白細(xì)胞介素-10研究進(jìn)展

楊 柳，李一經(jīng)，韓凌霞，2＊

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150030；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，黑龍江哈爾濱150001）

細(xì)胞因子成為科學(xué)興趣的焦點(diǎn)至今已逾10年，分析它們的表達(dá)能更好地了解其生物學(xué)作用以及更深入的探討各種疾病的發(fā)病機(jī)制。Mosmann等1989年第一次描述了一種由2型輔助性T淋巴細(xì)胞（Th2）產(chǎn)生，抑制1型輔助性T細(xì)胞（Th1）中干擾素（interferon，IFN）-γ合成的細(xì)胞因子。如今，該“細(xì)胞因子合成抑制因子（CSIF）［1］”被稱為白細(xì)胞介素（IL）-10。

IL-10基因相對比較保守，目前已知人、牛、犬、羊、雞、大鼠及小鼠IL-10的基因序列和氨基酸序列都有較高的同源性；甚至某些病毒中也存在IL-10類似物，包括EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV），又稱人類皰疹病毒，2型皰疹病毒，巨細(xì)胞病毒，羊傳染性口瘡病毒［2］。2001年，由于編碼基因類、基因組結(jié)構(gòu)、主次要蛋白結(jié)構(gòu)、所用受體的相似，IL-10、IL-19、IL-20、IL-22、IL-24和IL-26這6種分子被劃分為IL-10細(xì)胞因子家族，盡管有如此多的相似性，但其生物學(xué)功能不相關(guān)［3］。

體內(nèi)IL-10的主要來源是單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和各種T細(xì)胞亞群。此外，樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞、肥大細(xì)胞、B細(xì)胞、以及中性粒細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞也能合成IL-10［4］。大部分組織細(xì)胞不能產(chǎn)生IL-10［5］。

IL-10受體由IL-10R1和IL-10R2組成。R1受體相對于R2受體有更長的胞內(nèi)區(qū)，能夠結(jié)合某些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和STAT分子。相對于IL-10受體復(fù)合物，R1具有較強(qiáng)特異性，主要表達(dá)于某些免疫細(xì)胞，但表達(dá)量通常很低［6］。R2廣泛表達(dá)于大部分細(xì)胞和組織，這與IL-10R2能產(chǎn)生各種的受體鏈以至于形成不同的受體復(fù)合物一致［7］，因此具有介導(dǎo)不同細(xì)胞因子的效應(yīng)。

1 IL-10的生物學(xué)特性

抗原遞呈細(xì)胞（antigen presenting cells，APC），尤其是淋巴細(xì)胞是IL-10的主要靶細(xì)胞，通過研究這些細(xì)胞的功能直接反映了該細(xì)胞因子的主要免疫學(xué)作用。

1.1 對髓樣抗原遞呈細(xì)胞的作用

外周血單核細(xì)胞不是精細(xì)分化群，其在外周血循環(huán)中存在24h～48h后遷移到間質(zhì)組織，依靠微環(huán)境發(fā)育成特定的細(xì)胞群，即巨噬細(xì)胞或1型樹突狀細(xì)胞（dendritic cell type 1，DC1）。外周血單核細(xì)胞對IL-10非常敏感，IL-10能夠阻止單核細(xì)胞分化成DC1，但在DC1發(fā)育期間對其影響較小，這與細(xì)胞減少表達(dá)IL-10Rα有關(guān)；相反，IL-10促進(jìn)單核細(xì)胞成熟為巨噬細(xì)胞，其對IL-10的敏感性與單核細(xì)胞相當(dāng)［8］。IL-10可以加強(qiáng)抗炎調(diào)節(jié)劑（如IL-1RA和可溶性TNF-α受體）的分泌，抑制單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞向T細(xì)胞遞呈抗原，抑制單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-12，其能介導(dǎo)特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答［9］。除了這些抑制性活性，受IL-10作用的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞能增強(qiáng)IgG Fc受體（CD16，CD32，和CD64）以及清道夫受體（CD163和CD14）表達(dá)，從而有助于單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬活性。IL-10抑制所有有利于炎癥或特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答的活性，并增強(qiáng)適應(yīng)性免疫中與免疫耐受相關(guān)的功能［10］。

