朗格漢斯細(xì)胞誘導(dǎo)免疫耐受的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

韓悅 李巍 姚煦

朗格漢斯細(xì)胞誘導(dǎo)免疫耐受的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

韓悅 李巍 姚煦

朗格漢斯細(xì)胞是位于表皮內(nèi)的組織特異性樹突細(xì)胞，其發(fā)育依賴于特異性自分泌以及環(huán)境因素，如轉(zhuǎn)化生長因子β、白細(xì)胞介素10、紫外線與神經(jīng)肽等。近年來研究揭示，朗格漢斯細(xì)胞在誘導(dǎo)免疫耐受方面的重要作用，參與并調(diào)控感染、過敏、腫瘤等多種皮膚及系統(tǒng)疾病，作用機(jī)制可能與特異性T細(xì)胞的清除、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生、共刺激分子表達(dá)抑制等相關(guān)。

郎格爾漢斯細(xì)胞；樹突細(xì)胞；免疫耐受；皮膚疾病；T淋巴細(xì)胞，調(diào)節(jié)性

朗格漢斯細(xì)胞（LC）是皮膚天然免疫系統(tǒng)的主要成分，分布于表皮基底層以上部位，約占表皮細(xì)胞總數(shù)的3%～5%［1］，發(fā)揮重要的免疫監(jiān)視功能。LC長期作為組織特異性樹突細(xì)胞（DC）的代表細(xì)胞被研究，DC的很多重要特性由此被明確，如在外周獲取抗原，遷移、成熟，運(yùn)送抗原到引流區(qū)淋巴結(jié)的T細(xì)胞區(qū)等［2］。LC能有效攝取病原微生物，提呈給T細(xì)胞，啟動(dòng)特異性免疫應(yīng)答。然而，近年研究顯示，LC在接觸抗原后還可以誘導(dǎo)免疫耐受，阻止免疫反應(yīng)的擴(kuò)大，將免疫應(yīng)答控制在一定范圍［3］。

1 LC介導(dǎo)免疫耐受作用及機(jī)制

1.1 基于LC缺陷小鼠的研究：早期進(jìn)行的體外培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)，LC具有刺激T細(xì)胞應(yīng)答的“促免疫活性”，從表皮內(nèi)或表皮外攝取抗原，發(fā)生遷移并表型成熟，在引流區(qū)淋巴結(jié)將抗原提呈給T細(xì)胞，指導(dǎo)后續(xù)免疫應(yīng)答。Idoyaga等［4］建立了從皮片原代培養(yǎng)LC并進(jìn)行功能研究的方法，這種方法獲得的LC與皮膚原位LC相比，在表型如主要組織相容性復(fù)合體（MHC）分子表達(dá)和功能狀態(tài)上均有較大差異，并不能真實(shí)反應(yīng)皮膚原位LC的狀態(tài)。Caux等［5］建立了從人外周血干細(xì)胞培養(yǎng)LC的方法，獲得了表達(dá)Birbeck 顆粒以及 CD207、CD205、FcεRⅠ等分子的LC，具備LC的表型，但是這些骨髓來源LC也不能完全代表皮膚原位LC。因此，應(yīng)用體外培養(yǎng)方法進(jìn)

作者單位：210042 南京，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 皮膚病研究所 過敏與風(fēng)濕免疫科（韓悅、姚煦）；第四軍醫(yī)大學(xué)西京皮膚醫(yī)院（李?。?/p>

本文主要縮寫：LC：朗格漢斯細(xì)胞，DC：突細(xì)胞，MHC：主要組織相容性復(fù)合體，DTR：白喉毒素受體，DTA：白喉毒素A亞單位，CHS：接觸性超敏反應(yīng)，CA：尖銳濕疣，TGF：轉(zhuǎn)化生長因子，BCC：基底細(xì)胞癌行的LC研究所得到的結(jié)論具有較為明顯的局限性。

