雌激素對Treg細(xì)胞的影響機(jī)制研究進(jìn)展①

徐一君 鄧勇志 （山西省心血管病醫(yī)院心血管外科，太原030024）

近年來，雌激素與自身免疫性疾病的關(guān)系日漸引起人們的關(guān)注。雌激素治療能夠改善自身免疫性關(guān)節(jié)炎、實(shí)驗(yàn)性腦脊髓膜炎等多種自身免疫性疾病。許多研究已經(jīng)證實(shí)Treg（CD4+CD25+Foxp3+regulatory T cells）在器官移植、自身免疫性疾病、腫瘤免疫等疾病中，能夠誘導(dǎo)和維持免疫耐受的形成。雌激素作用后能否通過促進(jìn)Treg 的產(chǎn)生而發(fā)揮免疫抑制和治療作用？本文就該領(lǐng)域當(dāng)前的研究進(jìn)展作一簡要闡述。

1 雌激素的免疫特性

雌激素是一種存在于男性和女性體內(nèi)的性類固醇激素，在生育期女性體內(nèi)高度表達(dá)，在人體內(nèi)分泌系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用［1-2］。內(nèi)源性雌激素包括雌激素酮（E1）、雌二醇（17β-estra?diol，E2）和雌三醇（E3）。E2 是絕經(jīng)前婦女雌激素的主要形式，而E3主要在妊娠期間與E2一起產(chǎn)生。在女性生命的各個階段，從童年到更年期，雌激素的水平是不斷變化的。在每個階段，雌激素的變化對女性身體有固定的影響。雌激素主要促進(jìn)女性第二性征的發(fā)育，調(diào)節(jié)月經(jīng)周期。除了性發(fā)育外，E2還影響皮膚、肌肉、脂肪組織、大腦、心血管系統(tǒng)、骨骼等各種器官和組織的功能，同時預(yù)防骨質(zhì)疏松癥和心血管疾病［3］。

雌激素的功能主要由兩種雌激素受體ERα 和ERβ 介導(dǎo)。兩種受體在大多數(shù)組織中均可表達(dá)，主要作用是調(diào)節(jié)月經(jīng)周期、更年期等相關(guān)生理活動。大多數(shù)自身免疫性疾病主要發(fā)生在女性身上，因?yàn)榇萍に厥歉詣e有關(guān)的免疫調(diào)節(jié)激素，雌激素在體內(nèi)有助于調(diào)節(jié)T 細(xì)胞功能，抑制自身免疫性疾?。?］。在多發(fā)性硬化癥患者當(dāng)中，雌激素和雌激素受體在正常機(jī)體免疫系統(tǒng)中能夠誘導(dǎo)人體產(chǎn)生免疫耐受和神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)，在人體相關(guān)免疫細(xì)胞、分子、遺傳方面扮演重要角色［5］。

ERα 是最早發(fā)現(xiàn)且研究最為深入的經(jīng)典雌激素受體類型，主要分布在子宮、卵巢、乳腺、骨骼、肝臟等部位，其與配體結(jié)合后能夠通過轉(zhuǎn)錄激活作用進(jìn)一步調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)［6］。ERα 與細(xì)胞的生長、增殖、代謝活動密切相關(guān)。ERα 能夠產(chǎn)生雌激素效應(yīng)，在維持女性第二性征和生理周期等方面發(fā)揮重要作用［7］。研究表明ERα 受體缺乏后，能夠增加小鼠自身免疫性疾病的發(fā)病率，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和自身免疫性腦脊髓炎（EAE）。ERα 對輔助T 細(xì)胞（Tfh）的細(xì)胞功能和自身抗體反應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用，可能與自身免疫性疾病相關(guān)［8］。目前，已有實(shí)驗(yàn)證明E2 能夠通過抑制Th1 和Th17的浸潤，阻止EAE 病變進(jìn)展，而缺乏ERα 的小鼠T細(xì)胞未能抑制該疾病的進(jìn)展。這些研究揭示了雌激素和雌激素受體在T細(xì)胞免疫和自身免疫性疾病中的重要作用［9-10］。從患有類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的女性患者中觀察到，絕經(jīng)后患者的病情出現(xiàn)嚴(yán)重惡化，提示女性雌激素在自身免疫性疾病方面具有保護(hù)作用［11］。也有研究表明ERα 能夠抑制Tfh 細(xì)胞和巨細(xì)胞的反應(yīng)以阻止自身抗體產(chǎn)生，這對于防止自身反應(yīng)性疾病至關(guān)重要［12］。

