蛻膜自然殺傷細(xì)胞對孕早期母胎界面免疫微環(huán)境的影響

金妮，蘆潔，王明，陳書強(qiáng)

正常妊娠是一個(gè)極其復(fù)雜的生理過程。胎兒攜有遺傳自父系的人類淋巴細(xì)胞抗原 (human lymphocyte antigen,HLA)，作為半同種移植物卻不被母體的免疫系統(tǒng)所排斥，說明妊娠期母-胎之間必然存在著復(fù)雜的免疫調(diào)控機(jī)制，以維持胎兒和胎盤正常生長發(fā)育。妊娠早期，母胎界面位于與胎兒胚胎外的組織直接接觸的蛻膜上，其局部的免疫微環(huán)境由蛻膜中的免疫細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子組成[1]。孕早期，子宮蛻膜組織中含有豐富的免疫細(xì)胞，其中蛻膜自然殺傷(decidual natural killer，dNK)細(xì)胞占到蛻膜總淋巴細(xì)胞的70%，在母胎界面免疫微環(huán)境和母胎免疫耐受建立中起到關(guān)鍵作用。本文主要就dNK細(xì)胞對母胎界面免疫微環(huán)境的影響進(jìn)行綜述。

1 母體-胎兒免疫界面的免疫微環(huán)境

母胎界面是指子宮內(nèi)膜層和胚胎組織互相接觸的界面，主要由胚胎來源絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞(extravillous trophoblasts,EVTs)，母體來源的蛻膜基質(zhì)細(xì)胞(decidual stromal cell,DSC)和蛻膜免疫細(xì)胞(decidual immune cell,DIC)三部分組成，是母體與胎兒直接“對話”接觸的界面[2]，一方面為胚胎提供了足夠的營養(yǎng)，另一方面保護(hù)胚胎免受母體免疫攻擊。母胎界面免疫微環(huán)境由蛻膜中的免疫細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子組成，在妊娠的建立與維持中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。在妊娠期類固醇激素的影響下，蛻膜組織中各種免疫細(xì)胞亞群及其分泌的細(xì)胞因子均發(fā)生一系列生理變化，構(gòu)成母胎界面局部獨(dú)特的、動(dòng)態(tài)的免疫微環(huán)境[3]。在妊娠的不同時(shí)期，母胎界面免疫微環(huán)境表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)平衡。這種平衡一旦被打破，將產(chǎn)生一系列的妊娠疾病及并發(fā)癥,如反復(fù)自發(fā)性流產(chǎn)、胎兒生長發(fā)育遲緩、妊娠高血壓綜合征等病理妊娠情況。

蛻膜是一種由多種細(xì)胞成分組成的異質(zhì)性組織，除對胎兒、胎盤的營養(yǎng)作用外，還是一種功能復(fù)雜的局部免疫器官，在妊娠中發(fā)揮關(guān)鍵作用。孕早期，DIC占子宮細(xì)胞總數(shù)的30%～40%，包括NK細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DCs)、巨噬細(xì)胞(macrophage,MΦ)和T細(xì)胞。尤其是dNK細(xì)胞作為蛻膜的主要免疫活性細(xì)胞，在母-胎界面發(fā)揮著免疫調(diào)控作用，對妊娠的建立和維持以及對胎兒的生長發(fā)育起至關(guān)重要的作用。

