuclear factor κB，NF-κB)、堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子ATF樣蛋白(Basic leucine zipper transcription factor ATF-like protein，BATF)、活化蛋白1(Activator protein 1，AP-1)等[8]。Etv5還可以結(jié)合CNS0和CNS2區(qū)域，通過招募組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300介導(dǎo)染色質(zhì)重塑[9]。有研究表明，Il9基因上游的增強(qiáng)子(CNS25)，可以結(jié)合促進(jìn)Il9基因表達(dá)的大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子。小鼠種系中增強(qiáng)子CNS25的缺失改變轉(zhuǎn)錄因子與剩余的Il9調(diào)節(jié)元件的結(jié)合，并導(dǎo)致包括Th9細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞產(chǎn)生IL-9降低，并減弱IL-9依賴性的免疫應(yīng)答。此外，在人原代Th9培養(yǎng)物中缺失同源增強(qiáng)子(CNS18)導(dǎo)致IL-9產(chǎn)生顯著降低。因此，IL-9 CNS25/IL-9 CNS18是IL-9產(chǎn)生的關(guān)鍵和保守的調(diào)節(jié)元件[10]。也有研究發(fā)現(xiàn)，叉頭轉(zhuǎn)錄因子(Forkhead-box protein O1，F(xiàn)OXO1)能夠與IL-9和IRF4的啟動(dòng)子結(jié)合，促進(jìn)IL-9的產(chǎn)生。抑制蛋白激酶B(又稱AKT)能夠誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-9的產(chǎn)生，從機(jī)制上講，F(xiàn)OXO1結(jié)合于Th9、Th17和iTreg細(xì)胞中Il9和Irf4的啟動(dòng)子。另外，F(xiàn)OXO1的缺失還能降低小鼠和人Th9、Th17細(xì)胞中IL-9的分泌，改善哮喘等過敏性疾病[11]。近年來發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3被認(rèn)為是Il9基因表達(dá)的重要抑制因子[12]。

圖1 Th9細(xì)胞分化的信號(hào)調(diào)控途徑Fig.1 Signal regulatory pathway of Th9 differentiation

1.2Th9細(xì)胞分化的調(diào)控機(jī)制

1.2.1T細(xì)胞受體活化作用 輔助性Th細(xì)胞的抗原特異性活化是誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞分化成Th9細(xì)胞，分泌IL-9等細(xì)胞因子必不可少的前提。T細(xì)胞受體(T cell receptor ,TCR)活化可以激活T細(xì)胞的核因子NFAT和NF-κB，促進(jìn)其核定位和Il9基因的表達(dá)，協(xié)同促進(jìn)Th9細(xì)胞分化[7]。NFAT1能夠通過主動(dòng)重塑染色質(zhì)，促進(jìn)NF-κB p65與Il9基因啟動(dòng)子結(jié)合，然而當(dāng)T細(xì)胞缺失NFATc1/NFATc2時(shí)，會(huì)使過敏性疾病小鼠T細(xì)胞分泌IL-9減少[7]。

