腦內(nèi)樹突狀細胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫赦免中的作用①

何 浩 宋文剛 白 波(泰山醫(yī)學院免疫學教研室，泰安271000)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Central nervous systems，CNS)被認為是免疫赦免器官，主要是由于移植物在腦內(nèi)較腦外能夠存活更長時間、更不易被排斥。多種機制參與形成和維持CNS免疫赦免，如體內(nèi)存在血腦屏障(Blood-brain barrier，BBB)、CNS缺乏二級淋巴器官、CNS相對缺乏淋巴引流、腦內(nèi)存在免疫抑制微環(huán)境等［1］。它們使CNS與外周免疫系統(tǒng)相對隔絕，限制腦內(nèi)物質(zhì)與腦外免疫細胞相互交流，從而保護腦組織相對不易受外界干擾。為了防止自身免疫的發(fā)生，機體通過中樞免疫耐受和外周免疫耐受進行應對，前者已被證明在清除腦組織反應性T細胞中發(fā)揮作用，而后者在CNS免疫赦免中的地位以及誘導和效應機制并不是很清楚。

1 CNS引入抗原可以引發(fā)負向免疫調(diào)控，但關鍵的啟動細胞和作用機制不明

早期報道向Lewis大鼠腦內(nèi)注射髓磷脂堿性蛋白(Myelin basic protein，MBP)不僅不引發(fā)實驗性自身免疫性腦脊髓膜炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)，而且能夠顯著抑制再次皮下免疫誘導EAE的臨床癥狀，初步證實腦內(nèi)引入外源性抗原可引發(fā)針對該抗原的免疫抑制。后續(xù)的研究對這一特殊的現(xiàn)象進行了初步的機制探討，他們將免疫學上常用的一種抗原——雞卵白蛋白(Chicken egg ovalbumin，OVA)注入正常小鼠的腦紋狀體后，小鼠表現(xiàn)為對OVA皮下免疫引發(fā)的遲發(fā)型超敏反應(Delayed-type hypersensitivity，DTH)缺失，這種抑制效應不依賴完整的BBB和脾臟，但可被頸部淋巴結(jié)細胞過繼轉(zhuǎn)移。為減少BBB破損可能導致的干擾，進一步構建了少突膠質(zhì)細胞特異性表達OVA的轉(zhuǎn)基因小鼠(ODG-OVA小鼠)，然后對小鼠行OVA加佐劑皮下免疫誘導EAE，發(fā)現(xiàn)腦脊髓膜炎的發(fā)病幾率、臨床癥狀評分和CNS炎癥程度均顯著低于相同背景非轉(zhuǎn)基因小鼠用 MOG誘導的 EAE。Schildknecht等［2］構建少突膠質(zhì)細胞和施旺細胞特異性表達淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒(Lymphocytic Choriomeningitis Virus，LCMV)多肽的小鼠，繼而用 LCMV感染小鼠，發(fā)現(xiàn)抗原特異性CD8+T細胞在外周淋巴器官被清除。這些研究說明體內(nèi)確實存在與CNS抗原相關的免疫抑制效應，提示機體可能通過該機制引發(fā)對腦內(nèi)自身抗原或外源性抗原的負向免疫調(diào)控，從而避免炎癥反應對神經(jīng)組織的損傷。但是，CNS中啟動負向免疫調(diào)控的關鍵細胞卻并不清楚。一般認為抗原提呈細胞(Antigen presenting cells，APC)尤其是組織中的樹突狀細胞(Dendritic cells，DC)在啟動獲得性免疫反應中發(fā)揮核心作用，這是否同樣適用于CNS抗原引發(fā)的負向免疫調(diào)控還未見報道。

2 DC是啟動和調(diào)控獲得性免疫反應的核心細胞

DC作為一種專職的APC，處于啟動和調(diào)控獲得性免疫反應的中心地位，原因有三:①DC是聯(lián)系固有免疫和獲得性免疫的橋梁。DC分布廣泛，通過表達一系列能夠識別“危險信號”的“模式識別受體”，收集局部微環(huán)境中的危險信號，進而遷移至引流淋巴結(jié)或脾臟，將“危險信號”傳遞給T、B淋巴細胞，從而啟動獲得性免疫反應［3］。②DC是體內(nèi)功能最強的專職性APC。DC構成性表達MHCⅡ類分子和共刺激分子如CD80、CD86等，在局部組織攝取抗原后，具有遷移到外周淋巴器官并刺激初始T細胞活化和增殖的獨特功能。③DC是包含眾多亞群的異質(zhì)性群體，特定的亞群可能決定了免疫反應的類型［4］。DC主要有經(jīng)典型 DC(Conventional dendritic cell，cDC)和漿細胞樣 DC(Plasmacytoid dendritic cell，pDC)兩大類。pDC較為單一，主要分布于淋巴器官和外周血中，是體內(nèi)Ⅰ型IFN的主要來源，在抗病毒免疫反應中起重要作用［5］。cDC可結(jié)合解剖部位和表面標志進行細分，在淋巴器官至少可分為CD8α+DC和CD8α－DC，在非淋巴器官至少可分為 CD103+DC 和 CD103－DC［6］。近來又依據(jù)分化途徑對DC進行分類，將DC分為Batf3-IRF8-Id2依賴性和Batf3-IRF8-Id2非依賴性DC，前者包括淋巴器官中的 CD8α+DC和非淋巴器官中的CD103+CD11b－DC，后者較前者異質(zhì)性更大、分群更多［7］。DC亞群不同，介導的免疫反應類型也不盡相同，有的傾向于誘導正向免疫應答如Th1和Th17反應;有的傾向于啟動負向免疫調(diào)控，如引發(fā)調(diào)節(jié)性T 細胞(T regulatory cells，Treg)的產(chǎn)生［8，9］。