2 蛻膜自然殺傷細(xì)胞的特性、功能

dNK細(xì)胞是早期母胎界面的主要免疫細(xì)胞，約占到蛻膜總淋巴細(xì)胞的70%[1]，主要表型為CD56brightCD16-表型，表現(xiàn)為低細(xì)胞毒性、高分泌活性，與主要表型為CD56dimCD16+的外周血自然殺傷(peripheral natural killer，pNK)細(xì)胞差異很大[4]。早孕蛻膜子宮的獨(dú)特微環(huán)境及細(xì)胞間通訊塑造了dNK細(xì)胞特殊的器官特異性[5]。蛻膜CD56brightCD16-NK細(xì)胞表面主要表達(dá)殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體KIRs，傳遞抑制信號(hào)，保護(hù)胚胎免受母體免疫系統(tǒng)的排斥，有利于妊娠的維持。研究表明CD56brightCD16-NK表達(dá)趨化因子C-X-C-基元受體4(CXCR4)與滋養(yǎng)層細(xì)胞表達(dá)的趨化因子C-X-C基元配體12(CXCL12)相互作用，dNK被募集到蛻膜組織中，DSC分泌趨化因子C-X-C基元配體9 (CXCL9)和C-X-C基元配體10(CXCL10)與CD56brightCD16-NK表達(dá)的趨化因子C-X-C-基元受體3(CXCR3)相互作用，使得dNK細(xì)胞居留在子宮蛻膜處[6]。dNK細(xì)胞雖然殺傷能力較弱但具有較強(qiáng)的促炎癥因子、血管生成因子和趨化因子的分泌能力，可產(chǎn)生干擾素-γ(interferon gamma,INF-γ)，粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)，白介素-8(interleukin-8,IL-8)、白介素-10(interleukin-10,IL-10)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、干擾素γ誘導(dǎo)蛋白-10(interferon-γ-inducible protein 10，IP-10)、轉(zhuǎn)化生長因子(transformation growth factor-β,TGF-β)等，還表達(dá)多種細(xì)胞因子受體，如：IL-2R(α，β，γ)、IL-15R等[4,7]。各細(xì)胞因子間的相互作用構(gòu)成母胎界面復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)，對維持母胎界面動(dòng)態(tài)平衡起重要調(diào)節(jié)作用。還有研究表明，子宮組織駐留NK細(xì)胞trNK的一個(gè)亞群即CD49a+Eomes+dNK細(xì)胞可分泌促生長細(xì)胞因子GPFs[多效生長因子(PTN),骨甘氨酸 (OGN),骨橋蛋白(OPN)]，促進(jìn)胎兒生長發(fā)育[8]。綜上所述，dNK細(xì)胞是母體直接識(shí)別胎兒抗原的免疫細(xì)胞，其表面高表達(dá)抑制性受體，能分泌各種細(xì)胞因子調(diào)控子宮內(nèi)膜蛻膜化、EVTs侵襲、母胎螺旋動(dòng)脈重塑、母胎免疫耐受和胎兒生長發(fā)育，在胚胎種植以及妊娠維持方面起到關(guān)鍵作用。

3 蛻膜自然殺傷細(xì)胞與蛻膜其他免疫細(xì)胞的相互作用

3.1 蛻膜自然殺傷細(xì)胞與蛻膜巨噬細(xì)胞的相互作用

在母胎界面，數(shù)量第二豐富的淋巴細(xì)胞是蛻膜MΦ，占到蛻膜淋巴細(xì)胞的20%～30%，且其數(shù)目在整個(gè)孕期比較穩(wěn)定[4]。MΦ根據(jù)其表型和功能特性可分為M1和M2，M1型具有抗原遞呈的功能，分泌IL-12、IL-23和活性氮氧類；而M2型具有免疫抑制的功能，分泌IL-10和TGF-β。正常妊娠孕早期的母胎界面，M2型占絕對多數(shù)[9]。孕早期，蛻膜MΦ位于滋養(yǎng)層侵襲和螺旋動(dòng)脈重塑過程中的螺旋動(dòng)脈附近，在血管重塑中起重要作用。蛻膜MΦ產(chǎn)生免疫抑制分子，比如IL-10、前列腺素E2等。它們也表達(dá)低水平的共刺激分子CD80和CD86，表明它們可能在抑制母體T淋巴細(xì)胞活化方面發(fā)揮作用[10]，因此，蛻膜MΦ可能是抑制母體對胎兒抗原免疫反應(yīng)和誘導(dǎo)耐受性的關(guān)鍵。