另外，TCR激活也可誘導(dǎo)IRF4的表達(dá)，而IRF4是Th9細(xì)胞發(fā)育以及Th2和Th17細(xì)胞分化所必需的。Staudt等[5]研究表明，Irf4基因缺失的小鼠初始CD4+Th細(xì)胞不能分化成Th9細(xì)胞，采用siRNA技術(shù)下調(diào)IRF4的表達(dá)會(huì)顯著抑制Th9細(xì)胞分泌IL-9；利用染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)，發(fā)現(xiàn)IRF4能夠直接與Th9細(xì)胞的Il9基因的啟動(dòng)子相結(jié)合，調(diào)節(jié)Th9細(xì)胞的分化并促進(jìn)Il9基因的轉(zhuǎn)錄。事實(shí)上，BATF和IRF4在Th9細(xì)胞的發(fā)育過程中都表現(xiàn)出協(xié)同作用，因?yàn)槿笔ATF可以減少Irf4與Il9啟動(dòng)子的結(jié)合，反之亦然[13]。近期有研究表明，IRF4的同源物IRF8是Th9在體內(nèi)和體外分化過程中所必需的，IRF8通過由IRF8、IRF4、PU.1和BATF組成的轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物發(fā)揮作用，與DNA結(jié)合，促進(jìn)Il9的轉(zhuǎn)錄，提出IRF8是影響Th9在癌癥治療中的重要調(diào)控分子[14]。除IRF4和IRF8外，IRF1在Th9分化中的功能尚不完全清楚，已有研究顯示IRF1和IRF4對(duì)Th9的分化表現(xiàn)出相反的作用。IRF1可以抑制人Th9細(xì)胞產(chǎn)生IL-9。IRF1抑制IRF4激活的Il9啟動(dòng)子活性，IRF1和IRF4對(duì)激活組蛋白修飾具有相反的作用，從而影響RNA聚合酶Ⅱ的招募，IRF1-IRF4在Il9啟動(dòng)子位點(diǎn)具有競爭性結(jié)合作用[15]。

1.2.2共刺激分子活化的作用 T細(xì)胞共刺激信號(hào)不僅對(duì)T細(xì)胞活化很重要，而且對(duì)T細(xì)胞各亞型的分化也至關(guān)重要。在Th9細(xì)胞中，NF-κB途徑的兩個(gè)主要的組分RelB-p52和p50分別在OX-40和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體(Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor rece-ptor，GITR)作用時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生[4,12,16]。OX-40作為TNFR受體超家族的一員，它誘導(dǎo)IL-9的過程依賴于STAT6、OX40 可以活化腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF6)，進(jìn)而激活非經(jīng)典NF-κB信號(hào)[4]。而GITR能夠誘導(dǎo)Th9細(xì)胞中的STAT6，BATF、PU.1和IRF4的激活[16]。CD28信號(hào)可以增強(qiáng)IL-9的誘導(dǎo)，而IL-9誘導(dǎo)與FOXO3a的表達(dá)和磷酸化也有關(guān)[17]。

腫瘤壞死因子樣配體1A(Tumor necrosis factor-like ligand 1A，TL1A)是死亡受體(Death receptor,DR)3的配體。研究發(fā)現(xiàn)，TL1A與DR3結(jié)合后，通過激活I(lǐng)L-2和STAT5信號(hào)途徑，來促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化[18]。重組信號(hào)結(jié)合蛋白免疫球蛋白J區(qū)(Recombinant signal binding protein immunoglobulin J region，RBPJ)與T盒蛋白21(T-box protein 21，TBX21)啟動(dòng)子結(jié)合后，參與Notch 信號(hào)通路的調(diào)控，Notch配體可以促進(jìn)IL-9的產(chǎn)生，Notch胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(Notch intracellular domain，NICD)可以招募Smad3蛋白，并與RBP-Jκ作用，結(jié)合到Il9啟動(dòng)子上，啟動(dòng)Il9轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)Th9細(xì)胞分化[6]。Notch信號(hào)與TGF-β信號(hào)共同作用促進(jìn)IL-9表達(dá)[7]。

