Th1、Th2及Th17細(xì)胞相關(guān)炎性細(xì)胞因子對(duì)黑素細(xì)胞的影響

姚云竹 雷鐵池

黑素細(xì)胞是神經(jīng)外胚層的樹突狀細(xì)胞，表皮中的黑素細(xì)胞被角質(zhì)形成細(xì)胞包圍，共同組成“表皮-黑素單位”，參與表皮的黑素生成。大量證據(jù)表明，人表皮的黑素細(xì)胞具有免疫活性，在皮膚免疫系統(tǒng)中起著積極的作用,黑素細(xì)胞表現(xiàn)出與巨噬細(xì)胞相似的吞噬和抗原遞呈功能，促進(jìn)了局部的免疫反應(yīng)[1]。黑素細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生或多或少的黑素(形成色素沉著或色素減退)來(lái)對(duì)表皮中的炎癥事件做出反應(yīng)，炎癥后皮膚色素沉著或色素沉著減退是臨床上常見(jiàn)的癥狀。越來(lái)越多的研究表明，各種炎性細(xì)胞因子對(duì)黑素細(xì)胞的增殖和黑素生成的調(diào)節(jié)起作用。

T淋巴細(xì)胞是細(xì)胞因子的主要來(lái)源，其細(xì)胞表面有抗原特異性受體，可以識(shí)別外來(lái)病原體。T淋巴細(xì)胞根據(jù)細(xì)胞表面分子CD4和CD8的表達(dá)分為兩個(gè)亞群，表達(dá)CD4的T淋巴細(xì)胞也被稱為輔助T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)，它們被認(rèn)為是細(xì)胞因子生產(chǎn)者。Mossman等[2]描述了CD4+Th細(xì)胞亞群，并基于它們產(chǎn)生的不同細(xì)胞因子分別命名為Th1和Th2細(xì)胞。Th1細(xì)胞在細(xì)胞免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用，Th2細(xì)胞在體液免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用。Th17細(xì)胞是以產(chǎn)生白細(xì)胞介素-17(interleukin-17，IL-17)為代表的新的T淋巴細(xì)胞亞群，Th17細(xì)胞有助于宿主防御細(xì)胞外細(xì)菌和真菌。Th細(xì)胞已被證實(shí)在皮膚疾病中起重要作用，介導(dǎo)了各種皮膚的炎癥性疾病。本文主要就Th1、Th2及Th17細(xì)胞相關(guān)炎癥性疾病中細(xì)胞因子對(duì)黑素細(xì)胞的作用做一綜述。

一、黑素細(xì)胞的功能

眾所周知，黑素細(xì)胞的主要功能是產(chǎn)生黑素，黑素小體內(nèi)的酪氨酸底物經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的基因調(diào)控生成黑素，然后轉(zhuǎn)移至周圍的角質(zhì)形成細(xì)胞。黑素小體的功能需要一些特定的酶和結(jié)構(gòu)蛋白來(lái)維持，酪氨酸酶(tyrosinase，TYR) 和酪氨酸酶相關(guān)蛋白2(tyrosinase related protein 2，TYRP2)是影響黑色素?cái)?shù)量和質(zhì)量的關(guān)鍵酶，而黑素小體特異性蛋白Pmel17和T淋巴細(xì)胞識(shí)別的黑色素瘤抗原MART1是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)蛋白。黑素的生成由許多信號(hào)通路和轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)和調(diào)節(jié)，包括酪氨酸激酶受體KIT、KIT配體SCF以及小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(melanocyte inducing transcription factor,MITF)。

