李 鑫，蔡 雄，劉 良

(湖南中醫(yī)藥大學(xué)1.中醫(yī)診斷學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2.中藥粉體與創(chuàng)新藥物省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，湖南 長(zhǎng)沙 410208；3. 澳門科技大學(xué)中藥質(zhì)量研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，澳門 氹仔 999078)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性炎癥性自身免疫疾病，其主要病理特征為進(jìn)行性關(guān)節(jié)滑膜炎癥，軟骨和骨破壞，最終造成關(guān)節(jié)畸形和功能喪失[1]。研究表明，RA是以大量CD4+T細(xì)胞浸潤(rùn)為主的慢性滑膜炎癥反應(yīng)，CD4+T細(xì)胞作為效應(yīng)T細(xì)胞的重要成分，參與免疫應(yīng)答過程的各個(gè)階段，其介導(dǎo)的免疫反應(yīng)異常被認(rèn)為是RA主要發(fā)病機(jī)制之一[2]。根據(jù)其產(chǎn)生的細(xì)胞因子及其功能，通常將CD4+T 細(xì)胞分為輔助性T細(xì)胞1 (helper T 1，Th1)、Th2、Th17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 (regulatory T cell，Treg)四大亞群。Th17細(xì)胞主要分泌IL-17、IL-21等炎性細(xì)胞因子，具有促進(jìn)炎性反應(yīng)和促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨和骨破壞進(jìn)程等多重效應(yīng)。因此，本文擬收集近年來Th 17細(xì)胞參與RA發(fā)病的相關(guān)研究進(jìn)展并進(jìn)行綜述，以期為RA病理機(jī)制研究提供參考。

1 Th17細(xì)胞概述

在免疫應(yīng)答的不同階段，因抗原性質(zhì)、局部微環(huán)境等因素的綜合效應(yīng)，CD4+T細(xì)胞會(huì)朝不同方向分化，進(jìn)而發(fā)揮其特定的生物學(xué)效應(yīng)。Th17 細(xì)胞是CD4+T細(xì)胞新亞群，其主要分泌白介素IL-17A、IL-17F、IL-21等細(xì)胞因子，并表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子維甲酸相關(guān)孤核受體(retinoid acid-related orphan receptorγ，RORγt)和RORα，而在自身免疫疾病中發(fā)揮重要作用。

在樹突細(xì)胞、單核細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞作用下，IL-6協(xié)同低濃度的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor β，TGF-β)，激活JAK1，進(jìn)而招募信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子-3 (signal transducer and activator of transcription-3，STAT3)，并使其磷酸化，活化的JAK1/STAT3通路激活RORγt，并促進(jìn)IL-21產(chǎn)生[3]。在IL-6和IL-21協(xié)同作用下，產(chǎn)生IL-23R、RORα 和RORγt，使Naive CD4+T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化[4]，并抑制轉(zhuǎn)錄因子叉頭蛋白3 (forkhead box protein 3，F(xiàn)oxp3)的負(fù)向調(diào)節(jié)作用。Th17細(xì)胞被轉(zhuǎn)錄因子STAT4和STAT6調(diào)控，生成 IL-17，同時(shí)可產(chǎn)生IL-23、IL-6 和腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factorα，TNF-α)等炎性細(xì)胞因子，IL-23可促進(jìn)激活的記憶細(xì)胞產(chǎn)生IL-17，使Th17細(xì)胞得以存活和維持功能[5]。見Fig 1。

2 Th17細(xì)胞在RA滑膜炎癥反應(yīng)中的作用

RA早期主要表現(xiàn)為大量CD4+T細(xì)胞浸潤(rùn)為主的慢性滑膜炎癥反應(yīng)。IL-17是RA早期重要細(xì)胞之一，具有強(qiáng)大的促炎效應(yīng)，大量、廣泛表達(dá)于在RA患者關(guān)節(jié)滑液、滑膜組織、外周血、外周淋巴結(jié)等處[6]。RA患者發(fā)病前外周血IL-17表達(dá)水平顯著高于發(fā)病后，RA患者(病程<12月)外周血IL-17表達(dá)量相當(dāng)高，且與C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)呈正相關(guān)[7]。RA患者血清Th17水平顯著升高，且與疾病活動(dòng)性評(píng)分28 (disease activity score 28，DAS28)呈正相關(guān)[8]。RA患者外周血Th 17、IL-6、IL-17、IL-21表達(dá)量隨疾病活動(dòng)程度增加而增加[9]。RA患者外周血單個(gè)核細(xì)胞Th17細(xì)胞中趨化因子受體6(chemokine receptors 6，CCR6)和RORγt表達(dá)量顯著增加，且關(guān)節(jié)滑液?jiǎn)魏思?xì)胞Th17細(xì)胞比例顯著高于外周血單個(gè)核細(xì)胞[10]。樹突細(xì)胞可分泌IL-In the presence of antigen-presenting cells such as dendritic cells and monocytes,IL-6 is synergized with low-concentration TGF-β to activate JAK1,and then activated JAK1 recruits and phosphorates STAT3. JAK1/STAT3 signaling activates RORγt and promotes production of IL-21.Under the circumstance of abundant IL-6 and IL-21,naive CD4+T cells differentiate into Th17 cells,and simultaneously negative regulation of Foxp3 to this differentiation is inhibited. Transcription factors STAT4 and STAT6 regulate Th17 cells to produce pro-inflammatory cytokines IL-23,IL-6,and TNF-α.IL-23 promotes activated memory CD4+T cells to produce IL-17 which in turn maintain the survival and function of Th17 cells.

