Th17/Treg平衡在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中作用的研究進(jìn)展

楊金娜，劉曉光，李 覃，陳 虹，張予陽(yáng)

(1.沈陽(yáng)藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110016;2.武警后勤學(xué)院病原生物與免疫學(xué)教研室，天津 300162;3.天津市職業(yè)與環(huán)境危害生物標(biāo)志物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300162;4.武警后勤學(xué)院生藥學(xué)與藥劑學(xué)教研室，天津 300162)

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性自身免疫性疾病。過(guò)去通常認(rèn)為RA的發(fā)病機(jī)制是CD4+T淋巴細(xì)胞分化異常，主要表現(xiàn)為T(mén)h1/Th2失衡。近年來(lái)，隨著人們對(duì)RA發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷深入，以及對(duì)不同T細(xì)胞亞群分化發(fā)育中關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子的探討，發(fā)現(xiàn)Th17與Treg細(xì)胞在介導(dǎo)RA炎癥反應(yīng)，關(guān)節(jié)軟骨和骨質(zhì)破壞及骨侵蝕中發(fā)揮重要作用［1－2］。因此，研究Treg和Th17細(xì)胞在RA中的關(guān)系至關(guān)重要，Th17和Treg細(xì)胞在特定的細(xì)胞因子微環(huán)境下可以相互轉(zhuǎn)化，單獨(dú)TGF-β作用下誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為T(mén)reg，而在TGF-β和IL-6共同作用下誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為T(mén)h17。因此，通過(guò)控制Th17細(xì)胞分化的細(xì)胞因子環(huán)境，抑制Th17細(xì)胞分化及相關(guān)促炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)，并增強(qiáng)Treg的活性，調(diào)節(jié)體內(nèi)Th17/Treg平衡，從而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)控制RA的發(fā)病及病情惡化，可為RA的防治藥物的研究提供新的方向。

1 Th17和Treg的生物學(xué)特性及在RA中的作用

2005年發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞是一種能夠在核轉(zhuǎn)錄因子ROR-γt調(diào)控下特異的分泌IL-17的CD4+T細(xì)胞。Th17細(xì)胞不僅能分泌IL-17，還能分泌IL-21、IL-22等細(xì)胞因子，其中IL-17能夠加重炎癥反應(yīng)，參與多種自身免疫疾病。在RA病人血清及關(guān)節(jié)液中，IL-17的表達(dá)明顯升高，促進(jìn)滑膜細(xì)胞分泌多種炎性細(xì)胞制軟骨細(xì)胞合成基質(zhì)，增強(qiáng)破骨細(xì)胞活性，引起骨侵蝕［3］。

Treg是一種具有免疫抑制活性的CD4+T細(xì)胞亞群，Treg細(xì)胞通過(guò)釋放細(xì)胞因子IL-10和TGF-β發(fā)揮抑制T細(xì)胞及抗原呈遞細(xì)胞的功能，降低炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生及抗體分泌而發(fā)揮免疫效應(yīng)。Foxp3是Treg重要轉(zhuǎn)錄因子，其持續(xù)表達(dá)是維持Treg抑制活性的關(guān)鍵因素。Treg通過(guò)上調(diào)抑制性免疫細(xì)胞表面分子表達(dá)和下調(diào)活化T細(xì)胞的相關(guān)基因表達(dá)，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。初始CD4+T細(xì)胞在受到外來(lái)抗原刺激后，在共刺激信號(hào)的作用下活化，分化成不同亞型的效應(yīng)T細(xì)胞。初始CD4+T細(xì)胞在TGF-β的單獨(dú)誘導(dǎo)下，可以分化為T(mén)reg細(xì)胞，當(dāng)IL-6同時(shí)存在時(shí)，能夠誘導(dǎo)RORγt的表達(dá)，抑制Treg細(xì)胞產(chǎn)生，促進(jìn)初始 CD4+T細(xì)胞分化成Thl7細(xì)胞［4］。RA患者外周血中表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子 Foxp3的CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞減少，而關(guān)節(jié)液中增多，并且起抑制作用［5］。研究顯示［6］，Treg缺乏的 K/BxN 鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)展加快，同時(shí)，外周淋巴器官和滑膜組織的自身反應(yīng)性T細(xì)胞增多。最近研究發(fā)現(xiàn)，Treg的一種新的細(xì)胞亞群CD39+Foxp3+Treg細(xì)胞，能夠抑制Th17細(xì)胞分泌IL-17，進(jìn)而抑制IL-17誘導(dǎo)的自身免疫炎癥反應(yīng)［7］。由此可以看出在RA中存在一個(gè)重要平衡，即Treg/Th17平衡，平衡一旦被破壞，將引起疾病的發(fā)生。因此，維持Th17/Treg平衡對(duì)于RA的治療具有重要意義。