有研究表明，黑素細(xì)胞也具有免疫作用。黑素細(xì)胞內(nèi)的黑素小體在正常的人類皮膚黑素細(xì)胞中起著特殊的溶酶體細(xì)胞器的作用，其內(nèi)含有豐富的溶酶體酶包括α-甘露糖苷酶、酸性磷酸酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-半乳糖苷酶、酸性脂肪酶和其他參與細(xì)菌和其他組織降解的酶，黑素細(xì)胞和黑素小體具有抗原加工所必需的吞噬和酶促機(jī)制，極有可能是皮膚免疫防御系統(tǒng)的組成部分。黑素本身可能也具有免疫調(diào)節(jié)的功能，黑素能有效抑制單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β、IL-6、IL-10和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)等，同時(shí)還能抑制人成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-6[3]。黑素細(xì)胞在形態(tài)上呈樹突狀，細(xì)胞表面已被發(fā)現(xiàn)具有多種Toll樣受體(toll-like receptors，TLR)，黑素細(xì)胞上的TLR與配體結(jié)合后，激活核因子-κB途徑，能調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，參與皮膚中的炎性反應(yīng)[4]。某些黑素細(xì)胞細(xì)胞系還能夠表達(dá)組織相容性復(fù)合體Ⅱ分子，以及細(xì)胞間黏附分子，如細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)和CD40[5]。

二、Th1細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子

Th1細(xì)胞可以產(chǎn)生細(xì)胞因子γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)、TNF、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)、白細(xì)胞介素-2等。IFN-γ是免疫和炎癥中最重要的內(nèi)源性介質(zhì)之一，除了Th1細(xì)胞，抗原遞呈細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷T淋巴細(xì)胞等也可以分泌IFN-γ。Th1細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子IFN-γ和TNF-α在白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制中有重要作用，IFN-γ是一種主要參與增殖抑制、凋亡和免疫調(diào)節(jié)過(guò)程的細(xì)胞因子，可直接誘導(dǎo)黑素細(xì)胞的凋亡，其通過(guò)下調(diào)黑素生成相關(guān)蛋白的mRNA表達(dá)來(lái)抑制原代培養(yǎng)的正常人黑素細(xì)胞(normal human melanocyte，NHM)的黑素生成[6]。IFN-γ和TNF-α還通過(guò)破壞E-鈣黏蛋白來(lái)誘導(dǎo)黑素細(xì)胞脫離基底層，從而導(dǎo)致黑素細(xì)胞的凋亡[7]。Wang等[8]研究認(rèn)為，IFN-γ通過(guò)誘導(dǎo)黑素細(xì)胞衰老，從而增強(qiáng)皮膚免疫能力，導(dǎo)致白癜風(fēng)易感環(huán)境。Natarajan等[9]研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ通過(guò)IFN調(diào)節(jié)因子-1調(diào)節(jié)色素沉著基因來(lái)阻斷黑素小體的成熟，從而影響黑素生成，IFN-γ通過(guò)上調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子1(signal transducerand activator of transcription 1，STAT1)磷酸化來(lái)抑制黑素生成，這種抑制作用可被酪氨酸激酶1(janus kinase1，JAK1) 抑制劑所阻斷。IFN-γ還能夠通過(guò)抑制MITF表達(dá)來(lái)抑制基礎(chǔ)和黑素細(xì)胞刺激素(a-melanocyte stimulating hormone,a-MSH)誘導(dǎo)的黑素生成，其在a-MSH誘導(dǎo)的黑素生成中的抑制作用可能與通過(guò)cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cyclic-AMP response binding protein，CREB)結(jié)合蛋白(CREB binding protein，CBP)和STAT1之間的結(jié)合而抑制CBP和CREB的結(jié)合有關(guān)，提示IFN-γ可能參與調(diào)控皮膚炎癥引起的色素沉著[10]。