1.2.3細(xì)胞因子的作用 在激活初始CD4+T細(xì)胞的局部環(huán)境中，細(xì)胞因子在誘導(dǎo)T輔助亞群中發(fā)揮關(guān)鍵作用。IL-4 是誘導(dǎo)Th9細(xì)胞最重要的一種細(xì)胞因子。IL-4通過下游轉(zhuǎn)錄因子如STAT6、PU.1和IRF4促進(jìn)Th9細(xì)胞分化[19]。在僅有IL-4存在的條件下，會(huì)誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞向Th2細(xì)胞分化，而IL-4聯(lián)合TGF-β能夠刺激初始CD4+T細(xì)胞向Th9細(xì)胞分化[2]。而在IL-4缺失的情況下，TGF-β能夠誘導(dǎo)其向Treg分化[20]。當(dāng)IL-4與其受體結(jié)合，進(jìn)而磷酸化STAT6，促進(jìn)BATF和IRF4的表達(dá)[12,19]。磷酸化的STAT6還能夠促進(jìn)GATA3的表達(dá)。研究表明，GATA3并不直接參與Il9基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，而是通過下調(diào)Foxp3，間接影響Th9的分化[19]。在沒有STAT6的情況下，可以通過Notch信號(hào)介導(dǎo)GATA3的轉(zhuǎn)錄[21]。

TGF-β信號(hào)通路在Th9細(xì)胞中可誘導(dǎo)Smad活化和PU.1的表達(dá)[6,19,22]。然而Jones等[23]證明激活素A可以替代TGF-β作為Th9的誘導(dǎo)因子，在體內(nèi)過敏性疾病中，TGF-β和激活素A被中和才能導(dǎo)致IL-9分泌下調(diào)。Smad蛋白，例如Smad2、3和4是TGF-β受體的下游信號(hào)，在Th9細(xì)胞的分化過程中起重要作用。TGF-β可以通過依賴和非依賴Smad信號(hào)途徑激活I(lǐng)L-9的表達(dá)。有研究表明，Smad2、3和4缺失時(shí)，明顯抑制Th9細(xì)胞分化[24]。Smad2、3和4可以分別與Il9基因啟動(dòng)子和非編碼保守序列CNS區(qū)域結(jié)合[22,25]。Smad3也被觀察到其結(jié)合于Il9轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游區(qū)域。在Notch配體刺激IL-9產(chǎn)生的過程中，Smad3結(jié)合于Il9轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，依賴于重組信號(hào)結(jié)合蛋白與免疫球蛋白-κJ區(qū)域(RBP-Jκ)和Notch細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的協(xié)同結(jié)合(NICD)[6]。而PU.1缺失，可以抑制T細(xì)胞IL-9表達(dá)[22]。機(jī)制上主要是通過PU.1轉(zhuǎn)錄因子與Il9啟動(dòng)子結(jié)合，以及PU.1招募組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶調(diào)控Il9位點(diǎn)的染色質(zhì)重構(gòu)發(fā)揮調(diào)控作用[22,26]。另外，PU.1也可以通過調(diào)節(jié)GATA3和IRF4與DNA的結(jié)合來抑制Th2細(xì)胞因子的表達(dá)，從而促進(jìn)Th9分化[27-29]。TGF-β激酶TAK1可通過Smad非依賴信號(hào)通路調(diào)節(jié)IL-9的分泌。E-box是一種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，Id3為E-box的抑制劑，Id3缺失或Id3小干擾RNA (siRNA)處理，均可以抑制Th9細(xì)胞分化。TAK1缺失，TAK1的抑制劑或siRNA處理均可以明顯抑制Th9細(xì)胞分化，其機(jī)制與抑制轉(zhuǎn)錄過程E-box的Id3表達(dá)增加有關(guān)[30]。

IL-2也對(duì)Th9細(xì)胞的分化以及IL-9的產(chǎn)生有重要作用。IL-2與受體結(jié)合后，誘導(dǎo)STAT5的活化，從而促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化[31,32]。阻斷IL-2或抑制STAT5可導(dǎo)致IRF4和PU.1的表達(dá)下降，抑制Th9細(xì)胞的分化[5,12,22]。

胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(Thymic stromal lymphopoietin，TSLP)是一種IL-7樣細(xì)胞因子，對(duì)樹突狀細(xì)胞活化和誘導(dǎo)T細(xì)胞分化、成熟等有重要作用。在人和鼠初始CD4+T細(xì)胞中加入TSLP提高了培養(yǎng)物中IL-9的分泌水平，增加了Th9細(xì)胞數(shù)量。TSLP 轉(zhuǎn)基因小鼠Th9細(xì)胞分化也增加。這些研究結(jié)果提示，TSLP可以促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化和IL-9的分泌[33]。在整個(gè)Th9細(xì)胞分化過程中，TSLP還增加了STAT5的磷酸化水平，并促進(jìn)STAT5與Il9啟動(dòng)子位點(diǎn)結(jié)合。IL-2和TSLP可以共同促進(jìn)T細(xì)胞IL-9的產(chǎn)生，在一定條件下，TSLP可能替代IL-2。研究發(fā)現(xiàn)，阻斷IL-2或抑制STAT5可導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄抑制因子B細(xì)胞淋巴瘤6 (BCL-6)的mRNA和蛋白表達(dá)水平增加[34]。雖然活化的STAT5能夠直接與Il9啟動(dòng)子結(jié)合，但Th9細(xì)胞中STAT5的功能可以被BCL-6抑制[35]。在機(jī)制上，BCL-6與STAT5競爭結(jié)合在Th9細(xì)胞的Il9啟動(dòng)子上，從而抑制了Th9細(xì)胞的分化[34]。另外，也有其他成員通過增加IL-2濃度來促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化。研究發(fā)現(xiàn)，TL1A與DR3結(jié)合后，可通過激活I(lǐng)L-2和STAT5信號(hào)途徑，來促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化[18]。IL-7可以通過激活STAT5和PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路，顯著增加組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300的表達(dá)，促進(jìn)Il9啟動(dòng)子的組蛋白乙?；?。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子FOXO1發(fā)生去磷酸化并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)與Il9基因啟動(dòng)子結(jié)合。此外，在CD4+T細(xì)胞中，F(xiàn)OXO1的缺失則抑制了IL-7的表達(dá)，IL-7通過磷酸化STAT5促進(jìn)Th9細(xì)胞分化[36]。

一氧化氮(Nitric oxide，NO)可以刺激IL-2產(chǎn)生、STAT5磷酸化及IRF4的表達(dá)。敲除誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase，Nos)2的小鼠Th9細(xì)胞數(shù)明顯減少[37]。ITK是T細(xì)胞受體信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)分子，在體外培養(yǎng)中，Itk-/-CD4+T細(xì)胞中IRF4的表達(dá)降低，不能產(chǎn)生IL-9。這提示，ITK是Th9細(xì)胞分化的促進(jìn)性調(diào)節(jié)因子，在TCR介導(dǎo)的IL-2-IRF4信號(hào)通路中起重要作用[38]。

IL-1β通過Myd88和Fyn來激活STAT1，IRF1直接結(jié)合在Il9基因的啟動(dòng)子上。最近有研究證實(shí)，STAT1-IRF1對(duì)于Th9細(xì)胞響應(yīng)IL-1β以及增強(qiáng)IL-9、IL-21的產(chǎn)生有重要作用[39]。另外，IL-1家族成員IL-36γ/IL-36R通過調(diào)節(jié)Myd88和CD4+T細(xì)胞中的NF-κBp50有效抑制Treg的分化，同時(shí)通過IL-2-STAT5和IL-4-STAT6依賴性途徑促進(jìn)Th9細(xì)胞分化。這提示，IL-36/IL-36R在調(diào)節(jié)Treg和Th9細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中具有重要作用[40]。Ⅰ型干擾素IFN-α和IFN-β對(duì)Th9細(xì)胞的分化有促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)證明，在Th9培養(yǎng)條件下，抑制IL-21或IFN-α、IFN-β都對(duì)Th9的分化發(fā)揮抑制作用，IFN-α和IFN-β通過上調(diào)人T細(xì)胞IL-21的轉(zhuǎn)錄水平，促進(jìn)Th9細(xì)胞分化[41-43]。