研究表明，蛻膜MΦ可以分泌多種因子，如IL-8，腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和IL-10等，影響EVTs的活性和子宮螺旋動(dòng)脈重塑[2,7]。MΦ通過分泌IL-15，可誘導(dǎo)靜息的子宮內(nèi)膜NK細(xì)胞分化為活化的dNK細(xì)胞，來發(fā)揮免疫耐受和妊娠維持的重要作用[11]；M2型MΦ產(chǎn)生TGF-β因子參與妊娠調(diào)節(jié)，強(qiáng)烈抑制NK細(xì)胞的殺傷能力，這種抑制一旦產(chǎn)生，亦無法解除NK細(xì)胞對胚胎的免疫耐受；反之，dNK細(xì)胞可以調(diào)節(jié)CD14+蛻膜MΦ并誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Tregs)的擴(kuò)增[12]。研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠早期胎盤發(fā)生階段，蛻膜MΦ和dNK細(xì)胞大量共定位于侵襲滋養(yǎng)層細(xì)胞的周圍，表明二者可能協(xié)同作用調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲[13]。另有研究發(fā)現(xiàn)，在子宮螺旋動(dòng)脈重塑的起始階段，dNK和蛻膜MΦ定位于螺旋動(dòng)脈附近，表明二者可能協(xié)同參與螺旋動(dòng)脈的重塑[14]。體外實(shí)驗(yàn)表明，dNK細(xì)胞與蛻膜MΦ接觸，可促進(jìn)蛻膜MΦ產(chǎn)生吲哚胺2,3二氧化酶(indoleamine 2,3 dioxygenase,IDO)，誘導(dǎo)Tregs的產(chǎn)生，以促進(jìn)免疫耐受[12]。這些研究表明，dNK細(xì)胞與蛻膜MΦ協(xié)同作用，調(diào)控母胎界面重塑和母胎免疫耐受。但是，目前這兩者通過協(xié)同應(yīng)答對母胎界面組織重塑及免疫耐受的影響及其相關(guān)機(jī)制研究比較少，因此，需要進(jìn)一步揭示兩種細(xì)胞協(xié)同應(yīng)答在母胎界面的作用。

3.2 蛻膜自然殺傷細(xì)胞與蛻膜T細(xì)胞之間的相互作用

妊娠時(shí)T細(xì)胞占到蛻膜總淋巴細(xì)胞的10%～15%。母胎界面的T細(xì)胞主要包括輔助性T細(xì)胞(T-helper cells，Th)、Tregs和效應(yīng)性T細(xì)胞(effector T cells，Te)三種類型[15]。CD4+T細(xì)胞接受抗原刺激后，首先分化為Th0細(xì)胞，在不同細(xì)胞因子的作用下，分化為Th1、Th2、Th17和Treg細(xì)胞，發(fā)揮不同的生物學(xué)作用。其中，Th1細(xì)胞可產(chǎn)生IL-1、IFN-γ和TNF-α，表現(xiàn)免疫殺傷；Th2細(xì)胞產(chǎn)生IL-4、IL-6、IL-13和白血病抑制因子LIF等，表現(xiàn)為免疫營養(yǎng)。在妊娠期間，母體Th2免疫占優(yōu)勢，Th1型免疫反應(yīng)被抑制，以利于胎兒的免疫耐受[16]。Th17細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥因子IL-17，在誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)中起到重要作用[17]。Tregs表達(dá)抗炎癥因子TGF-β和IL-10，可以抑制Th17的炎癥反應(yīng)，保護(hù)胎盤和胎兒免受母體免疫系統(tǒng)的攻擊[16]。Te通過與靶細(xì)胞接觸而激發(fā)顆粒胞吐，所釋放的穿孔素通過聚合作用而在靶細(xì)胞表面形成小孔，從而產(chǎn)生免疫殺傷作用[18]。這些研究表明，Th1、Th2、Th17、Treg和Te的協(xié)調(diào)平衡在妊娠的母胎免疫耐受建立過程中具有重要的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，dNK細(xì)胞通過調(diào)控不同類型的T細(xì)胞，在母胎免疫耐受建立和維持過程中扮演重要角色。一方面，dNK細(xì)胞可以通過分泌IFN-γ來抑制Th17細(xì)胞，防止其分泌大量的IL-17引起炎癥反應(yīng)，攻擊胚胎，破壞免疫耐受[19]。另一方面，dNK細(xì)胞與蛻膜CD14+MΦ之間相互作用導(dǎo)致dNK細(xì)胞釋放IFN-γ，從而使CD14+細(xì)胞中IDO上調(diào)表達(dá)，有助于誘導(dǎo)Tregs的產(chǎn)生和擴(kuò)增[20]，并促進(jìn)Te的凋亡，促進(jìn)母胎免疫耐受。綜上，dNK細(xì)胞可抑制Th17的活性、促進(jìn)Te的凋亡，促進(jìn)Tregs產(chǎn)生，在母胎免疫耐受的建立和維持方面起到重要的作用。但目前，dNK細(xì)胞調(diào)控T細(xì)胞的具體機(jī)制研究很少，有待進(jìn)一步闡明。

