調節(jié)性DC在實驗性自身免疫性腦脊髓炎發(fā)病中的作用①

何 浩 宋文剛 白 波 （泰山醫(yī)學院神經生物學研究所,泰安 271000）

調節(jié)性DC在實驗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)學院神經生物學研究所,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,具有高復發(fā)率和高致殘率,治療棘手,通常造成腦組織的嚴重不可逆性損傷。MS的病因和發(fā)病機制非常復雜,由于病理取材的困難性,在體外建立了該病的動物模型——實驗性自身免疫性腦脊髓炎（Experimentalautoimmune encephalomyelitis,EAE）。MS患者和EAE動物有一個共同的特點,即發(fā)病后存在自我緩解的現象,這是大腦限制過強免疫應答的一種自我保護。這種炎癥自限性與機體產生下調免疫應答的調節(jié)性T細胞（Regulatory T cells,Treg）密切相關,而Treg的生成有賴于能夠產生免疫耐受的樹突狀細胞（Dendritic cells,DC）的誘導,因此腦組織微環(huán)境調控DC從致敏性向致耐受性轉變可能是腦脊髓炎發(fā)展轉歸的關鍵因素。

1 調節(jié)性樹突狀細胞的生物學特點

DC是機體功能最強的專職抗原提呈細胞（Antigen presenting cell,APC）,處于啟動、調控和維持免疫應答的中心環(huán)節(jié)。近年來隨著免疫耐受研究的興起,Treg被認為是負向調控免疫應答的最重要效應細胞,由于T細胞與DC之間的復雜關系進而催生了調節(jié)性DC（Regulatory dendritic cells）的發(fā)現。目前認為,體內存在著能夠下調免疫應答和維持免疫耐受的調節(jié)性DC,它們與Treg相互作用,協同調控體內免疫應答的強度、范圍和持續(xù)時間。

1.1 調節(jié)性DC的種類 調節(jié)性DC的產生與DC的成熟狀態(tài)有關,僅存在于組織原位、具有強吞噬能力,但低表達共刺激分子、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胞后獲得遷移能力并呈現成熟DC的表型、分泌抑制性細胞因子但不能合成炎性細胞因子,這種過渡狀態(tài)稱為半成熟DC。一般認為未成熟DC和半成熟DC引發(fā)免疫耐受,而成熟DC誘導正向免疫應答[1,2]。許多外源性細胞因子、化學介質和特定組織微環(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、胸腺基質淋巴細胞生成素、血管腸肽、肝細胞生成因子、凋亡細胞、肝基質微環(huán)境、脾基質微環(huán)境和免疫抑制劑等。誘導的調節(jié)性DC呈未成熟或半成熟樣,能夠釋放抑制性細胞因子如IL-10和TGF-β,并且表達特異性分子標志如DEC-205、ILT-3、ILT-4、PD-L1、B7-H3 和 B7-H4 等。

1.2 調節(jié)性DC誘導免疫耐受的機制 調節(jié)性DC誘導免疫耐受的機制包括:低表達共刺激分子和缺乏致炎性細胞因子（如 IL-12、IL-6、TNF-α等）,不能有效激活T細胞;分泌抑制性細胞因子 IL-10或TGF-β,發(fā)揮負性免疫調控作用;誘導或擴增Treg,Treg特異或非特異抑制T細胞反應。目前認為調節(jié)性DC與Treg的相互作用是引發(fā)或擴大免疫耐受的主要環(huán)節(jié)。調節(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）誘導產生Treg[3,4];Treg則反向調控DC的細胞表型和細胞因子表達譜,改變DC的活化、成熟和刺激T細胞增殖的能力,使DC獲得致免疫耐受功能[5,6]。因而,調節(jié)性DC與Treg之間的正反饋對于擴大或維持免疫耐受至關重要。

2 調節(jié)性DC與EAE病程進展和轉歸的關系

人MS及其動物模型EAE是一類主要由T細胞介導的自身免疫性疾病,主要發(fā)病機制是某種誘因作用下激活的T細胞穿越血腦屏障進入腦實質,經局部APC提呈的抗原再刺激分泌大量細胞因子和趨化因子,募集外周血T細胞、B細胞、單核細胞等進入炎癥部位,進一步擴大炎癥反應并導致腦組織損傷。

