NK細胞與妊娠期免疫耐受的維持

黃榮云，張 羽，趙 洋，王 兵，李宗洲綜述,李 妍審校

(吉林醫(yī)藥學院，吉林 吉林 132013)

·綜 述·

NK細胞與妊娠期免疫耐受的維持

TheroleofNKcellsinkeepingpregnancyimmunetolerance

黃榮云，張 羽，趙 洋，王 兵，李宗洲綜述,李 妍*審校

(吉林醫(yī)藥學院，吉林 吉林 132013)

自然殺傷細胞(NK cells)分布于外周各淋巴器官及血液循環(huán)系統(tǒng)，在抑制受體和活化受體的信號調(diào)控下發(fā)揮細胞毒效應(yīng)，分泌多種細胞因子及趨化因子，如TGF-β和IL-10。妊娠期胎兒作為異基因移植物，滋養(yǎng)層細胞不停的入侵母體并引發(fā)一定的炎癥反應(yīng)，NK細胞對于維持胚胎耐受和免疫平衡有重要意義。本文主要通過檢閱相關(guān)文獻對NK細胞在妊娠期的主要功能及作用機制做一綜述。

NK細胞；妊娠；子宮蛻膜；免疫調(diào)節(jié)

2 NK細胞受體和所識別的配體

在非妊娠狀態(tài)或妊娠期子宮外部位，NK細胞是固有免疫和免疫監(jiān)視的重要力量，但如何在子宮局部維持對胎兒組織的免疫耐受呢？已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的NK細胞受體多達數(shù)十種，按結(jié)構(gòu)可分為免疫球蛋白超家族與C型凝集素超家族[5]。前者包括殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer cell immunoglobulin-like receptor，KIR)、白細胞免疫球蛋白樣受體(leucocyte immunoglobulin-like receptor，LILR)和自然細胞毒受體(natural cytotoxic receptor，NCR)等；后者包括殺傷細胞凝集素樣受體(killer cell lectin-likereceptor，KLR;即CD94/NKG2)和Ly49。按功能不同，NK細胞受體又可分為抑制性受體和活化性受體，兩者之間和配體間信號的平衡決定NK細胞是否被有效活化，執(zhí)行殺傷功能。

2.1NK的抑制性受體和配體

NK細胞的抑制性受體[6]主要包括KIR-2DL1、KIR-2DL2、KIR-2DL3、KIR-2DL4、KIR-2DL5A、KIR-2DL5B 和KIR-3DL1、KIR-3DL2、KIR-3DL3 及CD94/NKG2A等[7]。人類與MHC-1分子相互作用的NK細胞抑制受體主要為異二聚體NKG2A/CD94和白細胞免疫球蛋白樣受體(leukocyte Ig-like receptor,LIR)[8]。LIR的配體是經(jīng)典的MHC-1分子(HLA-B、C、A)，NKG2A/CD94的配體為非經(jīng)典的MHC-1分子(HLA-E)[9]。抑制受體的胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是由其胞質(zhì)區(qū)的免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)所介導(dǎo)[10]。當抑制受體與配體結(jié)合后，在Src家族激酶(SFK)的作用下，ITIM酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，磷酸化的ITIM可募集SHP-1、SHP-2和SHP-1磷酸酶，這些酪氨酸磷酸酶能夠使NK細胞活化受體連接的酪氨酸激酶的底物去磷酸化或抑制其磷酸化，從而終止或抑制NK細胞的殺傷效應(yīng)。人體大部分有核細胞表面表達經(jīng)典的和非經(jīng)典的MHC-1分子；NK細胞通過抑制性受體與之結(jié)合，傳遞抑制性信號，保持對自身正常組織細胞的非攻擊性。

2.2NK細胞的活化受體和配體

NK細胞的活化性受體主要包括KIR-2DS1、KIR-2DS2、KIR-2DS3、KIR-2DS4、KIR-2DS5、KIR-3DS1，NCR(NKp46、NKp44、NKp30)、NKG2D 和NKG2C/ CD94等。NKG2D是通過二硫鍵連接的同源二聚體，為NK細胞的主要活化受體。人類NKG2D的配體為次要組織兼容性復(fù)合體(minor histocompatibility complex，MIC)產(chǎn)物MIC-A/MIC-B和ULBP(UL16-binding proteins)家族[11]。MIC-A/MIC-B基因與MHC區(qū)相連，但主要表達于上皮細胞和血管內(nèi)皮細胞，而ULBP分子廣泛表達各種組織。人類NKG2C/CD94識別非經(jīng)典的MHC-1分子(HLA-E)，與抑制性受體NKG2A/CD94的配體相同。多數(shù)NK細胞的活化受體通過其銜接的蛋白相互作用來啟動細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，銜接蛋白含有一個或多個免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM)。多數(shù)活化受體與配體結(jié)合后使相關(guān)銜接蛋白的ITAM 發(fā)生酪氨酸磷酸化，隨后磷酸化的ITAM募集酪氨酸激酶如Syk或Zap70等，經(jīng)過它們的SH2結(jié)構(gòu)域作用，導(dǎo)致下游信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進肌動蛋白細胞骨架重排，誘導(dǎo)脫顆粒作用,或啟動細胞因子、趨化因子基因的轉(zhuǎn)錄。與其他活化受體不同，NKG2D還可以通過與含有ITAM(YXXM基序)的DAP10相結(jié)合，過其酪氨酸殘基的磷酸化來啟動PI3K/Grb-2信號途徑[12]。

