樹(shù)突狀細(xì)胞在過(guò)敏性哮喘發(fā)病中的作用及機(jī)制研究新進(jìn)展

張蕓蔓 黃功華 王妍妍

1廣東省醫(yī)學(xué)分子診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東醫(yī)科大學(xué)（廣東東莞 523808）；2廣東醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院（廣東東莞 523808）

哮喘是一種慢性炎癥性疾病，發(fā)病率逐年顯著增加，影響全球超過(guò)3 億人，尤其好發(fā)于兒童群體［1］。過(guò)敏性哮喘是由Th2 細(xì)胞介導(dǎo)的2 型哮喘，是最常見(jiàn)的哮喘類(lèi)型。哮喘的發(fā)病機(jī)制至今尚未闡明。過(guò)敏性哮喘主要是由Th2 免疫應(yīng)答介導(dǎo)的氣道炎性反應(yīng)，上皮細(xì)胞因子、2 型固有淋巴樣細(xì)胞和抗原特異性Th2 細(xì)胞均參與協(xié)調(diào)過(guò)敏性哮喘免疫應(yīng)答的發(fā)生。目前認(rèn)為T(mén)h2 細(xì)胞和Th2 型細(xì)胞因子在過(guò)敏性哮喘的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用［2］。迄今為止，對(duì)調(diào)控T 細(xì)胞分化為T(mén)h2 細(xì)胞的研究主要是針對(duì)T 細(xì)胞自身內(nèi)在因素展開(kāi)的，而對(duì)T 細(xì)胞上游調(diào)控因素如何影響Th2 細(xì)胞分化及Th2 細(xì)胞介導(dǎo)的過(guò)敏性哮喘的研究極少。DC 作為免疫系統(tǒng)中最有效的專(zhuān)職抗原提呈細(xì)胞，其提供的固有免疫信號(hào)是Th2 細(xì)胞分化最重要的上游影響因素。研究［3］表明，DC 在調(diào)控Th2 反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。黃功華課題組近期研究發(fā)現(xiàn)DC可以通過(guò)其p38α 和Fas 信號(hào)通路調(diào)控Th2 細(xì)胞介導(dǎo)的過(guò)敏性哮喘［4-5］。DC 功能受所處免疫微環(huán)境的調(diào)控，全面了解DC 功能的免疫調(diào)控將有助于闡明過(guò)敏性哮喘的病理過(guò)程及其發(fā)生發(fā)展機(jī)制。本文將概述DC 在過(guò)敏性哮喘中的作用，回顧免疫代謝、細(xì)胞因子和表觀遺傳學(xué)因素調(diào)控DC 功能及DC 介導(dǎo)的Th2 免疫反應(yīng)，進(jìn)而影響過(guò)敏性哮喘的最新進(jìn)展，為探索機(jī)體免疫失調(diào)與過(guò)敏性哮喘發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)聯(lián)系提供新思路。

1 樹(shù)突狀細(xì)胞在過(guò)敏性哮喘中的作用

越來(lái)越多的證據(jù)表明，DC 尤其是不同DC 亞群在啟動(dòng)和維持由過(guò)敏原驅(qū)動(dòng)的Th2 免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。小鼠肺組織主要有傳統(tǒng)DC（conventional DC）亞群cDC1（CD103+CD11b-）和cDC2（CD103-CD11b+），以及漿細(xì)胞樣DC（plasmacytoid DC，pDC）亞群。cDC1 能夠產(chǎn)生IL-12 調(diào)節(jié)Th2 和Th17 免疫反應(yīng)［6］；cDC2 則可以有效攝取和處理屋塵螨等吸入性過(guò)敏原并遷移至縱膈淋巴結(jié)，誘導(dǎo)T 細(xì)胞分化和細(xì)胞因子產(chǎn)生［7］。CHAIRAKAKI等［8］研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)敏原誘導(dǎo)小鼠炎癥之后清除pDC，支氣管肺泡灌洗液中嗜酸性粒細(xì)胞和T 細(xì)胞數(shù)量減少，Th2 免疫反應(yīng)減輕，表明pDC 可以促進(jìn)已經(jīng)發(fā)生的過(guò)敏性炎癥反應(yīng)。除了小鼠哮喘模型，DC 在人哮喘反應(yīng)的形成過(guò)程中也發(fā)揮重要作用。人肺組織中DC 亞群包括髓系DC 即mDC1（BDCA-1+）和mDC2（BDCA-3+），以及比例非常少的pDC（BDCA-2+）。mDC1 是激活T 細(xì)胞的強(qiáng)誘導(dǎo)劑，mDC2 具有中等能力，而pDC 誘導(dǎo)T 細(xì)胞反應(yīng)的能力較弱［9］。過(guò)敏性哮喘患者吸入過(guò)敏原后，外周血肺泡灌洗液中mDC1 和mDC2 的數(shù)量都會(huì)增加［10］。此外，DC 還能通過(guò)誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的產(chǎn)生或者分泌IL-10、TGF-β 等免疫抑制因子來(lái)抑制過(guò)敏反應(yīng)或者誘導(dǎo)免疫耐受。AZID 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，CD103+DC 可能通過(guò)誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。因此，DC 在過(guò)敏性哮喘中可能發(fā)揮雙重作用，深入了解DC 功能的免疫調(diào)控，有助于進(jìn)一步闡明過(guò)敏性哮喘的發(fā)病機(jī)制。

