轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β在器官移植免疫中的研究進(jìn)展

閆 振（綜述） 吳 波（審校）

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院普外科，黑龍江哈爾濱 150001

自從19世紀(jì)80年代轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）超家族的第一個(gè)成員被發(fā)現(xiàn)，在脊椎動(dòng)物和非脊椎動(dòng)物中，越來(lái)越多的相關(guān)成員被發(fā)現(xiàn)。在哺乳動(dòng)物中TGF-β家族在機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、黏附、遷移的誘導(dǎo)、胚胎發(fā)育、創(chuàng)傷修復(fù)等方面具有功能[1]。本文主要對(duì)TGF-β在器官免疫抑制方面的研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

1 TGF-β家族的組成及生物學(xué)特性

TGF-β超家族包括一系列在功能上和結(jié)構(gòu)上相關(guān)聯(lián)、具有廣泛調(diào)節(jié)生物學(xué)功能的因子。TGF-β家族在形態(tài)形成、胚胎發(fā)育、干細(xì)胞分化、免疫調(diào)節(jié)、炎癥、癌癥等方面都發(fā)揮重要作用。TGF-β家族的第一個(gè)成員是因?yàn)槠湔T導(dǎo)生長(zhǎng)體外培養(yǎng)成纖維細(xì)胞的能力在1983年被發(fā)現(xiàn)[2]。到目前為止已發(fā)現(xiàn)超過40個(gè)TGF-β超家族成員，其共同特征是具有二聚體結(jié)構(gòu)和半胱氨酸[3]，這些蛋白群包括若干個(gè)亞家族，在TGF-β亞家族中發(fā)現(xiàn)六個(gè)不同亞型同源，但是僅TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3在哺乳動(dòng)物中表達(dá)，它們分別位于分別定位于第19號(hào)、第1號(hào)、第14號(hào)染色體上[4]。

2 TGF-β的免疫效應(yīng)

據(jù)報(bào)道，TGF-β即使在同一種細(xì)胞類型也可以同時(shí)有免疫抑制功能和免疫刺激功能[5]。對(duì)T細(xì)胞而言，TGF-β是一種誘導(dǎo)引物，它可以限制T細(xì)胞增殖和分化成輔助性T細(xì)胞1（Th1）、輔助性T細(xì)胞2(Th2)，各自表達(dá)具有特征性的γ-干擾素和白細(xì)胞介素4[6]。與之相反TGF-β1、IL-6促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞，TGF-β1可以誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的擴(kuò)增，一種表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的亞型是維持外周耐受的關(guān)鍵[7]?，F(xiàn)在認(rèn)為,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的亞型并不是在所有情況下都穩(wěn)定，在合適的炎癥刺激下調(diào)節(jié)性T細(xì)胞向Th17基因突變[8]。

對(duì)B細(xì)胞而言，TGF-β抑制B細(xì)胞增值和IgG的體液免疫。相反的是，TGF-β能促進(jìn)對(duì)黏膜保護(hù)起重要作用的IgA的擴(kuò)增。B細(xì)胞中TGF-β受體的條件性失活可以減少黏膜的特異性抗原抗體反映[9-10]。

就免疫細(xì)胞而言，TGF-β充當(dāng)著對(duì)單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞的誘導(dǎo)作用。另外，TFG-β能促進(jìn)這些細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子IL-1β，但是TGF-β的存在對(duì)巨噬細(xì)胞的激活和NK細(xì)胞的功能有抑制作用[11-12]。很明顯在移植過程中，TGF-β能抑制同種異體排斥反應(yīng)或者增強(qiáng)宿主防御。TGF-β對(duì)Th1的抑制，對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的調(diào)節(jié)是其在急性和慢性排斥反應(yīng)中對(duì)組織器官起到免疫抑制的關(guān)鍵。