2 Th17/Treg平衡相關(guān)細(xì)胞因子在RA中的作用

Th17細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子IL-17引起的炎癥反應(yīng)在RA滑膜腔關(guān)節(jié)損傷中發(fā)揮重要作用。研究顯示，RA早期病人的Th17細(xì)胞增多，并分泌IL-17A和TNF-α。TNF-α能夠和IL-17協(xié)同激活RA的成纖維滑膜細(xì)胞，使前炎癥因子表達(dá)增多，同時(shí)也能夠誘導(dǎo)軟骨和成纖維細(xì)胞合成與分泌膠原酶、前列腺素等炎性介質(zhì)，介導(dǎo)滑膜炎性反應(yīng)和軟骨破壞。另外，TNF-α還可通過(guò)誘導(dǎo)Foxp3去磷酸化，抑制Treg細(xì)胞合成，起到調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡作用［8］。將Th17細(xì)胞與滑膜成纖維細(xì)胞一同培養(yǎng)，能夠誘導(dǎo)IL-6、IL-8、MMP-1和MMP-3的生成，尤其是促進(jìn)炎癥因子IL-17A、IL-17F、IL-26、CCL20和RORC的表達(dá)，從而促進(jìn)RA的發(fā)展［9］。近年研究發(fā)現(xiàn)，IL-17和 IL-6、TNF-α、IL-1β、NO 和 PGE2 一起通過(guò)磷脂酰肌醇激酶/AKT和NF-κB等信號(hào)通路誘導(dǎo)成纖維樣滑膜細(xì)胞活化，引起滑膜炎癥［10］。

Fig 1 Effects of Th17/Treg balance on rheumatoid arthritis

IL-21是Th17細(xì)胞分泌的另一種前炎癥因子。RA患者IL-21的表達(dá)與滑膜細(xì)胞及外周血中Th17密切相關(guān)。在IL-21存在條件下，Th17細(xì)胞分化能力與IL-6及IL-1β兩種因子存在時(shí)的分化能力相當(dāng)，因此IL-21具有很強(qiáng)的促進(jìn)Th17細(xì)胞分化的能力。研究同時(shí)顯示，IL-21亦能和其他炎性因子共同增強(qiáng)RA的炎癥反應(yīng)，抑制Foxp3的表達(dá)，引起Treg細(xì)胞功能障礙，打破Th17/Treg平衡，導(dǎo)致RA病情加重［11］。

現(xiàn)已明確，炎癥反應(yīng)中TGF-β能夠誘導(dǎo)Treg細(xì)胞生成增多，從而抑制Th17細(xì)胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。IL-35是新發(fā)現(xiàn)的一種Treg細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，它能夠通過(guò)降低IL-17的表達(dá)，從而起到減輕 CIA小鼠的病程發(fā)展［12］，提示 Th17/Treg平衡能夠控制RA炎癥發(fā)展，對(duì)RA的治療有著重要作用。