應(yīng)用C型凝集素結(jié)構(gòu)域家族4成員K（Langerin）-人白喉毒素受體（DTR）和 Langerin-白喉毒素A亞單位（DTA）等選擇性LC缺失的模式小鼠進(jìn)行的在體研究極大地推動(dòng)了對(duì)LC功能的認(rèn)識(shí)。已有多個(gè)研究組建立的Langerin-DTR小鼠是在小鼠Langerin啟動(dòng)子下表達(dá)DTR，當(dāng)給小鼠腹腔注射白喉毒素時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致表達(dá)Langerin的細(xì)胞迅速死亡，包括表皮LC和真皮Langerin+DC［6-8］。Kaplan等研究組［9］把人Langerin啟動(dòng)子及DTA基因轉(zhuǎn)入小鼠，建立了Langerin-DTA小鼠，該小鼠組成性缺失表皮LC，真皮Langerin+DC不受影響。應(yīng)用Langerin-DTR和Langerin-DTA等選擇性LC缺失的模式小鼠進(jìn)行在體研究發(fā)現(xiàn)，LC缺失后其接觸性超敏反應(yīng)（CHS）反應(yīng)強(qiáng)于對(duì)照小鼠，提示LC可能在CHS中發(fā)揮負(fù)向調(diào)控作用，其缺失導(dǎo)致炎癥反應(yīng)增強(qiáng)。有研究發(fā)現(xiàn)，LC通過介導(dǎo)CD4+T細(xì)胞和分泌IL-10參與對(duì)CHS的負(fù)向調(diào)控［10］。應(yīng)用同種異體皮膚移植模型發(fā)現(xiàn)，Langerin-DTA小鼠的移植排斥反應(yīng)并沒有減弱［11］。利士曼原蟲感染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，LC缺失后的Langerin-DTR小鼠的原蟲清除效率高于對(duì)照小鼠，前者能減少調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）的數(shù)量，并伴有淋巴結(jié)腫瘤壞死因子（TNF）γ的分泌增加，研究證明，減少Tregs遷移和增強(qiáng)Th1的應(yīng)答的是LC而非漿細(xì)胞DC［12］。這些研究均支持LC的負(fù)向免疫調(diào)控作用。

1.2 不依賴LC缺陷小鼠的研究：一系列不依賴Langerin小鼠的研究支持LC具有負(fù)向免疫調(diào)控功能的結(jié)論，并在一定程度上揭示了機(jī)制。Shklovskaya等［13］的研究發(fā)現(xiàn)，活化的LC不能使擴(kuò)增的CD4+T細(xì)胞分化成效應(yīng)/記憶細(xì)胞，在強(qiáng)免疫佐劑作用下LC仍然可以保留致耐受活性，盡管上調(diào)表達(dá)多種共刺激分子如CD80、CD86并分泌IL-12。研究發(fā)現(xiàn)，弱致敏劑二硫代二硝基苯甲酸引起的經(jīng)皮耐受由表皮LC所介導(dǎo)，LC攝取二硫代二硝基苯甲酸后遷移到局部引流區(qū)淋巴結(jié)，直接將抗原提呈給CD8+T細(xì)胞，使變應(yīng)原特異性CD8+T細(xì)胞失能或被清除，并活化ICOS+CD4+Foxp3+的Tregs，提示LC在介導(dǎo)經(jīng)皮耐受中的作用［14］。

LC對(duì)表皮自身表達(dá)的蛋白抗原也表現(xiàn)為耐受活性，在靜息和炎癥狀態(tài)下的功能可能有所差異。Seneschal等［15］發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)的表皮 LC特異性誘導(dǎo)具有免疫抑制功能的Treg活化和增生，而在外源病原體存在時(shí)，表皮LC活化并誘導(dǎo)效應(yīng)記憶性T細(xì)胞的增生、抑制Treg細(xì)胞活化，這一研究首次揭示了人類LC靜息狀態(tài)下的致耐受功能［16］。但也有不同觀點(diǎn)，K5啟動(dòng)子控制下角質(zhì)形成細(xì)胞表達(dá)膜相關(guān)抗原卵蛋白，誘導(dǎo)對(duì)表皮自身抗原耐受的主要是真皮DC而不是LC。然而，穩(wěn)定狀態(tài)下真皮DC如何捕獲表皮抗原的機(jī)制尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)，SLE模型鼠-lpr在幼年期皮膚內(nèi)LC遷移至局部淋巴結(jié)的能力降低［17］，LC敲除后的小鼠局部淋巴結(jié)CD4+T細(xì)胞數(shù)量減少，局部皮膚巨噬細(xì)胞數(shù)量增加并參與皮膚炎癥過程［18］，提示炎癥狀態(tài)下LC也能誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