3 TGF-β在器官移植中的作用

3.1 TGF-β在心臟移植中的作用

Wallick等[13]首先報(bào)道了同種異體心臟移植模型，于動(dòng)物腹腔內(nèi)每天注射重組人TGF-β1，明顯延長(zhǎng)了移植物存活時(shí)間，該現(xiàn)象被Waltenberger等[14]在大鼠異體心臟移植模型中被重復(fù)證實(shí)。Qin等[15]在小鼠給同種移植物注射編碼TGF-β的質(zhì)粒后經(jīng)TGF-β1處理的移植物存活率是對(duì)照組的2倍，TGF-β1基因可持續(xù)表達(dá)2周。

到目前為止，TGF-β是已發(fā)現(xiàn)的與移植物慢性排斥反應(yīng)聯(lián)系最緊密的因子，它不但能抑制受體的排斥反應(yīng)，還能抑制慢性排斥反應(yīng)的發(fā)展。TGF-β在各種原因引起的多臟器纖維化中起重要作用，并且減少心肌成纖維細(xì)胞的分化作用已有報(bào)道[16-17]。成纖維細(xì)胞本身也可產(chǎn)生TGF-β，TGF-β誘導(dǎo)的凋亡可以使成纖維細(xì)胞復(fù)蘇[18]。在移植物受體中，某些纖維化對(duì)受體是有害的，但是間接起到了免疫抑制劑和抗增殖的功能，這是受體生存必不可少的[19]。TGF-β對(duì)在移植排斥反應(yīng)中起重要作用的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞有誘導(dǎo)功能[20]，并且是T淋巴細(xì)胞發(fā)揮同種異體排斥反應(yīng)所必需的。TGF-β通過對(duì)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的誘導(dǎo)，進(jìn)而對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)，誘導(dǎo)T細(xì)胞無(wú)能，并且TGF-β還能對(duì)多種炎性介質(zhì)的功能和激活有抑制作用，減少了細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）的殺傷效應(yīng)。

3.2 TGF-β在腎臟移植中的作用

TGFβ1是調(diào)節(jié)腎臟腎小球硬化、小管間質(zhì)性纖維化、小管上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)變（EMT）的關(guān)鍵因素[21]。在發(fā)生慢性排斥反應(yīng)和環(huán)孢素誘導(dǎo)的腎小管間質(zhì)增生和纖維化的人和動(dòng)物的同種異體腎臟移植中TGFβ1高表達(dá)[22]。Shull等[23]研究證明，在敲出TGF-β1基因的小鼠早期發(fā)生多病灶的炎性反應(yīng)而死亡。Eikmans等[24]證實(shí)，TGF-β1是抑制了急性排斥反應(yīng)早期的炎癥反應(yīng)從而起到了抑制慢性排斥反應(yīng)的作用。TGF-β在對(duì)腎臟移植的急性排斥反應(yīng)有明顯抑制作用，但移植術(shù)后其可明顯引起腎臟組織纖維化和血管病變，對(duì)于慢性排斥反應(yīng)的作用，尤其是對(duì)受體生存期的影響有待進(jìn)一步研究。