2 脂肪酸氧化代謝調(diào)控DC 功能進(jìn)而調(diào)節(jié)過(guò)敏性哮喘

過(guò)敏性哮喘的免疫反應(yīng)是由DC 和其他免疫細(xì)胞之間復(fù)雜的相互作用引起的。DC 在激活和發(fā)揮功能的過(guò)程中，由靜息狀態(tài)的高分解代謝轉(zhuǎn)變成活化狀態(tài)下的高合成代謝。代謝改變可以調(diào)控DC 功能，進(jìn)而影響DC 調(diào)控T 細(xì)胞應(yīng)答的能力。

脂肪酸氧化（fatty acid oxidation，F(xiàn)AO）對(duì)免疫細(xì)胞表型和功能的建立和維持具有重要作用。FAO 主要發(fā)生在線粒體，其次是過(guò)氧化物酶體，其關(guān)鍵酶分別是CPT I 和ACOX。FAO 對(duì)DC 功能的調(diào)控很大程度上取決于FAO 各個(gè)階段關(guān)鍵酶的活性及其底物。這些關(guān)鍵酶受多種信號(hào)通路調(diào)節(jié)，包括AMPK 途徑、PPAR 途徑、STAT3 途徑和PGC-1途徑［12］等。AMPK 是存在于DC 等免疫細(xì)胞中的一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，AMPK本身及其靶點(diǎn)乙酰輔酶A 羧化酶的磷酸化會(huì)促進(jìn)cDC2 發(fā)育，而抑制cDC1 發(fā)育［13］。PPAR 是由配體激活的轉(zhuǎn)錄因子，在脂質(zhì)代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究［14］發(fā)現(xiàn)，DC 吞噬腫瘤分泌的含有脂肪酸的外泌體后上調(diào)PPARα 的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)生脂滴過(guò)度合成和FAO 增強(qiáng)，最終導(dǎo)致DC 免疫功能障礙。STAT3 可以被第二信使JNK 激活并作用于CPT I，進(jìn)而增加FAO［15］。PGC-1 家族包括PGC-1α、PGC-1β 和PGC-1 相關(guān)共激活劑，其中PGC-1α 和PGC-1β 都與FAO 相關(guān)。

FAO 對(duì)DC 功能的調(diào)控與氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS）密切相關(guān)。一方面，OXPHOS 可以接受來(lái)自FAO 中乙酰輔酶A 脫氫酶的電子，與FAO 共享底物；另一方面，F(xiàn)AO 和OXPHOS 蛋白之間存在物理的相互作用。在靜息狀態(tài)下，DC 通過(guò)OXPHOS 和FAO 產(chǎn)生能量，而激活的DC 迅速轉(zhuǎn)換到糖酵解途徑。相比靜息狀態(tài)下的高分解代謝，激活后的DC 經(jīng)糖酵解途徑合成其生長(zhǎng)和生物合成過(guò)程所需物質(zhì)［12］。另外，相比免疫原性DC，免疫耐受性DC 表現(xiàn)出無(wú)免疫反應(yīng)性，并且明顯增強(qiáng)與FAO、OXPHOS 和線粒體氧化活性相關(guān)的分解代謝活性，抑制FAO 可以阻止免疫耐受性DC 的功能，并部分恢復(fù)其激活T 細(xì)胞的能力，表明免疫耐受性DC 的功能依賴(lài)于FAO 代謝［16］。FAO 影響DC 的功能，并通過(guò)多種途徑在DC 驅(qū)動(dòng)的Th2 極化中發(fā)揮作用。在過(guò)敏性哮喘中，DC 中PPARγ 的激活增加了FAO，使DC 呈現(xiàn)出耐受表型，通過(guò)阻止由過(guò)敏原誘導(dǎo)的氣道炎癥的發(fā)展參與維持肺部免疫穩(wěn)態(tài)［17］。另外，AMPK途徑調(diào)節(jié)的FAO 代謝與DC 功能緊密相關(guān)，在DC誘導(dǎo)的Th2 細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作用［18］。同樣，PGC-1 和STAT3 途徑也能調(diào)控FAO，但目前它們?cè)谶^(guò)敏性疾病中DC 免疫代謝中作用的研究還很有限。