ERβ 是1996年發(fā)現(xiàn)的雌激素受體類型，主要分布在神經(jīng)系統(tǒng)、結(jié)腸、心血管系統(tǒng)等部位，主要發(fā)揮抗炎、抗增生、抗腫瘤效應(yīng)［13-14］。ITOH 等［15］在 EAE小鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn)，ERβ 激動劑對神經(jīng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用。ERβ 激動劑可減輕EAE 小鼠神經(jīng)功能損傷和腦組織炎癥反應(yīng)，其機(jī)制可能與抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化和減輕氧化應(yīng)激有關(guān)［16］。在一項(xiàng)TNBS誘導(dǎo)的小鼠急性腸炎模型中，在ERβ 存在或缺失的前提下，外源性雌二醇會產(chǎn)生不同的保護(hù)效應(yīng)。雌二醇能夠降低小鼠中段結(jié)腸的炎癥程度和ERβ 敲除后小鼠遠(yuǎn)端結(jié)腸的炎癥程度［17］。GOU 等［18］研究發(fā)現(xiàn)，ERβ 與子宮內(nèi)膜異位病灶中免疫細(xì)胞浸潤有關(guān)，敲除子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞（ESC）中的ERβ后，與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)其減少了巨噬細(xì)胞進(jìn)一步募集，并削弱了巨噬細(xì)胞M2型的極化。牛蒡甙元作為ER的選擇性激動劑，可以激活ER，并通過與raptormTOR 形成復(fù)合體來抑制mTOR 的活化及Th17 的分化［19］。

2 雌激素對免疫細(xì)胞Treg的影響

Treg 作為一類具有免疫抑制作用的T 細(xì)胞，約占外周CD4+T 細(xì)胞的5%~10%，是機(jī)體維持自身免疫耐受的重要組成部分，在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反應(yīng)和維持機(jī)體免疫平衡方面都有一定作用。SAKAGUCHI 等［20］在 1995 年首次報道Treg 在保持自身免疫耐受方面發(fā)揮重要作用，其功能的缺陷將導(dǎo)致自身免疫耐受性的損壞和自身免疫性疾病的發(fā)生。Treg的功能可受雌激素的正向調(diào)控。Treg 可能是雌激素在機(jī)體中發(fā)揮免疫抑制、抑制腫瘤免疫、增強(qiáng)免疫耐受、抗炎癥反應(yīng)等作用的免疫細(xì)胞。