2 LC的耐受功能與多種皮膚和系統(tǒng)疾病

2.1 LC在人乳頭瘤病毒（HPV）感染中的耐受功能：IL-10是LC生長發(fā)育中必需的細(xì)胞因子。有研究從尖銳濕疣（CA）患者組織中提取轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）β1、IL-10的RNA，通過和對(duì)照組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析LC對(duì)HPV的耐受情況。結(jié)果顯示，CA組TGF-β1和IL-10 mRNA表達(dá)水平均高于健康人對(duì)照組，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明在CA患者中存在LC誘導(dǎo)機(jī)體對(duì)HPV感染的外周免疫耐受，導(dǎo)致CA長期存在和復(fù)發(fā)。但有報(bào)道持相反觀點(diǎn)，用免疫組化SP法檢測CA患者皮損中CD1a+LC的表達(dá)和分布情況，與邊緣正常對(duì)照組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［19］。兩項(xiàng)結(jié)果差異原因有待進(jìn)一步研究。

2.2 LC與腫瘤免疫耐受：腫瘤的免疫耐受機(jī)制復(fù)雜，涉及多個(gè)免疫應(yīng)答環(huán)節(jié)。腫瘤細(xì)胞可分泌大量的IL-10和TGF-β來降低LC的產(chǎn)生、生長和活性［20］。研究發(fā)現(xiàn)，IL-10、TGF-β和前列腺E2可抑制LC前體細(xì)胞向成熟LC轉(zhuǎn)化，并抑制其表達(dá)MHCⅡ類分子和B7分子，共刺激分子的缺乏也是腫瘤逃逸的原因之一，兩者導(dǎo)致LC誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞對(duì)腫瘤抗原產(chǎn)生耐受［21］。IL-10還可直接抑制T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生［22］。

基底細(xì)胞癌（BCC）是一種皮膚惡性腫瘤。有研究對(duì)BCC患者病變組織和正常組織切片中浸潤的LC進(jìn)行CD1a免疫組化染色，并對(duì)陽性細(xì)胞進(jìn)行定量分析，來說明BCC皮損中LC數(shù)量、形態(tài)以及分布特點(diǎn)。結(jié)果顯示，兩組CD1a表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明BCC腫瘤微環(huán)境中LC數(shù)量明顯減少，提示惡變的上皮細(xì)胞可通過LC細(xì)胞產(chǎn)生耐受功能而逃逸免疫監(jiān)視，繼而發(fā)生轉(zhuǎn)化增殖甚至惡變［23］。

2.3 LC與UVB照射的致耐受作用：UVB照射使小鼠皮膚的LC失去激動(dòng)T細(xì)胞能力。LC的耐受狀態(tài)可以誘導(dǎo)T細(xì)胞失能。進(jìn)一步證據(jù)表明，UVB效應(yīng)是間接通過角質(zhì)形成細(xì)胞、巨噬細(xì)胞或中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的IL-10介導(dǎo)。炎癥條件下皮膚刺激LC直接產(chǎn)生IL-10［24］。MHCⅡ缺陷的老鼠模型說明，CD4+T細(xì)胞釋放IL-10需要接觸LC。IL-10的免疫抑制作用不僅是UVB誘導(dǎo)皮膚癌發(fā)展的一個(gè)主要因素，也是自身免疫性疾病的調(diào)節(jié)因素。研究顯示，LC經(jīng)UVB照射后耐受增強(qiáng)，有可能釋放IL-10［25］。

3 調(diào)控LC的功能治療疾病

隨著LC與免疫性疾病的關(guān)系逐漸被認(rèn)識(shí)，人們開始通過調(diào)控LC的功能來治療疾病的設(shè)想與實(shí)踐。Idoyaga等［4］探討了靶向LC誘導(dǎo)免疫耐受的策略，作者將抗CD207抗體與髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白融合表達(dá)，使這一蛋白特異性靶向LC，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Langerin+CD103+遷移性DC不僅能在靜息狀態(tài)下誘導(dǎo)Foxp3+Tregs，在炎癥狀態(tài)下也可以刺激效應(yīng)Th1/Th2細(xì)胞的產(chǎn)生［26］。應(yīng)用缺乏特異性DC群的小鼠模型進(jìn)行的研究顯示，遷移性LC具有體內(nèi)產(chǎn)生Tregs的超能力，改善了實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎的預(yù)后［27］。較之傳統(tǒng)治療方法，新型靶向遷移性LC治療具有諸多的優(yōu)勢，為免疫性疾病的治療展開了一個(gè)光明的前景。

4 結(jié)語

作為皮膚重要的抗原提呈細(xì)胞，LC的功能研究一直是免疫學(xué)研究熱點(diǎn)。近幾年來的研究證據(jù)更多提示LC的致免疫耐受功能，可能與誘導(dǎo)淋巴結(jié)內(nèi)抗原特異性CD8+T細(xì)胞失能有關(guān)，也可能與誘導(dǎo)具有免疫抑制功能的Treg的活化和增生有關(guān)。雖然具體機(jī)制尚不明確，但是為發(fā)展靶向LC的治療策略提供了方向。

［1］Harikumar PE,Selway JL,Chu A,et al.Collagen remodeling and peripheral immune cell recruitment characterizes the cutaneous Langerhanscellhistiocytosis microenvironment ［J］.IntJ Dermatol,2015,54（1）:e7-13.DOI:10.1111/ijd.12375.