綜上所述，F(xiàn)AO調(diào)控DC的功能受多種信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，并與OXPHOS 密切相關(guān)。深入了解FAO與DC 功能效應(yīng)之間的關(guān)系，有助于闡明免疫代謝對(duì)過(guò)敏性哮喘中DC 驅(qū)動(dòng)Th2 極化的影響。

3 氣道上皮細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞因子調(diào)控DC依賴(lài)的Th2 細(xì)胞分化及過(guò)敏性哮喘

胸腺基質(zhì)淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）、IL-33 和IL-25 是氣道上皮響應(yīng)一些環(huán)境傷害因素刺激時(shí)產(chǎn)生的細(xì)胞因子，能夠警示機(jī)體免疫系統(tǒng)，并在過(guò)敏性哮喘中作為上游激活物來(lái)啟動(dòng)一系列炎癥反應(yīng)。此外，它們還能刺激DC 誘導(dǎo)Th2 細(xì)胞分化。

3.1 TSLP TSLP 是DC 介導(dǎo)T 細(xì)胞分化的重要驅(qū)動(dòng)因素和關(guān)鍵分子，其受體由TSLPR 和IL-7Rα組成。DC受到TSLP刺激后上調(diào)CD40、CD80、CD86和OX40L 等共刺激分子和趨化因子的表達(dá)，向成熟DC 分化，并進(jìn)一步遷移到引流淋巴結(jié)。TSLP能夠與過(guò)敏原相結(jié)合，進(jìn)而誘導(dǎo)DC 表達(dá)OX40L、促進(jìn)DC 成熟并刺激其誘導(dǎo)CD4+T 細(xì)胞向Th2 細(xì)胞分化［19］。哮喘的平衡還有賴(lài)于OX40L 與活化T細(xì)胞表達(dá)的OX40 的相互作用；其中OX40L 可由上皮細(xì)胞、DC 等細(xì)胞產(chǎn)生，并且能夠調(diào)節(jié)Th2 免疫應(yīng)答。同時(shí)有研究［20］發(fā)現(xiàn)，TSLP 刺激后，DC 分泌的外泌體中OX40L 表達(dá)增加，并且可以促進(jìn)CD4+T細(xì)胞增殖、分泌IL-4，向Th2 細(xì)胞分化。此外，TSLP能夠抑制調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的發(fā)育，而且過(guò)敏性哮喘患者肺調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的抑制活性和IL-10 的產(chǎn)生顯著降低，這與過(guò)敏性哮喘患者肺泡灌洗液中TSLP 表達(dá)升高相關(guān)［21］。因此，TSLP 與DC 之間的相互作用對(duì)過(guò)敏性哮喘中Th2 免疫反應(yīng)的誘導(dǎo)具有不可或缺的作用。