IL-10是Treg細(xì)胞分泌產(chǎn)生的一種重要的抗炎免疫抑制細(xì)胞因子，不僅能夠預(yù)防關(guān)節(jié)炎的發(fā)生，而且能夠抑制關(guān)節(jié)炎的發(fā)展［13］。同時(shí)，IL-10還可降低 Th17細(xì)胞中 RORγt的表達(dá)，抑制IL-17分泌，并且促進(jìn)Foxp3+Treg細(xì)胞產(chǎn)生。張國(guó)斌等［14］研究證實(shí)，蜈蚣三七總皂苷可通過(guò)增加IL-10的分泌明顯減輕關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞和滑膜增生，抑制炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。但是，作為IL-10家族中的一員，IL-26卻能誘導(dǎo)上皮細(xì)胞促炎癥因子的產(chǎn)生。在RA病人血漿中，IL-26水平明顯高于正常人，尤其是滑膜液中水平更高，說(shuō)明RA中IL-26主要由滑膜細(xì)胞產(chǎn)生，能夠促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的分泌，促進(jìn)Th17細(xì)胞分化，使Th17/Treg平衡偏向Th17細(xì)胞，誘發(fā)炎癥反應(yīng)，抑制IL-26的分泌，則能夠減少Th17細(xì)胞的生成，提示IL-26為RA治療提供了新的研究思路［15］。

IL-27是IL-12家族的新成員，能夠抑制Th17細(xì)胞的生成，進(jìn)而抑制IL-17A等細(xì)胞因子產(chǎn)生和RORC表達(dá)，阻止CD4+T細(xì)胞在TGF-β和IL-6的作用下向Foxp3+Treg的分化，維持 Th17/Treg平衡。Tanida等［16］研究提示，RA 中CD4+T細(xì)胞能夠產(chǎn)生IL-27，并表現(xiàn)出明顯的滑膜浸潤(rùn)，IL-27抗炎作用的發(fā)揮主要通過(guò)兩種途徑:一是通過(guò)抑制Th17細(xì)胞生成來(lái)直接減少I(mǎi)L-17的產(chǎn)生;二是抑制CCL20的生成，調(diào)節(jié)CCR6+細(xì)胞(包括Th17細(xì)胞)的富集來(lái)間接調(diào)節(jié)RA。因此，IL-27有可能成為RA治療的新靶點(diǎn)。

此外，IL-2也能通過(guò)STAT5抑制Th17細(xì)胞的分化，促進(jìn)誘導(dǎo)型Treg產(chǎn)生，對(duì)于Treg細(xì)胞功能的發(fā)揮具有重要作用。另一方面，IL-2還能與 TGF-β一起誘導(dǎo)初始 CD4+CD25－T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為CD4+CD25+T細(xì)胞并表達(dá)Foxp3。但是，當(dāng)IL-1 β和IL-2同時(shí)存在的條件下，細(xì)胞因子微環(huán)境則優(yōu)先誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化［17］，使Th17細(xì)胞產(chǎn)生增多，Th17/Treg平衡向Th17細(xì)胞偏移?？傊?，Th17/Treg平衡相關(guān)細(xì)胞因子在RA中的作用具有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)交互性，其確切作用機(jī)制仍需進(jìn)一步深入研究闡明。

3 Th17/Treg平衡對(duì)RA病理進(jìn)程的影響

3.1 Th17/Treg平衡在軟骨破壞中的作用 軟骨由軟骨組織及其周?chē)能浌悄?gòu)成，軟骨組織由軟骨細(xì)胞、基質(zhì)及膠原纖維構(gòu)成。RA關(guān)節(jié)軟骨破壞是由過(guò)度增殖的滑膜細(xì)胞和滑膜組織分泌的MMPs造成的。MMPs可降解關(guān)節(jié)軟骨與軟骨中的膠原、蛋白多糖及其他的細(xì)胞外基質(zhì)大分子，從而促進(jìn)增生的血管翳對(duì)軟骨的侵蝕［18］。IL-17能夠增強(qiáng)滑膜細(xì)胞中的MMPs的產(chǎn)生，抑制軟骨細(xì)胞合成基質(zhì)和膠原，增強(qiáng)軟骨基質(zhì)的降解。Park等［19］研究結(jié)果顯示，TGF-β轉(zhuǎn)染間充質(zhì)干細(xì)胞能夠提高Ⅱ型膠原特異性CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞的生成，并抑制Th17細(xì)胞形成和破骨細(xì)胞的分化，從而抑制Ⅱ型膠原特異性T細(xì)胞分化，下調(diào)促炎癥因子的表達(dá)、關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)和軟骨損傷。體外實(shí)驗(yàn)顯示，TGF-β能夠刺激軟骨細(xì)胞增多，誘導(dǎo)蛋白聚糖和Ⅱ型膠原的合成，從而保護(hù)對(duì)軟骨的損害，起到延緩RA病程的作用。