循環(huán)中雌激素的水平常常會影響人體免疫系統(tǒng)，尤其是妊娠期間，免疫系統(tǒng)會做出適應(yīng)性反應(yīng)，建立胎兒免疫耐受的胎盤屏障。在生理性妊娠中，母體Treg 的數(shù)量在外周和胎盤都會增長，Treg 能夠在胎盤中抑制針對胎兒的異基因產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)［21］。由于胎兒的免疫排斥反應(yīng)，缺乏Treg 會導(dǎo)致妊娠失敗。Treg 也有抑制自身免疫反應(yīng)的能力。在多發(fā)性硬化癥患者中，部分的雌激素保護(hù)作用是由雌激素介導(dǎo)的抗炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生和Treg 擴(kuò)增共同作用的結(jié)果［22］。女性在更年期期間發(fā)生自身免疫性疾病的風(fēng)險增加。與男性相比，老年女性表現(xiàn)出更強(qiáng)的促炎癥反應(yīng)，因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)能力的衰減會導(dǎo)致與性別相關(guān)的低級慢性炎癥反應(yīng)。絕經(jīng)期雌激素濃度的下降與B、T細(xì)胞數(shù)量的減少和促炎細(xì)胞因子的分泌增加密切相關(guān)［23］。XIONG 等［24］發(fā)現(xiàn)高水平的 CD4+CD25+CD127?Treg 與妊娠期間 E2 密切相關(guān)，E2 水平與妊娠期間Treg 數(shù)量變化呈正相關(guān)，提示高水平的雌激素可能誘導(dǎo)外周血中CD4+CD25+Treg 的增加，進(jìn)而影響人體的免疫功能。Foxp3 是Treg 分化和功能的總開關(guān)，是Treg 的特異性標(biāo)志，對其發(fā)育和功能至關(guān)重要。MOHAMMAD等［25］研究發(fā)現(xiàn)雌激素可誘導(dǎo)T 細(xì)胞的增殖和分化，并增加Foxp3 表達(dá)，在體外培養(yǎng)中E2 通過ERα 誘導(dǎo)Foxp3 表達(dá)。當(dāng) ERα 缺失時，E2 未能進(jìn)一步增加Foxp3 表達(dá)，提示雌激素對于Treg 的生長與發(fā)育發(fā)揮重要作用。雌激素還可通過減少IL-17 細(xì)胞因子的分泌降低Th17活性，同時增加IL-10分泌，靶向激活 CD4+CD25+Treg 細(xì)胞，以此調(diào)節(jié) Th17/Treg，從而減輕腎臟缺血再灌注誘導(dǎo)的免疫損傷［26］。懷孕期間高水平的E2和E3也會降低促炎癥免疫反應(yīng)。用E3處理的小鼠能夠高水平表達(dá)抑制性共刺激分子，如 PD-L1、IL-10 和 TNF-β 等免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，增加樹突狀細(xì)胞（DC）耐受性，但過繼轉(zhuǎn)移這些E3 治療的DC 后可以預(yù)防炎癥性EAE［27］。有研究認(rèn)為E2通過ER 抑制實(shí)驗(yàn)性EAE，原理是雌二醇通過PD-1/PD-L1 調(diào)節(jié)軸的作用機(jī)制從而限制Th17 的分化來實(shí)現(xiàn)的Foxp3 Treg 的增殖［28］。這些研究均表明雌激素能夠顯著影響Treg 的增殖、活化、存活和Foxp3表達(dá)。子宮內(nèi)膜異位癥是一種雌激素依賴性疾病，且雌激素可增強(qiáng)Foxp3 的表達(dá)和Treg 的功能，WEI等［29］研究在子宮內(nèi)膜異位癥中雌激素是否可調(diào)節(jié)Treg的分化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基中加入雌激素后，Treg 的分化明顯增加，說明局部高雌激素水平參與了子宮內(nèi)膜異位癥患者腹腔液中Treg 細(xì)胞的分化。ZHAO 等［30］通過在肌肉損傷后再生的肌纖維中增加血清E2 水平和上調(diào)ERβ 發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)雌激素的缺乏導(dǎo)致更嚴(yán)重的肌肉炎癥浸潤，包括單核/巨噬細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的募集，以及巨噬細(xì)胞的升高。此外，在炎性肌肉中雌激素信號的缺失還會導(dǎo)致Treg 浸潤減少，Th1反應(yīng)性升高和體外IFN-γ等免疫分子刺激生成的C2C12肌小管的表達(dá)上調(diào)。Treg在維持自身耐受性和預(yù)防自身免疫中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，伴X 染色體的主要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3 的表達(dá)能夠促進(jìn)Treg 的產(chǎn)生、維持和功能［31］。女性性別和雌激素的影響調(diào)節(jié)Foxp3 細(xì)胞因子的表達(dá)，這兩種因素在Treg 的生理機(jī)能和在自身免疫性疾病的性別偏向性中起關(guān)鍵作用［32］。效應(yīng)性T 細(xì)胞（Teffs）和Treg間的不平衡被認(rèn)為是導(dǎo)致免疫平衡失調(diào)和自身免疫性疾病的原因之一。在人宮頸癌腫瘤組織來源的 Treg 中，阻斷 ERα 受體后 Foxp3 的表達(dá)及其抑制功能受影響。在男性血源性Treg 中發(fā)現(xiàn)了與ERα結(jié)合的Foxp3 啟動子內(nèi)的雌激素反應(yīng)原件位點(diǎn)。從宮頸癌中提取的Teff 中產(chǎn)生IL-4，阻斷ER 可能恢復(fù)腫瘤中某些Teffs 功能。這些結(jié)果表明，E2 和ERα是Foxp3 表達(dá)和腫瘤來源的Treg 和Teffs 功能所必需的［33］。