NK細胞表面同時表達多種抑制受體和活化受體，通過這兩類受體信號的平衡來調(diào)控功能。正常情況下，抑制受體通過與自身MHC分子結(jié)合抑制NK細胞的活性，維持對自身耐受。腫瘤細胞或病毒感染細胞表面高表達NKG2D的配體，低表達MHC分子,NK細胞與其接觸后，活化信號占主導(dǎo)，從而啟動細胞活性殺傷功能，清除腫瘤細胞或病毒感染細胞[5]。腫瘤等細胞表面的NKG2D配體可在金屬蛋白酶的酶切為可溶型分子，競爭結(jié)合NKG2D，導(dǎo)致腫瘤的免疫逃逸。分析NK細胞受體和配體表達，是研究NK細胞功能的重要途徑。

3 子宮蛻膜NK細胞來源、分布與功能

人類和其他哺乳動物子宮內(nèi)膜中淋巴細胞以NK細胞為優(yōu)勢細胞群，NK細胞源于骨髓,經(jīng)血液循環(huán)穿過血管壁到達子宮蛻膜組織。妊娠時,子宮外的NK細胞遷入富含激素的子宮微環(huán)境,并增殖分化為子宮蛻膜NK細胞[13]。研究表明，子宮蛻膜NK細胞周期性分布與體內(nèi)激素(孕酮和催乳素)水平密切相關(guān)[2,14]。受精后,其數(shù)量在分泌晚期后繼續(xù)增加,至妊娠早期達到最高峰；妊娠中后期子宮蛻膜NK細胞顯著減少,至孕末期完全消失。子宮蛻膜NK細胞與成熟NK細胞不同,其表型類似于血液中的一種小體積的NK亞群，這種NK細胞的直接殺傷靶細胞的作用較弱[5,12,15]。NK細胞缺失的大鼠仍能夠受孕,這種大鼠往往缺乏子宮腺,其胎盤體積小于正常受孕大鼠且常伴發(fā)蛻膜水腫,從而影響胎鼠發(fā)育或發(fā)生流產(chǎn)。該現(xiàn)象說明，NK細胞是哺乳動物維持正常妊娠所必需的。

更多的實驗證明，妊娠早期子宮微環(huán)境中子宮蛻膜NK細胞的選擇性積聚，在維持母胎接口免疫平衡,促進胎盤正常發(fā)育等過程中有重要作用。目前，NK參與妊娠期免疫耐受的機制尚未完全明確[16]，其活化性受體NKG2D表達減少而抑制性受體NKG2A/CD94等表達增加，不攻擊滋養(yǎng)層細胞。但在IL-2等細胞因子刺激后，NK細胞表型改變，恢復(fù)殺傷功能；而IL-10處理后的NK殺傷活性下降[17]。研究發(fā)現(xiàn)，妊娠期子宮局部的單核巨噬細胞和NK細胞是分泌Il-10的主要細胞，IL-10在子宮局部占優(yōu)勢，可能參與NK功能狀態(tài)的維持。除受體表達改變外，NK細胞分泌細胞因子是其維持妊娠耐受的重要機制。

4 子宮蛻膜NK細胞通過分泌細胞因子誘導(dǎo)妊娠期耐受

從胚胎植入到分娩生產(chǎn)的整個妊娠過程中,細胞因子始終發(fā)揮著重要的作用。在蛻膜中NK占淋巴細胞的75%以上，因此其分泌的細胞的細胞因子對為維持妊娠期局部免疫耐受非常重要[18-19]。根據(jù)分泌細胞因子的不同可將NK細胞劃分為四類:以分泌IFN-γ、TNF-α為主的為NK1細胞；分泌IL-4、IL-5、IL-13的為NK2細胞；分泌轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)的為NK3細胞；分泌IL-10的為NKr1細胞。妊娠早期，外周NK細胞以NKr1型為主,蛻膜NK細胞以NK3 型為主。TGF-β和IL-10在妊娠耐受的維持中起核心作用。