IL-25也是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的能促進(jìn)Th9分化的細(xì)胞因子。Angkasekwinai等[44]發(fā)現(xiàn)阻斷IL-25受體，小鼠Th9細(xì)胞分泌的IL-9 減少，該過程不依賴IL-4。IL-33協(xié)同IL-3可以刺激IL-9分泌，而IL-33與TGF-β協(xié)同作用可更有效地增強(qiáng)Th9細(xì)胞分泌IL-9的能力[45]。IL-25和IL-33都被認(rèn)為通過激活NF-κB信號(hào)使其協(xié)同NFAT1誘導(dǎo)IL-9產(chǎn)生[7]。

IFN-γ無論在體內(nèi)還是在體外都可以抑制Th9細(xì)胞的分化。IFN-γ不但可通過STAT1直接抑制Th9細(xì)胞分化，還可通過誘導(dǎo)IL-27表達(dá)來間接抑制Th9細(xì)胞分化[32,46]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IL-27可促進(jìn)STAT1、STAT3以及轉(zhuǎn)錄因子T-bet的磷酸化，其中STAT3對(duì)于IL-9表達(dá)的抑制作用不明顯。IL-27 抑制Th9細(xì)胞的分化作用主要通過調(diào)節(jié)下游轉(zhuǎn)錄因子STAT1和T-bet發(fā)揮效應(yīng)。

1.2.4Th9細(xì)胞分化的代謝調(diào)控 細(xì)胞代謝對(duì)T細(xì)胞亞群的分化也具有重要作用，并成為近幾年免疫學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的研究熱點(diǎn)。雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin，mTOR)是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，在細(xì)胞代謝過程中具有重要作用。mTOR含有兩種復(fù)合體，分別為mTORC1和mTORC2。研究表明，敲除mTORC2能夠下調(diào)Akt或STAT6的活性，降低IRF4表達(dá)從而抑制Th9分化，該過程不依賴FOXO1/FOXO3a[47]。

我們近期工作顯示，組蛋白去乙?；窼IRT1在Th9細(xì)胞中特異性表達(dá)下調(diào)，而且在體外Th9細(xì)胞誘導(dǎo)條件下(IL-4+TGF-β)可以劑量依賴性下調(diào)SIRT1表達(dá)水平。這提示，SIRT1可能在Th9細(xì)胞功能調(diào)控中發(fā)揮重要作用。SIRT1過表達(dá)，特異性抑制Th9細(xì)胞的分化，而對(duì)其他亞群(Th1、Th2、Th17和Treg)分化影響不明顯，同時(shí)明顯下調(diào)糖酵解相關(guān)代謝調(diào)控分子表達(dá)。SIRT1缺失明顯促進(jìn)Th9細(xì)胞的分化，同時(shí)上調(diào)糖酵解相關(guān)代謝調(diào)控分子表達(dá)。這些研究結(jié)果提示，SIRT1對(duì)Th9細(xì)胞分化顯示出了明顯的負(fù)性調(diào)控效應(yīng)。為進(jìn)一步明確其調(diào)控機(jī)制，基因芯片分析SIRT1缺失Th9細(xì)胞表達(dá)譜的變化，發(fā)現(xiàn)SIRT1缺失Th9細(xì)胞明顯上調(diào)糖代謝相關(guān)信號(hào)分子、mTOR-HIF等轉(zhuǎn)錄因子及細(xì)胞分泌因子等表達(dá)水平。這說明，SIRT1可能通過靶向多種細(xì)胞信號(hào)發(fā)揮調(diào)控Th9細(xì)胞分化的效應(yīng)。最終，通過多基因缺失小鼠綜合分析，研究證實(shí)SIRT1主要通過mTOR-HIF1α-糖酵解代謝信號(hào)途徑調(diào)控了Th9細(xì)胞的分化。而且，更重要的是HIF1α可以直接與Il9啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合并調(diào)控Il9啟動(dòng)子活性，發(fā)揮Th9細(xì)胞功能分化調(diào)控的效應(yīng)[48]。