Fig 1 Pathway of differentiation of naive CD4+ T cells into Th17 cells

23促進(jìn)IL-17的增殖，而參與RA風(fēng)濕結(jié)節(jié)的形成[5]。膠原性關(guān)節(jié)炎(collagen induced arthritis,CIA)大鼠關(guān)節(jié)滑膜及外周血IL-17顯著升高，外周血RORγt顯著增加[11]。CIA小鼠血漿IL-17、外周血和脾臟Th17細(xì)胞比例，CD4+T細(xì)胞IL-17 mRNA表達(dá)水平均顯著增加[12]。IL-17可協(xié)同IL-1β和TNF-α共同誘導(dǎo)T細(xì)胞和樹突細(xì)胞的趨化[13]。IL-17協(xié)同TNF-α促進(jìn)成纖維樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LSs)和上皮細(xì)胞大量分泌IL-6、IL-8、前列腺素E2(prostaglandin E，PGE2)和中性粒細(xì)胞化學(xué)引誘物[13]。上述研究表明，Th17細(xì)胞在外周血、關(guān)節(jié)滑液等部位均有表達(dá)，不僅參與了RA發(fā)病，而且與疾病活動(dòng)程度及臨床檢測(cè)指標(biāo)密切相關(guān)。

IL-21是Th17細(xì)胞分泌的促炎性細(xì)胞因子，大量表達(dá)于CD4+T細(xì)胞及FLSs。RA患者關(guān)節(jié)滑液中CD4+IL-21+T細(xì)胞比例顯著增加，外周血CD4+IL-21+T細(xì)胞及血清IL-21與DAS28、抗-CCP抗體、血沉和類風(fēng)濕因子呈正相關(guān)[14,15]。IL-21通過抑制Foxp3表達(dá)，上調(diào)RORC而促進(jìn)Th17細(xì)胞分化與增殖[16]。研究顯示，聯(lián)合阻斷IL-6和IL-21可有效抑制CIA小鼠脾臟CD4+Th17細(xì)胞分化，進(jìn)而減輕疾病嚴(yán)重程度[4]。IL-21/IL-21R可介導(dǎo)磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B (phosphoinosmde-3-kinase/protein kinase B，PI3K/PKB) PI3K/Akt促進(jìn)IL-23表達(dá)而促進(jìn)RA-FLS異常增殖[17]。IL-21通過絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase，MAPK)、STAT3及PI3K/Akt通路介導(dǎo)FLS分泌TNF-α、IL-6等促炎性細(xì)胞因子[18]。