1.2 對T細(xì)胞的作用

IL-10通過抑制T細(xì)胞，尤其是CD4＋T細(xì)胞的增殖及其細(xì)胞因子的合成而直接發(fā)揮作用，并通過各種刺激劑影響其分泌IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-5。初級CD4＋T細(xì)胞是IL-10的靶細(xì)胞，而活化和記憶性T細(xì)胞對其不敏感。IL-10使CD4＋T細(xì)胞活化成熟為調(diào)節(jié)表型［11］，通常情況下，后者能夠?qū)⑦@種表型轉(zhuǎn)移到具有相同抗原特異性的其他T細(xì)胞，這種轉(zhuǎn)移不依賴可溶性介質(zhì)，而是依賴于細(xì)胞的表面分子。IL-10不直接抑制CD8＋T細(xì)胞活性，在一定條件下甚至可以激活CD8＋T細(xì)胞，也不能抑制Th17細(xì)胞產(chǎn)生IL-17［12］。

1.3 對自然殺傷（NK）細(xì)胞的作用

IL-10對NK細(xì)胞主要是起刺激作用，支持其細(xì)胞毒活性［13］。IL-10增強(qiáng)IL-2誘導(dǎo)的細(xì)胞因子如IFN-γ、GM-CSF和TNF-α的產(chǎn)生，加強(qiáng)IL-2誘導(dǎo)的CD56＋亞型NK細(xì)胞的增殖。此外，IL-10增強(qiáng)了IL-18刺激NK細(xì)胞的能力［14］。

1.4 對上皮細(xì)胞的作用

IL-10對某些能表達(dá)IL-10受體的上皮細(xì)胞直接發(fā)揮作用，但對角質(zhì)細(xì)胞（keratinocytes，KC）的能力仍有爭議。在體外分析IL-10對KC的生物學(xué)效應(yīng)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)IL-10影響KC增殖、細(xì)胞因子形成與免疫調(diào)節(jié)有關(guān)表面分子的表達(dá)，這種無應(yīng)答可能是由于缺失表達(dá)IL-10R1造成的，而來自體內(nèi)觀察的結(jié)果是受到多種間接調(diào)節(jié)作用的［15］。

1.5 對其他細(xì)胞的作用

IL-10對B細(xì)胞有多種不同的影響，但刺激作用很弱。它阻止B細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)其增殖分化為漿細(xì)胞，并增加IgM的合成［16］。它對Ig的轉(zhuǎn)換起作用，與IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)IgG4但抑制IgE的產(chǎn)生，與TGF–β聯(lián)合誘導(dǎo)IgA1和IgA2的分泌。

與單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞類似，IL-10抑制粒細(xì)胞產(chǎn)生促炎因子（TNF-α和IL-1），誘導(dǎo)抗炎介質(zhì)（IL-1RA）的產(chǎn)生，抑制中性粒細(xì)胞釋放各種趨化因子（如抑制環(huán)氧酶-2及前列腺素E2的合成）［17］，抑制嗜酸性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞中LPS誘導(dǎo)的促炎介質(zhì)的合成。當(dāng)與IL-3和IL-4聯(lián)合，卻有利于肥大細(xì)胞的生長［18］。

2 IL-10在腫瘤模型中應(yīng)用

目前已進(jìn)行的各種動(dòng)物試驗(yàn)表明，IL-10對腫瘤的影響具有兩面性，既有利于腫瘤的生存又能抑制腫瘤生長［19］。

IL-10通過直接影響腫瘤細(xì)胞和間接抑制免疫細(xì)胞而有利于腫瘤生長，其可將腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CTL-抗性表型［20］。在IL-10治療后，人黑素瘤細(xì)胞中MHCⅠ類的表達(dá)減少了約50%，此由抗原遞呈蛋白（TAP）-1和-2的減少表達(dá)介導(dǎo)，導(dǎo)致向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)遷移的肽減少，因此使細(xì)胞表面水平的MHCⅠ類肽裝載減少。然而，MHCⅠ類的下調(diào)表達(dá)提高了NK細(xì)胞的活性。由于IL-10的存在抑制了抗腫瘤免疫反應(yīng)，導(dǎo)致癌癥形成，這已在IL-2啟動(dòng)子控制下表達(dá)IL-10的轉(zhuǎn)基因小鼠中證實(shí)。這些小鼠無法限制免疫原性腫瘤的生長，然而服用抗IL-10抗體恢復(fù)了抗癌應(yīng)答。