綜上所述，Th9細(xì)胞分化過程中受多種細(xì)胞因子的調(diào)控，相關(guān)受體與其結(jié)合后激活下游信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)PU.1、SMAD、IRF4、NFAT等Th9分化相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮功能，促進(jìn)Il9基因的轉(zhuǎn)錄，從而增加了Th9特征性細(xì)胞因子IL-9的分泌。

2 Th9細(xì)胞在疾病中的作用

IL-9是一種多功能細(xì)胞因子，參與體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)，在許多疾病中都發(fā)揮著重要的免疫調(diào)控作用。

2.1Th9在腫瘤免疫中的作用 Th9細(xì)胞的抗腫瘤活性成為近幾年來腫瘤免疫研究的熱點(diǎn)，其抗腫瘤效應(yīng)主要通過影響天然免疫細(xì)胞或者適應(yīng)性免疫細(xì)胞來發(fā)揮調(diào)控作用[49]。

Th9的抗腫瘤活性可以通過影響天然免疫細(xì)胞的功能產(chǎn)生抗腫瘤效應(yīng)。Purwar等[50]研究表明，Th9細(xì)胞可明顯抑制皮下黑色素瘤的生長，而中和體內(nèi)IL-9則可明顯促進(jìn)了腫瘤的生長。這提示，Th9及IL-9在黑素瘤小鼠中具有重要的抗腫瘤作用。進(jìn)一步研究證實(shí)，Th9及IL-9主要是以肥大細(xì)胞依賴性的方式抑制腫瘤生長。在抗PD-1療法的背景下研究黑色素瘤轉(zhuǎn)移，用PD-1抑制劑Nivolumab治療的黑素瘤患者中，Th9細(xì)胞產(chǎn)生的IL-9發(fā)揮著重要作用，Th9細(xì)胞被作為有效的生物標(biāo)志物進(jìn)行檢測[51]。有趣的是，IL-9的抗癌作用并不局限于黑色素瘤，在Lewis肺癌實(shí)體腫瘤中注入IL-9蛋白分子，也抑制了腫瘤生長[50]。關(guān)于肥大細(xì)胞在調(diào)節(jié)Th9細(xì)胞依賴的抗腫瘤活性中的作用在后續(xù)的研究中將被進(jìn)一步證明。Abdul-Wahid等[52]利用抗腫瘤疫苗研究Th9細(xì)胞的抗腫瘤作用，當(dāng)中和IL-9時(shí)則抑制了抗腫瘤疫苗的作用，同時(shí)抑制或者敲除肥大細(xì)胞都可以降低疫苗的抗腫瘤效果。這些研究結(jié)果提示，Th9細(xì)胞可以通過分泌IL-9來增強(qiáng)肥大細(xì)胞的活性從而提高抗腫瘤效果。