TNF是一種同源三聚體細(xì)胞因子，主要由單核-吞噬細(xì)胞以及角質(zhì)形成細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等分泌。TNF是一種促炎性細(xì)胞因子，通過(guò)與腫瘤壞死因子受體1(tumor necrosis factor receptor1，TNFR1)和腫瘤壞死因子受體2(tumor necrosis factor receptor2，TNFR2)結(jié)合而發(fā)揮作用，TNF與TNFR1結(jié)合通過(guò)激活TNFR1相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域(TNFR1-associated death domain protein，TRADD)和FAS相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域(Fas-associating protein with a novel death domain，F(xiàn)ADD)促進(jìn)細(xì)胞凋亡[11]。TNF與TNFR2結(jié)合動(dòng)員轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB，促進(jìn)促生存基因的轉(zhuǎn)錄[12]。黑素細(xì)胞膜上也存在TNFR1與TNFR2，在應(yīng)激狀態(tài)下，黑素細(xì)胞膜上TNFR1和TNFR2表達(dá)上調(diào)[13]。白癜風(fēng)患者的皮損中，TNF-α表達(dá)明顯增加，研究發(fā)現(xiàn)TNF-α作用于NHM后通過(guò)樹突脫落、下調(diào)MITF和TYR表達(dá)減少黑素生成，同時(shí)黑素細(xì)胞TNFR1、IL-6和ICAM-1表達(dá)增加而TNFR2表達(dá)不變，NHM暴露于TNF-α48h后誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡[14]?？筎NF-α生物制劑已被用于臨床抗白癜風(fēng)治療，但關(guān)于白癜風(fēng)患者抗TNF治療的使用，有一些相互矛盾的報(bào)道。既往研究報(bào)道患者在使用抗TNF-α生物制劑后發(fā)生白癜風(fēng)[15]。然而，一些研究表明，抗TNF治療可能會(huì)在患有其他自身免疫性疾病的患者中誘發(fā)新發(fā)白癜風(fēng)[16]。長(zhǎng)期應(yīng)用抗TNF生物制劑可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞因子失衡，Karolina等[17]研究發(fā)現(xiàn)，使用抗TNF-α生物制劑治療的患者表現(xiàn)出IFN-γ表達(dá)上調(diào)，這可能解釋抗TNF制劑對(duì)白癜風(fēng)的誘導(dǎo)。

GM-CSF可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的小鼠黑素細(xì)胞增殖和分化[18]。Wu等[19]研究認(rèn)為，對(duì)于培養(yǎng)的自體黑素細(xì)胞移植(transplantation of cultured autologous melanocytes, TCAM)治療的白癜風(fēng)患者，血清GM-CSF水平升高可作為預(yù)測(cè)TCAM預(yù)后的血清生物學(xué)標(biāo)志物。

三、Th2細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子

Th2細(xì)胞在體液免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用，分泌IL-3、IL-4、IL-6、GM-CSF等細(xì)胞因子。Th2細(xì)胞參與了多種自身免疫性疾病的發(fā)生，如特應(yīng)性皮炎。Th1/Th2的平衡對(duì)于維持機(jī)體免疫狀態(tài)具有重要作用，白癜風(fēng)的發(fā)病涉及多種因素，越來(lái)越多的證據(jù)表明，Th1/Th2失衡在白癜風(fēng)的疾病發(fā)展中發(fā)揮作用。IL-4是一種主要由Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞也可產(chǎn)生。IL-4在超敏反應(yīng)和炎癥誘導(dǎo)的主要介質(zhì)免疫球蛋白E的產(chǎn)生中起著關(guān)鍵作用，有助于機(jī)體的自身免疫。Imran等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，白癜風(fēng)患者的IL-4表達(dá)增加。IL-4能通過(guò)JAK2/STAT6信號(hào)通路下調(diào)MITF、TYRP-1和TYRP- 2的表達(dá)，從而抑制黑素細(xì)胞的黑素生成，這種作用能被JAK2抑制劑抑制[21]。

IL-6可由角質(zhì)形成細(xì)胞、表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞分泌，參與調(diào)節(jié)各種生物反應(yīng)，包括免疫反應(yīng)、造血和腫瘤發(fā)生等。Singh等[22]研究發(fā)現(xiàn)，IL-6在白癜風(fēng)患者的皮膚及血清中表達(dá)均升高，IL-6以劑量依賴性降低NHM活力。既往研究已證明，IL-6能降低NHM酪氨酸酶活性和黑素生成，Singh等[22]也證實(shí)了IL-6可以通過(guò)下調(diào)黑色素瘤細(xì)胞中的MITF和TYR表達(dá)來(lái)抑制黑素生成。