2.1 DC參與EAE的發(fā)病 研究表明,病變腦組織刺激致敏T細胞的APC主要為CD11c+DC[7],它們可由外周循環(huán)的單核細胞遷移分化而來[8]。此外,F4/80-CD11c+CD45hiDC在復發(fā)性EAE中還通過表位擴展誘導產生新的針對腦組織抗原的致敏T細胞[9]。目前研究腦內致敏T細胞最重要的突破是發(fā)現病變腦組織及腦脊液有大量產IL-17的T細胞（Th17）浸潤,Th17及其釋放的細胞因子IL-17在腦脊髓炎的發(fā)病過程中起關鍵作用[10-12]。Bailey等[13]報道在復發(fā)性 EAE中外周CD11b+骨髓源性DC、pDC、CD8α+DC和巨噬細胞集聚至CNS,其中骨髓源性DC促進初始T細胞活化、增殖并分化為Th17能力最強,該作用與其增強表達的TGF-β1、IL-6和 IL-23有關。Vaknin-Dembinsky等[14]進一步證實了人MS患者單核細胞來源的DC表達IL-23遠高于正常對照,提示其可強烈刺激產生IL-17。這些證據表明DC通過刺激T細胞尤其是Th17參與了EAE的發(fā)病。

2.2 調節(jié)性DC與EAE病程進展和轉歸有關 在MS患者尤其是動物模型EAE中有一個非常重要的現象,即腦脊髓炎常?？梢宰孕芯徑?這是機體限制腦內炎癥反應的一種自我保護。該現象提供了一個契機,即通過研究EAE自行緩解的原因及機制為治療或預防人MS提供理論基礎和實驗依據。目前已知EAE緩解過程中IL-17表達呈下降趨勢[15],而Treg在腦內發(fā)生聚集和擴增[16-19],說明IL-17下調和Treg上調是限制腦內炎癥反應的基本因素。由于Treg可以抑制Th17分化和 IL-17分泌,Treg對EAE轉歸的影響可能更為重要。然而研究Treg必須面對一個問題:Treg從何而來?大量資料表明Treg可由調節(jié)性DC誘導分化而來。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細胞和外源遷移的DC[13],它們?yōu)楫a生具有負向調控能力的調節(jié)性DC提供了物質基礎。因而,闡明EAE轉歸過程中腦DC是否發(fā)生了致耐受性轉變是解答腦內炎癥自限性的關鍵。

Deshpande等[20]發(fā)現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胞,隨著疾病的進展致敏能力逐步降低。Zozulya等[21]報道大腦顯微注射TNF-α誘導的調節(jié)性DC可延緩和預防EAE,這主要是在外周啟動了IL-10+Treg的誘導和限制了Th17在腦內的產生,提示調節(jié)性DC與疾病轉歸有關。Li等[18]用MOG預先靜脈注射然后皮下免疫,發(fā)現誘導較弱的 EAE,腦中 CD11c+CD11b+DC數量增多,它們體外可抑制T細胞增殖和促進Th2及CD4+CD25+Foxp3+Treg分化,說明腦內含有具備負向調控能力的DC。Suter等[22]報道EAE小鼠CNS DC表達中等水平MHCⅡ類分子和低水平CD80分子,體外不能致敏初始T細胞并且抑制成熟DC誘導的T細胞增殖,進一步證實EAE小鼠腦內存在調節(jié)性DC。這些證據表明在EAE的發(fā)病過程中腦內存在兩類DC,一類是致炎性DC,另一類是調節(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 腦內調節(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致炎物質進入外周淋巴結,同時阻止外周循環(huán)的免疫細胞進入CNS,因而形成獨特的免疫赦免微環(huán)境。在EAE發(fā)病過程中,大量炎性細胞入侵腦組織并產生多種致炎因子,腦內微環(huán)境必然受到影響,該環(huán)境所處DC的表型和生物學功能也將隨之產生變化。免疫微環(huán)境影響DC發(fā)育的觀點目前得到了越來越多的證據支持,如曹雪濤等[23,24]發(fā)現早期的造血干細胞（Hematopoietic stem cells,HSC）在內皮型脾臟基質細胞的作用下,可以定向分化為CD11bhiIalo調節(jié)性DC;證實成熟DC并非終末細胞,在脾臟基質微環(huán)境中發(fā)生增殖并分化為調節(jié)性DC。這些結果提示腦脊髓炎微環(huán)境可能誘導DC前體或成熟DC轉變?yōu)檎{節(jié)性DC。

3 展望

據上所述,我們提出如下假說:神經系統(tǒng)微環(huán)境能促進腦內DC的再發(fā)育并形成調節(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病程進展和轉歸的重要因素。

盡管研究提示MS或EAE的疾病進展和轉歸與腦內產生調節(jié)性DC有關,但這些調節(jié)性DC的細胞來源、產生時期、產生機制及對T細胞亞群尤其是Th17和Treg的具體影響仍未闡明。以腦內調節(jié)性DC為切入點,深入探討調節(jié)性DC與EAE病程進展及轉歸的關系,有助于深刻理解EAE腦內炎癥自我局限的細胞和分子機制,為MS的預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基金項目（30770676,30872322）、山東省自然科學基金項目（ZR2009CQ017）資助

②現工作單位為泰山醫(yī)學院免疫學教研室,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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