3.3 蛻膜自然殺傷細(xì)胞與蛻膜樹突狀細(xì)胞的相互作用

蛻膜DCs是一種抗原遞呈細(xì)胞，其抗原遞呈能力是MΦ和B細(xì)胞的100～1 000倍。DCs是一個(gè)異質(zhì)性細(xì)胞群，有多種表面標(biāo)志物，比如：CD11c、CD14、CD86、CD209[21]。研究表明，不成熟的DCs(immature dendritic cells，iDCs)表達(dá)低水平的主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)分子及共刺激分子，可以誘導(dǎo)免疫耐受；而成熟的DCs則表達(dá)高水平的MHC分子及共刺激分子，可以誘導(dǎo)免疫激活，因此DCs在免疫激活和免疫抑制兩方面均具有重要的作用[22]。在母胎界面，DCs占到單核淋巴細(xì)胞的1%～2%，且主要類群是未成熟DC-SIGN1+DCs，散在分布于子宮蛻膜基質(zhì)以及內(nèi)皮血管附近[23]。

在正常妊娠期蛻膜DCs與dNK細(xì)胞交互對話是通過細(xì)胞間相互接觸或者分泌細(xì)胞因子來完成。研究表明，DC-SIGN+iDCs細(xì)胞可以通過產(chǎn)生IL-15促進(jìn)dNK細(xì)胞的募集、增殖并促進(jìn)其抑制性受體和IFN-γ的表達(dá)[24]。同樣，dNK細(xì)胞也可以影響蛻膜DCs的功能。一方面，dNK細(xì)胞可以通過分泌IFN-γ，誘導(dǎo)蛻膜DCs表達(dá)免疫抑制性因子如IDO，從而促進(jìn)蛻膜中Tregs的產(chǎn)生[25]；另一方面，dNK細(xì)胞上表達(dá)的CD94/NKG2A抑制受體與滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá)的HLA-E結(jié)合，這導(dǎo)致NK細(xì)胞釋放GM-CSF和IL-10，從而保護(hù)滋養(yǎng)細(xì)胞免受NK細(xì)胞毒性作用[26]。同樣，dNK細(xì)胞也可以通過釋放IL-10來影響懷孕期間的DC-SIGN+iDCs功能，從而阻止iDCs的成熟，從而保護(hù)滋養(yǎng)層細(xì)胞免受mDCs的免疫攻擊[23,26]。IL-10還能抑制妊娠期蛻膜DCs分泌IL-12[27]。還有研究表明，DC-SIGN+DCs表面表達(dá)HLA-G通過與NK細(xì)胞受體殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體2DL4(killer cell immunoglobulin-like receptor 2DL4,KIR2DL4)和免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄受體2(immunoglobulin-like transcript receptors 2,ILT2)相互作用，抑制NK細(xì)胞溶解活性，保護(hù)胎兒免受母體免疫系統(tǒng)的攻擊[28]。綜上所述，dNK細(xì)胞與DC-SIGN+DCs的交互作用在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和免疫耐受的平衡中起著重要作用。