3.3 TGF-β在肝臟移植中的作用

Drazan[25]在肝臟移植前用攜帶小鼠TGF-β1基因的腺病毒輸入大鼠肝臟,移植給Lewis大鼠受體,術(shù)后檢測(cè)移植物內(nèi)細(xì)胞因子的變化,發(fā)現(xiàn)伴隨TGF-β1的表達(dá),免疫下調(diào),肝臟損傷減輕，移植反應(yīng)減輕。TGF-β具有細(xì)胞增殖抑制的功能，Zhong等[26]研究表明，在小鼠肝移植1.5 h后TGF-β1由術(shù)前的每克肝臟臟濕重7 ng增長(zhǎng)為30 ng,在術(shù)后18 h達(dá)到高峰，術(shù)后38 h開始下降。這種持續(xù)的高表達(dá)證明TGF-β1與肝再生有密切關(guān)系。趙戀峰等[27]報(bào)道，在獼猴同種異體肝移植中TGF-β1可誘導(dǎo)Th1向Th2轉(zhuǎn)化，從而誘導(dǎo)移植免疫耐受，延長(zhǎng)受體生存時(shí)間。兩種主要的傳導(dǎo)系統(tǒng)激活了TGF-β1的產(chǎn)生，即Smad和腎素-血管緊張素系統(tǒng)/細(xì)胞絲裂原活化蛋白激酶系統(tǒng)，TGF-β1的受體激活依靠Smad蛋白受體的磷酸化[28-29]。肝臟移植術(shù)后，T細(xì)胞激活、增殖、分化是排斥反應(yīng)的表現(xiàn)，正是因?yàn)門GF-β因子可以抑制T細(xì)胞活化后分化成的CTL和Th1從而起到抑制急性排斥反應(yīng)的作用。在實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，TGF-β在肝移植后明顯升高，但受體肝臟纖維化水平也有一定提高，并且其對(duì)受體生存期的延長(zhǎng)時(shí)間有限。

3.4 TGF-β在其他器官中的作用

Deng等[30]應(yīng)用IL-10和TGF-β1基因在狗到大鼠的高度不相容異種胰島移植模型中，發(fā)現(xiàn)其也明顯延長(zhǎng)了胰島移植物的存活時(shí)間。Narumoto等[31]報(bào)道，膽管細(xì)胞釋放的TGF-β1可以減輕同種異體抗原的免疫反應(yīng)。TGF-β因子在小腸移植、血管移植、角膜移植等方面也有廣泛的報(bào)道。在移植排斥反應(yīng)過程中，發(fā)病過程主要是T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。TGF-β在特異性免疫耐受中的作用主要通過對(duì)IL-2誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖活化發(fā)揮有效的負(fù)調(diào)節(jié)作用，影響T細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的表達(dá)，抑制Rb蛋白磷酸化，誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡[32]，從而達(dá)到抑制免疫排斥反應(yīng)的作用。

4 總結(jié)與展望

TGF-β是一種重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、免疫應(yīng)答、細(xì)胞外基質(zhì)再生的因子，具有正性和負(fù)性調(diào)節(jié)的雙重功能。本文就TGF-β因子在心臟，腎臟，肝臟移植所起到的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，認(rèn)為TGF-β在移植免疫耐受的調(diào)節(jié)方面起到一定作用，但同時(shí)因?yàn)槠淇梢鹗荏w主要器官的纖維化，也存在負(fù)面影響，在移植早期TGF-β因子的升高可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡從而減輕急性排斥反應(yīng)，但隨著受體移植物生存，其引起受體纖維化的問題就變得突出，對(duì)受體的長(zhǎng)期生存有影響。并且在大多數(shù)研究者的實(shí)驗(yàn)研究中都是將TGF-β因子與其他免疫抑制劑聯(lián)合使用，TGF-β起到了增強(qiáng)免疫抑制劑功能的作用。TGF-β是一種同時(shí)具有正性及負(fù)性調(diào)節(jié)的因子，但是在眾多的實(shí)驗(yàn)研究中大部分作者對(duì)于TGF-β的劑量對(duì)移植排斥反應(yīng)的影響都沒有明確說(shuō)明，所以研究結(jié)果本身存在一定缺陷，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)一個(gè)TGF-β劑量對(duì)移植影響的“金標(biāo)準(zhǔn)”，這需要進(jìn)一步研究。雖然TGF-β調(diào)節(jié)、抑制急性、慢性抑制排斥反應(yīng)的機(jī)制尚不十分明確，需進(jìn)一步研究，但是TGF-β作為基因治療器官移植排斥反應(yīng)的一種新方法，為臨床提供了一種新思路，在臨床治療中有廣泛的應(yīng)用前景。

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