3.2 Th17/Treg平衡在骨侵蝕中的作用 破骨細(xì)胞是由分化的巨噬細(xì)胞形成的多核細(xì)胞，具有破骨功能。在RA中，破骨細(xì)胞在骨吸收和骨重塑中發(fā)揮重要作用。局部過(guò)表達(dá)的IL-17能夠上調(diào)RANKL及其受體的表達(dá)，從而破壞滑液中 RANKL/骨保護(hù)素(OPG)的平衡，加重骨破壞［20］。Th17還能夠通過(guò)誘導(dǎo)成骨細(xì)胞中IL-6的生成，間接刺激破骨細(xì)胞增生，加速RA的病程發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，抗IL-17抗體能夠明顯抑制IL-17介導(dǎo)的滑膜組織中破骨細(xì)胞的形成［21］，保護(hù)骨骼不受侵蝕。正是因?yàn)門(mén)h17在RA骨破壞中發(fā)揮重要的破壞作用，因此，可利用Treg抑制破骨細(xì)胞形成，拮抗Th17的效應(yīng)。Treg主要從以下途徑控制RA的病理進(jìn)程:首先，Treg能夠抑制RANKL通路并進(jìn)一步減少破骨細(xì)胞的形成。另外，Treg分泌產(chǎn)生的IL-10亦可通過(guò)上調(diào)OPG表達(dá)、下調(diào)RANKL和集落刺激因子，從而調(diào)節(jié)RANKL/OPG平衡，抑制骨損傷。同時(shí)，在破骨細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中，Treg高表達(dá)細(xì)胞毒性T細(xì)胞相關(guān)抗原-4(cytotoxic T lymphocyte-associated，CTLA-4)、B7-1和 B7-2等表面分子，能夠抑制破骨細(xì)胞組織物的形成，進(jìn)而阻止或減緩骨破壞［22］。Treg分泌產(chǎn)生的另一種重要的細(xì)胞因子TGF-β可以和IL-6協(xié)調(diào)作用通過(guò)T細(xì)胞受體活化初始CD4+T細(xì)胞并共同抑制RANKL表達(dá)［23］?？梢?jiàn)，Th17/Treg平衡在骨破壞中具有重要的調(diào)節(jié)作用。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

綜上所述，Th17/Treg平衡與RA的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。Th17細(xì)胞主要分泌促炎因子IL-17，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，而Treg細(xì)胞作為效應(yīng)應(yīng)答的調(diào)控者，抑制效應(yīng)T細(xì)胞過(guò)度活化，維持自身免疫耐受，抑制炎癥反應(yīng)。RA患者外周血中Treg細(xì)胞數(shù)量減少，Th17細(xì)胞數(shù)量增多，引起Th17/Treg平衡失調(diào)，最終導(dǎo)致滑膜炎癥、關(guān)節(jié)破壞、骨侵蝕等，加重RA病程的發(fā)展。因此，對(duì)Th17/Treg平衡在RA作用中進(jìn)行深入研究，有助于進(jìn)一步揭示RA發(fā)病機(jī)制及尋找新型防治藥物的作用靶點(diǎn)，具有重要的研究意義和廣闊的應(yīng)用前景。

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