3.4 脫膜自然殺傷細(xì)胞與絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞的相互作用

妊娠早期，EVTs侵襲母體和子宮螺旋動(dòng)脈重塑對于胎盤形成和維持妊娠至關(guān)重要。母胎界面上dNK細(xì)胞通過其受體與EVTs的配體相結(jié)合，行使滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲、螺旋動(dòng)脈重塑、胎盤血管發(fā)生、免疫耐受等功能[8]。首先，dNK細(xì)胞可通過分泌各種細(xì)胞因子和趨化因子調(diào)節(jié)EVTs的侵襲和螺旋動(dòng)脈重塑。有研究表明，IL-8和IP-10趨化因子通過與滋養(yǎng)層細(xì)胞上的配體CXCR1/R3相互作用，促進(jìn)EVTs遷移到底蛻膜[29]。還有研究發(fā)現(xiàn)EVTs上HLA-C分子可以與母體dNK細(xì)胞表面KIR2DS1 結(jié)合促使NK細(xì)胞分泌GM-CSF，促使EVTs侵襲[30]。dNK細(xì)胞在螺旋動(dòng)脈重塑時(shí)聚集在動(dòng)脈附近，募集EVTs向螺旋動(dòng)脈遷移，導(dǎo)致螺旋動(dòng)脈的浸潤，有助于胎盤發(fā)育和妊娠結(jié)局。其次，EVTs特異表達(dá)的HLA-G配體與dNK細(xì)胞應(yīng)答調(diào)控在妊娠建立和維持中起到重要的作用。目前的研究表明，HLA-G是dNK細(xì)胞的關(guān)鍵配體，且dNK表達(dá)多種HLA-G受體，包括兩個(gè)抑制性受體白細(xì)胞相關(guān)免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄受體ILT2和ILT4，免疫球蛋白樣受體KIR2DL4[31]。研究表明，HLA-G可通過dNK細(xì)胞的內(nèi)吞作用激活KIR2DL4受體信號(hào)，促進(jìn)dNK分泌促炎癥因子和血管生成因子IFN-γ，TNF-α，IL-1α，IL-1β，IL-6，IL-8和VEGF[31-32]。中國科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，HLA-G還可以通過dNK細(xì)胞KIR2DL4受體結(jié)合，促進(jìn)其分泌大量的促生長因子，促進(jìn)胎兒的生長發(fā)育[8]。最后，HLA-G參與抑制dNK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和殺傷活性，以維持母胎免疫耐受。研究表明，HLA-G通過與NK細(xì)胞ILT2結(jié)合，抑制NK細(xì)胞溶解顆粒和微管組織中心的極化以抑制其細(xì)胞毒性[33]。綜上所述，母胎界面的dNK細(xì)胞與EVTs的相互作用既復(fù)雜又重要。

3.5 脫膜自然殺傷細(xì)胞與蛻膜基質(zhì)細(xì)胞的相互作用

DSC是調(diào)節(jié)母胎免疫耐受的重要細(xì)胞因子來源，為胚胎植入和生長發(fā)育提供了良好的環(huán)境，約占到蛻膜細(xì)胞總數(shù)的70%，它除了參與蛻膜營養(yǎng)供應(yīng)外，還分泌活性激素如泌乳素、多種細(xì)胞因子和酶類，表達(dá)孕激素受體，調(diào)節(jié)胚泡著床與胎盤發(fā)育。研究表明：在母胎界面dNK細(xì)胞與DSC直接接觸，dNK細(xì)胞能把偽足伸入到DSC，或者兩者之間粘附區(qū)域[34]。還有研究表明DSC可以上調(diào)dNK細(xì)胞表面趨化因子受體CXCR4的表達(dá)，使dNK細(xì)胞內(nèi)顆粒酶B下調(diào)表達(dá)，從而抑制其殺傷活性[35]。此外，有研究表明DSC可以通過分泌TGF-β1將CD56dimCD16+NK細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CD56brightCD16-NK細(xì)胞[36]。另外，還有研究顯示孕早期蛻膜化過程中，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞大量分泌IL-24，與CD56dimuNK細(xì)胞上高表達(dá)的IL-22R1/R2結(jié)合，使其轉(zhuǎn)化為CD56brightdNK細(xì)胞，具有低細(xì)胞毒活性、高免疫調(diào)節(jié)和血管生成活性，形成一種特殊的局部環(huán)境，有利于在母胎界面妊娠的建立和維持[37]。在卵巢激素的刺激下，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞ESCs轉(zhuǎn)化為DSCs，導(dǎo)致ESCs上IL-25/IL-17RB上調(diào)表達(dá)，dNK細(xì)胞通過分泌IL-25，進(jìn)一步加速了ESCs蛻膜化，在母胎界面形成正反饋調(diào)節(jié)從而有助于正常妊娠的建立和維持[38]。

4 結(jié)束語

綜上所述，母胎界面是兩個(gè)免疫上不同的個(gè)體之間的連接點(diǎn)，它已成為免疫學(xué)研究的一個(gè)重要前沿。dNK細(xì)胞是健康妊娠中的關(guān)鍵免疫效應(yīng)因子。母胎界面免疫耐受微環(huán)境在建立和維持生理性妊娠發(fā)揮核心作用，母胎界面的多種免疫細(xì)胞通過表達(dá)膜表面分子及分泌可溶性分子，及它們之間的復(fù)雜交互作用，為建立及維持母胎免疫微環(huán)境做貢獻(xiàn)。通過了解母胎界面上的免疫細(xì)胞交互對話，對于了解母胎界面免疫耐受、免疫調(diào)節(jié)和微妙動(dòng)態(tài)平衡具有重要意義。