4.1TGF-β

T細胞和NK細胞均可分泌TGF-β，妊娠早期，NK細胞為其主要來源；TGF-β以自分泌或旁分泌方式調(diào)節(jié)T細胞和NK等免疫細胞的分化、增殖和活化。NKG2D+TGF-β-NK細胞(高表達NKG2D而不分泌TGF-β)具有較強的殺傷活性,可殺傷腫瘤細胞、清除病毒感染等細胞。但研究發(fā)現(xiàn)，NKG2D+TGF-β-NK細胞數(shù)量過多,不利于妊娠成功[12]。早孕蛻膜中TGF-β含量為正常增生期的5倍。TGF-β通過刺激子宮內(nèi)膜蛻膜樣變,促進滋養(yǎng)層分化為無侵蝕性的合體滋養(yǎng)層,并誘導(dǎo)產(chǎn)生金屬蛋白酶抑制因子和纖溶酶原啟動抑制因子,調(diào)節(jié)金屬蛋白酶和纖溶酶的活性,從而限制滋養(yǎng)層細胞的過度侵蝕[20]。實驗證明,TGF-β能抑制蛻膜NK 細胞的增生與殺傷活性,是蛻膜局部主要免疫抑制因子之一,可以防止自然流產(chǎn)[12]。與正常妊娠婦女相比,原因不明的反復(fù)性自然流產(chǎn)患者蛻膜TGF-β水平降低，以及NKG2D+TGF-β-NK比例增加關(guān)系密切。

4.2IL-10

T細胞和NK細胞均可分泌IL-10,研究證實，IL-10是保證妊娠成功的重要因素之一[21]。IL-10抑制B7、MHCⅡ類抗原、黏附分子的表達,間接抑制T細胞分泌Th1型細胞因子,從而抑制細胞免疫。IL-10對NK細胞活化受體表達具有抑制作用，是NK細胞活性的負調(diào)控因素。另一方面,IL-10為B細胞刺激劑,可促進B細胞活化和抗體的分泌。IL-10基因缺陷的IL-10-/-小鼠妊娠胚胎吸收率顯著增高并易誘發(fā)性流產(chǎn)。人類反復(fù)性自然流產(chǎn)患者血清IL-10水平下降[22]。有研究認為，子宮蛻膜局部針對胎兒抗原的母體來源抗體的產(chǎn)生，可封閉滋養(yǎng)層細胞的抗原，阻止母體免疫細胞對其識別和攻擊。NKr1細胞和調(diào)節(jié)性T細胞可能通過表達IL-10,借助于IL-10/IL-10R信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑而下調(diào)蛻膜NKG2D+TGF-β-細胞數(shù)量,從而調(diào)節(jié)妊娠母-胎免疫耐受處于平衡狀態(tài)。

妊娠期NK細胞選擇性在蛻膜聚集，其受體表達、細胞分子分泌和功能均與非妊娠狀態(tài)有顯著差異。不僅通過活化受體表達下調(diào)而降低對胎兒細胞的攻擊，還通過分泌細胞因子主動參與妊娠期免疫耐受的維持。目前,對正常妊娠免疫調(diào)節(jié)已取得了重大進展,但還尚未完全揭曉,期待有更深入的研究來了解妊娠期免疫耐受形成的機制，提高預(yù)防和治療異常妊娠的水平。

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1673-2995(2013)04-0283-04

R363.1

A

1NK細胞的主要功能

黃榮云(1989-)，女(漢族)，本科.

李 妍(1972-)，女(漢族)，教授，博士.

2013-03-26)

哺乳動物具有完備的免疫系統(tǒng)和精細的免疫識別機制，胚胎是作為半同種異體移植物植入母體內(nèi)。研究表明，母體依靠復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)機制維持妊娠期對胎兒組織的耐受：胎盤的屏障作用、內(nèi)分泌的免疫調(diào)節(jié)、子宮局部的免疫細胞和免疫分子構(gòu)成妊娠期免疫調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)[1]。子宮蛻膜組織中含有一定量的免疫細胞，包括自然殺傷(natural killer，NK) 細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞(dendritic cell，DC) 、少量T細胞和B細胞等，但數(shù)量最多的是NK細胞[2]。子宮蛻膜NK細胞在表面受體、分泌細胞因子和功能方面均有特殊性，是維持妊娠期母體對胎兒耐受的重要力量，NK細胞功能異常與反復(fù)性自然流產(chǎn)關(guān)系密切[3]。本文將對NK細胞受體、配體和維持妊娠期耐受的研究進展進行綜述。

NK細胞主要分布于脾和外周血，其無需抗原致敏可直接殺傷靶細胞，可通過多種機制直接殺傷病毒感染細胞[4]、腫瘤細胞和胞內(nèi)菌寄生的靶細胞。NK細胞功能異常將導(dǎo)致腫瘤發(fā)生率增加、病毒和部分細菌感染的慢性化。NK細胞表面表達IgGFc受體,可通過抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒性效應(yīng)(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)殺傷靶細胞；與靶細胞直接接觸后還可通過穿孔素/顆粒酶途徑、Fas/FasL途徑和TNF-α/TNFR-I途徑導(dǎo)致靶細胞凋亡。