四、Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子

Th17細(xì)胞主要分泌IL-17、IL-6、IL-22和TNF-α等細(xì)胞因子參與某些炎癥性皮膚病的發(fā)生，如IL-23、IL-17/Th17被認(rèn)為是銀屑病發(fā)病機(jī)制的中心[23]。近年來(lái)越來(lái)越多的證據(jù)顯示，斑塊型銀屑病皮損中MC數(shù)目較正常皮膚明顯增加，高度提示銀屑病表皮炎癥微環(huán)境可直接刺激黑素細(xì)胞增殖[24]。IL-17與TNF-α單獨(dú)作用于黑素細(xì)胞無(wú)促進(jìn)細(xì)胞增殖作用，但I(xiàn)L-17和TNF-α可刺激角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生黑素瘤生長(zhǎng)因子IL-8。IL-8可通過(guò)與黑素細(xì)胞上IL-8的高親和力受體趨化因子受體2(CXC chemokine receptor 2，CXCR2)結(jié)合來(lái)促進(jìn)黑素細(xì)胞的增殖，但其對(duì)黑素細(xì)胞的促增殖作用有限，當(dāng)IL-8與TNF-α同時(shí)作用時(shí)，這種促黑素增殖作用明顯增強(qiáng)。Norgauer等[25]研究認(rèn)為，TNF-α能通過(guò)上調(diào)黑素細(xì)胞上CXCR2的表達(dá)來(lái)增強(qiáng)IL-8的促黑素增殖作用。IL-17和TNF-α協(xié)同作用可抑制色素相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和黑色素生成，并誘導(dǎo)角質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生β-防御素-3，其實(shí)黑素皮質(zhì)素1受體的拮抗劑[26]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在使用生物制劑治療銀屑病后出現(xiàn)斑塊皮損部位的色素沉著，可能是由于解除IL-17或TNF-α對(duì)于黑素生成的抑制作用后，增多的黑素細(xì)胞使皮損部位出現(xiàn)色素沉著[27]。Cesare等[28]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，銀屑病患者發(fā)生黑色素痣的概率下降，在生物制劑治療后，痣的發(fā)生率增加，這可能與銀屑病炎癥環(huán)境中炎性細(xì)胞因子對(duì)黑素細(xì)胞的作用有關(guān)。

五、展 望

在正常情況下，表皮黑素細(xì)胞增殖緩慢，并且由于B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(B cell lymphoma-2，Bcl-2)的高表達(dá)，它們對(duì)凋亡具有相當(dāng)?shù)牡挚沽Γ喾N炎性細(xì)胞因子通過(guò)不同的機(jī)制促進(jìn)或抑制黑素細(xì)胞的黑素生成與細(xì)胞增殖，提示各種炎性細(xì)胞因子或許可以成為色素性皮膚病治療的新思路和新靶點(diǎn)，低劑量的細(xì)胞因子調(diào)節(jié)炎癥與免疫反應(yīng)，已被證明對(duì)白癜風(fēng)的治療有效[29]。與T淋巴細(xì)胞亞群相關(guān)的炎性細(xì)胞因子失衡在各種皮膚疾病的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，黑素細(xì)胞也逐漸被發(fā)現(xiàn)在其他自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，如銀屑病[30]。研究T淋巴細(xì)胞亞群相關(guān)炎性細(xì)胞因子對(duì)黑素細(xì)胞的作用也有利于更好地理解這些疾病的發(fā)病機(jī)制。細(xì)胞因子的失衡對(duì)黑素細(xì)胞的作用仍需要進(jìn)一步的研究予以證實(shí)。