3.2 IL-33 IL-33 又稱(chēng)為IL-1F11，是IL-1 細(xì)胞因子家族的一員，一般通過(guò)與其特異性異二聚體受體ST2 結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)功能。IL-33 能夠誘導(dǎo)DC的活化和成熟，并通過(guò)調(diào)控DC 的免疫活性促進(jìn)CD4+T 細(xì)胞向Th2 細(xì)胞分化，在2 型哮喘的病理進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。雖然IL-33 誘導(dǎo)氣道過(guò)敏反應(yīng)的具體途徑和機(jī)制尚未明確，但是IL-33 對(duì)DC的免疫調(diào)控是其誘導(dǎo)Th2 細(xì)胞介導(dǎo)過(guò)敏反應(yīng)的觸發(fā)條件之一。IL-33 通過(guò)促進(jìn)DC 產(chǎn)生IL-5、IL-9 和IL-13 顯著增強(qiáng)DC 驅(qū)動(dòng)的Th2 免疫反應(yīng)，而Th2 細(xì)胞是機(jī)體再次暴露于變應(yīng)原后參與炎癥反應(yīng)的主要細(xì)胞。同時(shí)，IL-33 誘導(dǎo)的Th2 反應(yīng)可被OX40L進(jìn)一步放大，而且IL-33 還能增強(qiáng)TSLP 對(duì)DC 的激活效應(yīng)，與TSLP 共同參與過(guò)敏反應(yīng)中Th2 免疫應(yīng)答的發(fā)生發(fā)展［22］。研究［23］表明，哮喘患者血清和肺泡灌洗液中IL-33 表達(dá)水平顯著高于健康對(duì)照。此外，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IL-33 激活的DC 刺激CD4+T細(xì)胞增殖和產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力增強(qiáng)，肺泡灌洗液和肺組織中遷移與浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞數(shù)量顯著升高，IL-33還可以逆轉(zhuǎn)由糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的DC凋亡［24］?？傊琁L-33作為哮喘中應(yīng)對(duì)環(huán)境傷害刺激的重要警報(bào)素之一，參與介導(dǎo)了過(guò)敏性哮喘中的Th2免疫反應(yīng)過(guò)程。

3.3 IL-25 IL-25 也被稱(chēng)為IL-17E，是IL-17 細(xì)胞因子家族的成員，但其生物學(xué)效應(yīng)與該家族其他成員有顯著差異。IL-17 家族其他成員大多誘導(dǎo)Th1 偏向性炎癥，而IL-25 可以促進(jìn)IL-4、IL-5 和IL-13 等細(xì)胞因子的表達(dá)，促進(jìn)Th2 偏向性炎癥［25］。目前研究證實(shí)IL-25 是過(guò)敏性哮喘的關(guān)鍵介質(zhì)之一，與其發(fā)病機(jī)制相關(guān)，并在過(guò)敏性氣道炎癥反應(yīng)期間表達(dá)顯著上升［26］。在OVA 誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型中，IL-25 在肺組織中表達(dá)增加，而且IL-25 能夠明顯促進(jìn)DC 共刺激分子的累積、激活DC，進(jìn)而誘導(dǎo)初始T 細(xì)胞分化為促炎性Th2 細(xì)胞，參與過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生［27］。因此，IL-25 同樣能夠激活DC，進(jìn)而參與過(guò)敏性哮喘中過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。

4 表觀遺傳調(diào)控DC 功能及過(guò)敏性哮喘的發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

目前過(guò)敏性哮喘的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，表觀遺傳學(xué)通過(guò)DNA 甲基化、微小RNA（micro-RNA，miRNA）表達(dá)和組蛋白修飾等方面對(duì)疾病的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行研究，從細(xì)胞水平上整合遺傳與環(huán)境因素，有助于闡明哮喘發(fā)生的病理基礎(chǔ)。

4.1 miRNA miRNA 是廣泛存在于基因組中的一類(lèi)小型非編碼單鏈RNA，其作為調(diào)控分子所發(fā)揮的基因調(diào)控作用極其復(fù)雜。miRNA 在調(diào)節(jié)DC介導(dǎo)的Th2 紊亂中發(fā)揮多功能作用，參與哮喘發(fā)生的病理過(guò)程。miRNA-155 在DC 等多種免疫細(xì)胞的發(fā)育和功能調(diào)控中發(fā)揮重要作用。ZECH等［28］應(yīng)用OVA 和屋塵螨誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型發(fā)現(xiàn)，敲除DC 中miRNA-155 可以明顯減少Th2 細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)，同時(shí)降低DC 的趨化性以及細(xì)胞因子如IL-1β 的分泌。此外，TANG 等［29］研究表明，miRNA-106b 能夠負(fù)向調(diào)控骨髓來(lái)源的DC的促過(guò)敏特性以及Th2 極化的發(fā)展。另外，miRNA-138 通過(guò)負(fù)向調(diào)控骨髓來(lái)源的DC 中OX40L的表達(dá)調(diào)節(jié)Th2 免疫應(yīng)答，致使Th1/Th2 細(xì)胞分化失衡［30］。因此，miRNA 參與DC 的活化與成熟，并能通過(guò)調(diào)節(jié)DC 的促過(guò)敏特性來(lái)調(diào)控過(guò)敏性哮喘的發(fā)病機(jī)制。