Th9細(xì)胞也可以通過適應(yīng)性免疫細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤免疫活性。體內(nèi)Th9細(xì)胞可以集聚到肺癌發(fā)生的部位，促進(jìn)CD4+T、CD8+T和DC細(xì)胞的招募等，增強(qiáng)適應(yīng)性免疫的作用，抑制腫瘤惡化。在小鼠注射Th9細(xì)胞后，T細(xì)胞的CD44表達(dá)量上調(diào)，Th9細(xì)胞通過驅(qū)使Ccl20/Ccrb招募DC細(xì)胞到腫瘤，活化CD8+T細(xì)胞[53]。Zhao等[54]進(jìn)一步研究表明在荷瘤小鼠中，dectin-1可以通過激活脾酪氨酸激酶(Spleen tyrosine kinase，Syk)、絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶家族RAF激酶(RAF kinases，Raf1)和NF-κB信號(hào)通路，上調(diào)TNFSF15和OX40L的表達(dá)，從而激活DC細(xì)胞，促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞分化成Th9細(xì)胞。另外，Th9細(xì)胞也可以提高腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞活性，產(chǎn)生強(qiáng)大的抗腫瘤反應(yīng)。IL-1β能夠促進(jìn)Th9細(xì)胞分泌細(xì)胞因子IL-21，從而促進(jìn)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的IFN-γ的分泌，這兩種細(xì)胞因子都有抗腫瘤活性[39]。Th9細(xì)胞也可以分泌IL-3作用于DC細(xì)胞，IL-3能夠通過不同的信號(hào)通路上調(diào)DC細(xì)胞的抗凋亡蛋白表達(dá)，促進(jìn)DC細(xì)胞的存活，從而持續(xù)激活適應(yīng)性抗腫瘤免疫應(yīng)答[55]。激動(dòng)性抗GITR抗體(DTA-1)處理的CT26結(jié)腸腺癌荷瘤小鼠中檢測IL-9的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)DTA-1可以促進(jìn)IL-9和IL-21分泌，從而增強(qiáng)CD8+T 細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng)。在體外，IL-9卻不直接作用于CD8+T細(xì)胞，而是通過增強(qiáng)DC的抗原提呈能力發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)[15]。這些結(jié)果表明，Th9細(xì)胞可以通過分泌IL-9和IL-21增強(qiáng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答的抗腫瘤效應(yīng)。在鱗狀細(xì)胞癌中，葡萄球菌腸毒素B(SEB)顯著提高了CD4+T細(xì)胞中STAT5的磷酸化以及組蛋白去乙?；?1(HDAC1)和PU.1的表達(dá)水平，促進(jìn)了Th9細(xì)胞的分化，抑制了腫瘤的發(fā)展[56]。在小鼠膠質(zhì)瘤中，用SEB處理CD4+CD25-T細(xì)胞，能夠促進(jìn)p300的磷酸化，促進(jìn)Il9啟動(dòng)子組蛋白H3K4乙?；?，促進(jìn)Il9的轉(zhuǎn)錄，具有促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡的作用[57]。

目前對(duì)Th9細(xì)胞抗腫瘤研究仍較局限，有待深入。Th9細(xì)胞對(duì)某些腫瘤(主要是黑色素瘤和肺腺癌等)的抑制作用表現(xiàn)明顯。同時(shí)，研究也發(fā)現(xiàn)，IL-9可以促進(jìn)某些癌癥的發(fā)展，比如淋巴瘤。體外研究顯示，IL-9是通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和抑制細(xì)胞凋亡來促進(jìn)腫瘤生長[58]，但淋巴瘤發(fā)展過程中的細(xì)胞因子IL-9是否來源于Th9細(xì)胞目前還不清楚。

2.2Th9在炎癥性腸病中的作用 最近的研究表明Th9細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子IL-9也可以加重炎癥性腸病(Inflammatory bowel diseases)[59]。IBD是由腸道炎癥引起的胃腸道疾病，主要包括兩種主要疾?。嚎肆_恩病(Crohn′s disease，CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis，UC)。研究結(jié)果顯示，Th9細(xì)胞的過繼免疫可以導(dǎo)致豚鼠腸黏膜的UC加重，在腸道炎癥期間也觀察到IL-9和IL-9R的表達(dá)升高，提示Th9細(xì)胞在IBD進(jìn)展中可能發(fā)揮重要作用[60]。最近臨床研究也證實(shí)，UC患者的疾病進(jìn)展與Th9細(xì)胞分泌的IL-9有關(guān)[60,61]。