Fulton描述了IL-10在腫瘤生存中與上述相反的效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)IL-10的表達(dá)與誘導(dǎo)亞型一氧化氮合酶（iNOS）的表達(dá)增加相關(guān)，且這種酶的活性也升高，這可能會(huì)使轉(zhuǎn)化腫瘤細(xì)胞中一氧化氮的水平升高，而一氧化氮顯示出強(qiáng)大的抗腫瘤活性。

同樣，IL-10也可直接作用于腫瘤細(xì)胞或間接影響免疫細(xì)胞的浸潤來抑制腫瘤內(nèi)新生血管的生成［21］。在初級人前列腺癌細(xì)胞中，IL-10誘導(dǎo)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2組織抑制劑的產(chǎn)生，同時(shí)減少了這些細(xì)胞分泌的MMP-2和MMP-9，因此抑制了微血管的形成。TGF-β可誘導(dǎo)MMP-2的表達(dá)，但這種誘導(dǎo)能被IL-10抑制。當(dāng)表達(dá)TGF-β或IL-10的初級人類前列腺癌細(xì)胞被注入SCID小鼠時(shí)，TGF-β促進(jìn)腫瘤生長、血管生成和轉(zhuǎn)移；相比之下，IL-10降低增長速度、血管生成和轉(zhuǎn)移［22］。結(jié)果是，腫瘤細(xì)胞表達(dá)IL-10的小鼠有80%的存活率，而表達(dá)TGF-β的無一存活。

IL-10還可通過抑制腫瘤定居的巨噬細(xì)胞來抑制血管生成。已被轉(zhuǎn)染了小鼠IL-10的人黑色素瘤細(xì)胞移植到裸鼠體內(nèi)時(shí)，肺轉(zhuǎn)移灶較少，并顯著抑制了腫瘤的生長，據(jù)此認(rèn)為是IL-10抑制了血管生成。指出IL-10能下調(diào)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子的產(chǎn)生，其他參與腫瘤血管形成的因子如IL-1β、TNF-α、IL-6也被抑制［23］。Brooks等證明，被轉(zhuǎn)染了小鼠IL-10的人黑素瘤細(xì)胞注射近交系小鼠體內(nèi)時(shí)失去了致瘤性，他們認(rèn)為宿主T細(xì)胞和NK細(xì)胞可能參與腫瘤清除，因?yàn)楫a(chǎn)生IL-10的腫瘤細(xì)胞在裸鼠和CD8＋T或NK細(xì)胞缺陷的小鼠內(nèi)有一定的生長［24］。Fulton也報(bào)道了類似的觀察結(jié)果，他們觀察到在同源小鼠中注入鼠源腫瘤細(xì)胞株后，肺轉(zhuǎn)移灶中的腫瘤漸進(jìn)性地生長和凋亡；相反，在這些細(xì)胞系中轉(zhuǎn)染IL-10則完全抑制腫瘤增長和轉(zhuǎn)移。

此外，用IL-10治療實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎，胰腺炎，糖尿病，實(shí)驗(yàn)性內(nèi)毒素血癥和大多數(shù)器官限制性自身免疫性疾病是有效的，在動(dòng)物關(guān)節(jié)炎的治療中也是有效的，能減輕炎癥，減少細(xì)胞浸潤，減少關(guān)節(jié)破壞［25］。

3 結(jié)語

IL-10是一種多功能的細(xì)胞因子，主要介導(dǎo)抑制功能，在某些細(xì)胞群上也有刺激特性。作為免疫抑制和抗炎物質(zhì)，尤其是作為免疫調(diào)節(jié)劑代替免疫抑制劑，IL-10在各種疾病的致病機(jī)理研究及治療中的作用將更加深入與廣泛。

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