［2］van Zyl T,Stagner AM,Jakobiec FA,et al.Histopathologic features of a resolving orbital Langerhans cell histiocytosis［J］.Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2015,253（12）:2341-2343.DOI:10.1007/s00417-015-3086-z.

［3］Romani N,Clausen BE,Stoitzner P.Langerhans cells and more:langerin-expressing dendritic cellsubsetsin the skin ［J］.Immunol Rev,2010,234 （1）:120-141.DOI:10.1111/j.0105-2896.2009.00886.x.

［4］Idoyaga J,Fiorese C,Zbytnuik L,et al.Specialized role of migratory dendritic cells in peripheral tolerance induction ［J］.J Clin Invest,2013,123（2）:844-854.DOI:10.1172/JCI65260.

［5］Caux C,Vanbervliet B,Massacrier C,et al.Characterization of human CD34+derived dendritic/Langerhans cells （D-Lc）[J].Adv Exp Med Biol,1995,378:1-5.

［6］Clausen BE,Kel JM.Langerhans cells:critical regulators of skin immunity?［J］.Immunol Cell Biol,2010,88 （4）:351-360.DOI:10.1038/icb.2010.40.

［7］Bennett CL,van Rijn E,Jung S,et al.Inducible ablation of mouse Langerhans cells diminishes but fails to abrogate contact hypersensitivity ［J］.J Cell Biol,2005,169 （4）:569-576.DOI:10.1083/jcb.200501071.

［8］Kissenpfennig A,Henri S,Dubois B,et al.Dynamics and function of Langerhans cellsin vivo:dermal dendritic cells colonizelymph nodeareasdistinctfrom slowermigrating Langerhans cells ［J］.Immunity,2005,22 （5）:643-654.DOI:10.1016/j.immuni.2005.04.004.

［9］Kaplan DH,Jenison MC,Saeland S,et al.Epidermal langerhans cell-deficient mice develop enhanced contact hypersensitivity［J］.Immunity,2005,23 （6）:611-620.DOI:10.1016/j.immuni.2005.10.008.

［10］Kosten IJ,Spiekstra SW,de Gruijl TD,et al.MUTZ-3 derived Langerhans cells in human skin equivalents show differential migration and phenotypic plasticity after allergen or irritant exposure ［J］.Toxicol Appl Pharmacol,2015,287 （1）:35-42.DOI:10.1016/j.taap.2015.05.017.

［11］Luckey U,Schmidt T,Pfender N,et al.Crosstalk of regulatory T cells and tolerogenic dendritic cells prevents contact allergy in subjects with low zone tolerance ［J］.J Allergy Clin Immunol,2012,130（3）:781-797.DOI:10.1016/j.jaci.2012.06.022.

［12］Kautz-Neu K,Noordegraaf M,Dinges S,et al.Langerhans cells are negative regulators of the anti-Leishmania response［J］.J Exp Med,2011,208（5）:885-891.DOI:10.1084/jem.20102318.

［13］Shklovskaya E,O'Sullivan BJ,Ng LG,et al.Langerhans cells are precommitted to immune tolerance induction［J］.Proc Natl Acad Sci U S A,2011,108 （44）:18049-18054.DOI:10.1073/pnas.1110076108.

［14］de Agüero MG,Vocanson M,Hacini-Rachinel F,et al.Langerhans cells protect from allergic contact dermatitis in mice by tolerizing CD8+T cells and activating Foxp3+regulatory T cells ［J］.J Clin Invest,2012,122 （5）:1700-1711.DOI:10.1172/JCI59725.

［15］Seneschal J,Clark RA,Gehad A,et al.Human epidermal Langerhans cells maintain immune homeostasis in skin by activating skin resident regulatory T cells ［J］.Immunity,2012,36（5）:873-884.DOI:10.1016/j.immuni.2012.03.018.

［16］Narayanan B,Narasimhan M.Langerhans cell expression in oral submucous fibrosis:an immunohistochemical analysis ［J］.J Clin Diagn Res,2015,9 （7）:ZC39-41.DOI:10.7860/JCDR/2015/12608.6196.