研究表明，在維持腸道屏障完整性中起重要作用的緊密連接蛋白，其表達(dá)與Th9和IL-9相關(guān)。這提示，IL-9在結(jié)腸炎中存在潛在的調(diào)節(jié)機(jī)制。緊密連接蛋白，包括封閉蛋白(Claudins)和閉合蛋白(Occludin)，對(duì)維持腸道屏障功能至關(guān)重要，其表達(dá)的改變被認(rèn)為是許多炎癥性疾病的原因。用結(jié)腸炎誘導(dǎo)劑2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)處理Il9基因敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)封閉蛋白1表達(dá)下調(diào)，但是封閉蛋白2的表達(dá)沒有改變[62]。在惡唑酮結(jié)腸炎模型中，IL-9缺陷小鼠的封閉蛋白2表達(dá)降低。這些研究結(jié)果提示，IL-9可能通過增加惡唑酮誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中封閉蛋白2的表達(dá)而破壞腸道通透性。綜上，推測IL-9可能通過調(diào)節(jié)不同緊密連接分子在不同炎癥條件下的表達(dá)調(diào)控結(jié)腸炎[62]。另外，黏附分子αEβ7與體內(nèi)CD8+T細(xì)胞和Th9細(xì)胞在腸道集聚密切相關(guān)。研究顯示，阻斷αEβ7有效抑制了CD8+T細(xì)胞和Th9細(xì)胞在腸疾病病變局部的浸潤和集聚[63]。

近來研究表明，在惡唑酮誘導(dǎo)的結(jié)腸炎中，IL-36γ可以激活pSTAT5和pSTAT6，促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞分化成Th9細(xì)胞，抑制Treg分化，加重腸道炎癥。因此靶向IL-36與其腸黏膜細(xì)胞受體的結(jié)合可能是治療Th9細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)腸炎的新思路[40]。

2.3Th9細(xì)胞在過敏性炎癥中的作用 Th9細(xì)胞在過敏性炎癥中起關(guān)鍵作用，可能與Th2型細(xì)胞因子反應(yīng)和IgE介導(dǎo)的即時(shí)超敏反應(yīng)相關(guān)。在過敏性炎癥患者中Th9細(xì)胞的數(shù)量和IL-9的血清水平與過敏原特異性IgE滴度直接相關(guān)[33]。在OVA誘導(dǎo)的過敏性哮喘的小鼠中，檢測到Th9細(xì)胞增多。Th9細(xì)胞數(shù)目增多和IL-9的表達(dá)升高引起哮喘加重[5]。在過敏性哮喘中，用抗IL-9的抗體治療患病小鼠能夠阻斷疾病的許多癥狀，比如抑制嗜酸性粒細(xì)胞的募集和杯狀細(xì)胞的分化等[5,12]。另外，通過中和TGF-β或激活素A也可以抑制體內(nèi)Th9細(xì)胞分化，同時(shí)抑制過敏性疾病的發(fā)展[64]。此外，在條件性敲除PU.1和IRF4或BATF的小鼠中，通過抑制IL-9表達(dá)，可以明顯緩解疾病的癥狀[5,12,22,65]。IL-9還可刺激體內(nèi)肥大細(xì)胞增殖和活性，并可通過2型先天淋巴細(xì)胞(ILC2s)促進(jìn)其細(xì)胞因子的產(chǎn)生，在過敏性疾病中發(fā)揮調(diào)控效應(yīng)[66]。

3 總結(jié)與展望

Th9細(xì)胞是新型CD4+輔助性T細(xì)胞亞群，其分化過程受多種細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，其相關(guān)信號(hào)通路和代謝調(diào)控機(jī)制備受關(guān)注，成為近幾年免疫學(xué)研究的熱點(diǎn)。Th9細(xì)胞在多種疾病中發(fā)揮功能，其在疾病中發(fā)揮的作用和調(diào)控機(jī)制也非常復(fù)雜，還需進(jìn)一步深入研究。目前發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)研究中Th9細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)，依據(jù)不同的腫瘤類型，Th9發(fā)揮的效應(yīng)也不同。因此，深入探究Th9的分化機(jī)制和功能，探討微環(huán)境對(duì)Th9的影響及細(xì)胞間的相互作用對(duì)于多種疾病的治療具有非常重要的意義。