3 Th17細(xì)胞在RA骨破壞中的作用

關(guān)節(jié)軟骨的破壞及骨侵蝕是RA進(jìn)展期重要組織學(xué)特征。研究表明，破骨細(xì)胞是介導(dǎo)RA骨破壞的關(guān)鍵細(xì)胞，核因子-κB受體活化因子配基 (receptor activator of nuclear factor-κ B ligand，RANKL)是破骨細(xì)胞生成的啟動(dòng)信號(hào)。CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答在RA骨破壞中具有重要作用。IL-17A/F通過上調(diào)Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子-2 (runt-related transcription factor，RUNX2)蛋白，增強(qiáng)IL-6蛋白和基質(zhì)金屬蛋白酶-3 (matrix metalloproteinase-3，MMP-3)mRNA表達(dá)而抑制RA關(guān)節(jié)軟骨的產(chǎn)生潛能[19]。骨橋蛋白可促進(jìn)成骨細(xì)胞中IL-17表達(dá)而引起CIA小鼠骨質(zhì)侵蝕[20]。IL-17通過活化IL-17/IL-17R/STATS-3信號(hào)通路促進(jìn)RANKL表達(dá)，抑制骨保護(hù)素 (osteoprotegerin，OPG)表達(dá)而介導(dǎo)佐劑性關(guān)節(jié)炎(adjuvant induced arthritis,AIA)大鼠FLS破骨細(xì)胞分化[21]。RA患者骨髓血漿中IL-17A/F及CD3+CD4+IL-17+細(xì)胞百分比較骨關(guān)節(jié)炎患者顯著升高，提示骨髓微環(huán)境可以促進(jìn)Th17細(xì)胞和IL-17A/F過度產(chǎn)生而介導(dǎo)RA破壞[4]。IL-17 促進(jìn)K/BxN小鼠體內(nèi)人分泌型卷曲相關(guān)蛋白 1 (secreted frizzled related protein，sFRP1) 分泌，減少 sFRP3 的分泌，進(jìn)而抑Wnt/β-catenin/RUNX2 通路，負(fù)調(diào)控成骨細(xì)胞生成[22]。IL-17通過誘導(dǎo)軟骨MMP-3表達(dá)而抑制關(guān)節(jié)滑膜和軟骨細(xì)胞COL2A1表達(dá)而促進(jìn)骨破壞[23]。綜上，IL-17主要通過以下途徑參與RA骨破壞：(1)促進(jìn)RANKL表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)破骨細(xì)胞分化；(2)促進(jìn)MMPs表達(dá)，進(jìn)而降解骨細(xì)胞外基質(zhì)，引起骨破壞；(3)抑制成骨細(xì)胞生成。見Fig 2。

IL-21促進(jìn)FLS的RANKL表達(dá)而介導(dǎo)破骨細(xì)胞生成[24]。IL-21促進(jìn)FLS分泌介導(dǎo)RA骨與關(guān)節(jié)軟骨破壞的關(guān)鍵蛋白酶MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP13而介導(dǎo)，其中MMP3、MMP9的活化與PI3K、 STAT-3及細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶 (extracellular regulated protein kinase 1/2，ERK1/2)有關(guān)[25]。IL-21/IL-21R相互作用可活化PI3K/Akt通路介導(dǎo)活化T細(xì)胞核因子1蛋白 (nuclear factor of activated T-cells，NFATc1)及骨吸收相關(guān)因子組織蛋白酶k (cathepsin K)和抗酒石酸酸性磷酸酶 (tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP)表達(dá)進(jìn)而介導(dǎo)骨破壞[17]。綜上，IL-21參與RA骨破壞的途徑主要有：(1)促進(jìn)MMPs表達(dá)，進(jìn)而降解骨細(xì)胞外基質(zhì)，引起骨破壞；(2)調(diào)節(jié)骨吸收相關(guān)因子的表達(dá)；(3)促進(jìn)破骨細(xì)胞分化。見Fig 2。

Fig 2 Bone destruction in RA promoted by Th17 cells

Th17 cells produce IL-17 and IL-21 which play an important role in bone destruction of patients with RA. IL-17 promotes bone destruction in RA through the following pathways: (1) IL-17 promotes RANKL expression and osteoclast differentiation; (2) IL-17 promotes the expression of MMPs that degrade the extracellular matrix of bone; (3) IL-17 inhibits osteoblastogenesis.IL-21 promotes bone destruction in RA through the following pathways:(1) IL-21 promotes the expression of MMPs which degrade the extracellular matrix of bone; (2) IL-21 promotes the expression of bone resorption-related factors; (3) IL-21 promotes osteoclast differentiation

4 總結(jié)與展望

綜上所述，Th17細(xì)胞及其分泌的IL-17、IL-21等促炎性細(xì)胞因子對(duì)RA早期的滑膜炎癥反應(yīng)和RA晚期的骨破壞等病理環(huán)節(jié)均發(fā)揮促進(jìn)作用，但對(duì)于不同病理環(huán)節(jié)的作用強(qiáng)度是否有差異；對(duì)于不同環(huán)節(jié)的作用機(jī)制及其效應(yīng)靶點(diǎn)是否異同，均尚有待于進(jìn)一步深入研究。因此，深入研究Th17細(xì)胞對(duì)RA不同病理環(huán)節(jié)的影響，有助于進(jìn)一步揭示其針對(duì)RA不同病理環(huán)節(jié)的病理機(jī)制及其效應(yīng)靶點(diǎn)，進(jìn)而開發(fā)基于Th17細(xì)胞的RA多靶向防治藥物，具有重大的研究意義和廣袤的應(yīng)用開發(fā)前景。