4.2 組蛋白修飾 除了miRNA，其他表觀遺傳機(jī)制如組蛋白修飾等也參與調(diào)控DC 功能。組蛋白的甲基化、乙?；傲姿峄榷紝儆诮M蛋白翻譯后修飾，其中，組蛋白乙?；蠖鄬?dǎo)致基因表達(dá)上調(diào)，而組蛋白甲基化則有激活或抑制基因轉(zhuǎn)錄的雙重作用。許多組蛋白修飾都能夠影響DC 活化，促進(jìn)Th2 細(xì)胞的發(fā)育和浸潤(rùn)［31］。組蛋白不同位點(diǎn)的修飾如H3K4me3 和H3K27me3 會(huì)影響DC 的分化狀態(tài)及功能，而且H3K4me3 和H3K27me3 發(fā)揮的作用剛好相反。H3K4me3 通常被認(rèn)為是一種激活修飾，與啟動(dòng)子激活相關(guān)；而H3K27me3 則與基因表達(dá)沉默相關(guān)，主要存在于沉默基因的啟動(dòng)子上［32］。H3K4me3 和H3K27me3 所形成的二價(jià)蛋白共定位，一方面表明了炎癥狀態(tài)下DC 從未成熟向成熟轉(zhuǎn)變時(shí)的基因表達(dá)；另一方面，這可能也決定了當(dāng)DC 被抗原激活后促使T 細(xì)胞往Th2 方向分化或者處于耐受狀態(tài)時(shí)的炎癥狀態(tài)。組蛋白修飾影響DC 的激活，促進(jìn)Th2 細(xì)胞發(fā)育并分泌2 型細(xì)胞因子來(lái)招募嗜酸性粒細(xì)胞，同時(shí)分泌產(chǎn)生過(guò)多粘液及發(fā)生氣道重塑［31］。

因此，表觀遺傳學(xué)調(diào)控在調(diào)節(jié)DC 介導(dǎo)的Th2紊亂中發(fā)揮多功能作用，研究其變化對(duì)DC 的功能效應(yīng)的影響，有助于深入研究DC 對(duì)過(guò)敏性哮喘的調(diào)控機(jī)制。

5 總結(jié)與展望

DC 在介導(dǎo)過(guò)敏性哮喘的Th2 型免疫反應(yīng)的啟動(dòng)和維持中起關(guān)鍵作用。免疫調(diào)節(jié)是治療哮喘的新方法和研究熱點(diǎn)，干預(yù)肺臟DC 的免疫活性已經(jīng)成為哮喘免疫學(xué)改善的關(guān)鍵。因此，了解與誘導(dǎo)和維持過(guò)敏反應(yīng)的DC 激活相關(guān)的免疫調(diào)控效應(yīng)與途徑至關(guān)重要。然而，DC 功能的調(diào)控是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，免疫代謝、細(xì)胞因子及表觀遺傳學(xué)等均發(fā)揮重要作用。迄今為止，細(xì)胞因子如TSLP、IL-33 和IL-25 等對(duì)DC 功能的調(diào)控信號(hào)途徑尚未完全闡明，它們既可以作為DC 的獨(dú)立刺激因子，又可以相互影響發(fā)揮作用。另外，組蛋白甲基化、組蛋白乙酰化及其他多種表觀遺傳學(xué)改變之間是相互交叉的，其具體形成的表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)尚未闡明。同時(shí)，關(guān)于不同分子不同方式激活的DC 與其他免疫細(xì)胞的相互作用和網(wǎng)絡(luò)機(jī)制了解相對(duì)較少，仍需要更深入的研究來(lái)闡明。

【Author contributions】ZHANG Yunman searched literature and wrote the manuscript according to the research ideas.HUANG Gonghua revised and directed the manuscript and provided the financial support.WANG Yanyan revised the manuscript，improved the research ideas and provided the financial support.All authors read and approved the final manuscript as submitted.