［17］Collin M,Milne P.Langerhans cell origin and regulation ［J］.Curr Opin Hematol,2016,23 （1）:28-35.DOI:10.1097/MOH.0000000000000202.

［18］Quispel WT,Stegehuis-Kamp JA,Santos SJ,et al.Activated conventional T-cells are present in Langerhans cell histiocytosis lesions despite the presence of immune suppressive cytokines［J］.J Interferon Cytokine Res,2015,35 （10）:831-839.DOI:10.1089/jir.2014.0190.

［19］朱小霞,周強(qiáng),程浩,等.尖銳濕疣患者皮損中朗格漢斯細(xì)胞和漿細(xì)胞樣樹突細(xì)胞的檢測 ［J］.中華皮膚科雜志,2015,48（5）:343-345.DOI:10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.05.011.

［20］Chopin M,Nutt SL.Establishing and maintaining the Langerhans cell network ［J］.Semin Cell Dev Biol,2015,41:23-29.DOI:10.1016/j.semcdb.2014.02.001.

［21］Eaton LH,Roberts RA,Kimber I,et al.Skin sensitization induced Langerhans′cell mobilization:variable requirements for tumour necrosis factor-α ［J］.Immunology,2015,144 （1）:139-148.DOI:10.1111/imm.12359.2015,144 （1）:139-148.DOI:10.1111/imm.12359.

［22］Romani N,Brunner PM,Stingl G.Changing views of the role of Langerhans cells［J］.J Invest Dermatol,2012,132（3 Pt 2）:872-881.DOI:10.1038/jid.2011.437.

［23］吳志強(qiáng),魯建云,黎明,等.基底細(xì)胞癌皮損中不同標(biāo)記朗格漢斯細(xì)胞的研究［J］.腫瘤研究與臨床,2011,23（1）:41-44.DOI:10.3760/cma.j.issn.1006-9801.2011.01.013.

［24］田陽子,李巍,劉玉峰.朗格漢斯細(xì)胞功能的新認(rèn)識(shí) ［J］.國際皮膚性病學(xué)雜志,2011,37（6）:386-388.DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2011.06.018.

［25］Achachi A,Vocanson M,Bastien P,et al.UV Radiation Induces the epidermal recruitment of dendritic cells that compensate for the depletion of langerhans cells in human skin ［J］.J Invest Dermatol,2015,135（8）:2058-2067.DOI:10.1038/jid.2015.118.

［26］Matsui K,Mori A,Ikeda R.Langerhans cell-like dendritic cells stimulated with an adjuvant direct the development of Th1 and Th2 cellsin vivo［J］.Clin Exp Immunol,2015,182 （1）:101-107.DOI:10.1111/cei.12671.

［27］Kim TG,Kim M,Lee JJ,et al.CCCTC-binding factor controls the homeostatic maintenance and migration of Langerhans cells［J］.J Allergy Clin Immunol,2015,136 （3）:713-724.DOI:10.1016/j.jaci.2015.03.033.

Induction of immune tolerance by Langerhans cells and underlying mechanisms

Han Yue*,Li Wei,Yao Xu.*Institute of Dermatology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Nanjing 210042,China

Langerhans cells （LCs） are tissue-specific dendritic cells located in the epidermis.The development of LCs depends on specific autocrine signaling and environmental factors,such as transforming growth factor-β （TGF-β）,interleukin-10 （IL-10）,ultraviolet rays and neuropeptides.Recent researches have revealed that LCs play an important role in inducing immune tolerance,and participate in the regulation of multiple cutaneous and systemic diseases such as infection,allergy and tumors.The action mechanisms of LCs involve clearance of specific T cells,generation of regulatory T cells,inhibition of co-stimulatory molecule expression,and so on.

Langerhans cells;Dendritic cells;Immune tolerance;Skin diseases;T-lymphocytes,regulatory

Yao Xu,Email:dryao_xu@126.com

2015-10-19）

國家自然科學(xué)基金（81371735、81573045）；江蘇省自然科學(xué)基金（BK20150166）；2014年亞美醫(yī)學(xué)基金會(huì)（MMAAP）皮膚病項(xiàng)目基金

Fund programs:National Natural Science Foundation of China （81371735,81573045）;Natural Science Foundation of Jiangsu Province （BK20150166）;Milstein Medical Asian American Partnership （MMAAP）Foundation Research Project Award in Skin Disease in 2014

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.05.020

姚煦，Email：dryao_xu@126.com