3 雌激素與免疫耐受

免疫耐受指對抗原特異性應(yīng)答的T 細(xì)胞與B 細(xì)胞，在抗原刺激下不能被激活，不能產(chǎn)生特異性免疫效應(yīng)細(xì)胞及特異性抗體，從而不能執(zhí)行正常免疫應(yīng)答的現(xiàn)象。HODGE 等［34］發(fā)現(xiàn)特定器官的移植，如肺的免疫排斥反應(yīng)中CD4+和CD8+T 細(xì)胞變化與TGF-β 的減少和IFN-γ、TNF-α 的增加有關(guān)。妊娠實(shí)際上是一種同種異體移植物植入，女性能否成功妊娠主要取決于能否誘導(dǎo)胎兒產(chǎn)生免疫耐受，在此過程中雌激素發(fā)揮不可替代的作用［35］。已有證據(jù)表明妊娠可延長動物模型中同種異體移植物的存活時間，在此期間，胎盤通過特異性抑制TNF-α 和IFN-γ 表達(dá)產(chǎn)生的蛋白（合胞素-1）而產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)功能［36-37］。QIU 等［38］發(fā)現(xiàn)弓形蟲感染的小鼠在妊娠早期更容易流產(chǎn)，其原因與妊娠早期Treg上PD-1的表達(dá)低于妊娠晚期密切相關(guān)。隨著妊娠的發(fā)展，小鼠體內(nèi)E2 濃度升高，采用E2 或ER 激動劑治療，可顯著減輕Treg 的凋亡并增強(qiáng)Treg 上PD-1 的表達(dá)。這些結(jié)果表明妊娠期間高水平的E2 有助于維持胎兒免疫耐受。2-甲氧基雌二醇（2ME2）是雌激素的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物，XU 等［39］研究發(fā)現(xiàn) 2ME2 可抑制Th1和Th17的分化，同時下調(diào)促炎癥細(xì)胞因子IFN-γ和IL-17 的水平，從而減少T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，以減輕自身免疫性葡萄膜炎。也有研究發(fā)現(xiàn)2ME2能夠鈍化受刺激的T 細(xì)胞增殖，不會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或衰減而減弱免疫反應(yīng)，且用2ME2處理的T細(xì)胞仍能夠產(chǎn)生正常水平的細(xì)胞因子。因此處理后的T細(xì)胞能夠更有效地維持免疫耐受與免疫反應(yīng)間的平衡，對于接受移植的個體而言，2ME2 可用作免疫調(diào)節(jié)輔助治療［40］。SHIRSHEV 等［41］還發(fā)現(xiàn)雌二醇可增加CD4+Foxp3+T 細(xì)胞的百分比和這些細(xì)胞中重組酶RAG-1 的表達(dá)，從而促進(jìn)妊娠期間免疫耐受的維持。小鼠T 細(xì)胞特異性ERα 被敲除后，利用CD4-Cre/ERα 液氧系統(tǒng)（CD4-ERαKO）分析其表型后發(fā)現(xiàn)ERα 能夠抑制Tfh 細(xì)胞反應(yīng)和巨細(xì)胞反應(yīng)，控制自身抗體的生產(chǎn)，這一系列過程與雌激素的信號調(diào)節(jié)和自身免疫反應(yīng)有關(guān)［42］。

綜上所述，雌激素通過調(diào)節(jié)Treg 能夠在自身免疫性疾病、移植排斥、骨破壞等免疫系統(tǒng)反應(yīng)中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能，而在探究雌激素能否誘導(dǎo)長期穩(wěn)定的免疫耐受方面仍需深入研究。通過對雌激素與Treg 相關(guān)機(jī)制與作用的研究，有助于開發(fā)新的免疫治療方案。Treg在免疫性疾病中的作用非常重要，如何通過雌激素調(diào)節(jié)體內(nèi)Treg 水平，維持其與效應(yīng)T 細(xì)胞之間的免疫平衡，促進(jìn)免疫耐受以達(dá)到治療免疫性疾病的目的值得進(jìn)一步研究。