3 穩(wěn)態(tài)下(Steady state)CNS中有DC存在，但其生理功能不清楚

體內(nèi)由于BBB的阻隔，以往認為DC很難進入CNS。隨著免疫學實驗技術的快速發(fā)展，目前已觀測到CNS中同樣有DC存在。通過對細胞形態(tài)和表面標志的鑒定，多項研究結(jié)果表明穩(wěn)態(tài)下DC定居于人類、大鼠、小鼠腦組織的脈絡叢和腦膜［10］。這些部位均是高度血管化區(qū)域，提示聚集此處的DC可能來自外周血液循環(huán)。Chinnery等［11］對腦內(nèi)DC的來源進行了研究，他們將CD11c偶聯(lián)eYFP的小鼠骨髓移植到野生小鼠，8周后發(fā)現(xiàn)脈絡叢和腦脊膜中的DC全部更新為CD11c-eYFP+DC，說明穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)的 DC由骨髓進行補充和維持。Anandasabapathy等［12］進一步證實，正常腦內(nèi)的 DC分化自骨髓來源的DC前體而非單核細胞，發(fā)育依賴Flt3L，生命周期約為1～2周，細胞表面標志類似于脾臟 CD8α+DC，具備抗原提呈能力。此外，Prodinger等［13］在正常小鼠腦實質(zhì)環(huán)繞血管處也檢測到CD11c+DC樣細胞，這些細胞似乎已整合到腦實質(zhì)血管周隙的神經(jīng)膠質(zhì)層。總之，CNS并非完全獨立于免疫系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)下DC仍能遷入其中。盡管一些研究對機體穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)遷入的DC的部分膜分子進行了檢測，但是從表面標志聯(lián)合分化途徑對DC進行系統(tǒng)性分群以及系統(tǒng)性探討這些DC在天然免疫水平上的功能狀態(tài)仍缺乏研究。最值得關注的是，穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)DC亞群的生理功能是什么目前尚不清楚。

4 穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)DC攝取抗原后可能向外周淋巴器官進行遷移

DC作為啟動和調(diào)控獲得性免疫的關鍵細胞，要么引發(fā)炎性免疫反應，要么誘導負向免疫耐受。CNS中的DC不管誘導何種效應，其首要前提是能夠攝取抗原并在二級淋巴器官提呈抗原。由于腦內(nèi)缺乏二級淋巴器官，一般認為頸部淋巴結(jié)是CNS的引流淋巴結(jié)［14］。研究發(fā)現(xiàn)，腦內(nèi)引入的抗原可被CNS中的CD205+CD11c+DC攝取和降解;將外源性DC注入小鼠腦內(nèi)，它們可遷移至頸部淋巴結(jié);腦內(nèi)注射負載OVA的DC，可導致抗原特異性CD8+T細胞在頸部淋巴結(jié)和脾臟聚集，這些結(jié)果提示腦內(nèi)DC可攜帶局部抗原遷移至外周淋巴器官進行提呈。為避免研究過程中BBB破壞可能造成的干擾，通過轉(zhuǎn)基因技術使腦組織細胞表達特定抗原，繼而腹腔注射抗原特異性CD8+T細胞，發(fā)現(xiàn)回輸?shù)腃D8+T細胞在頸部淋巴結(jié)發(fā)生擴增［15］，說明產(chǎn)生了特異性的免疫反應;進一步的研究表明外周淋巴器官中的DC是關鍵的抗原提呈細胞［2］，但是不能確定它們是來自腦內(nèi)的遷移性DC或是淋巴器官中的定居性DC。文獻報道遷移性DC和定居性DC需要協(xié)同合作才能有效的誘導免疫反應，尤其是遷移性DC最終導致了特異性T細胞發(fā)生增殖［16］。這就提示，穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)的DC攝取局部抗原后可能向腦外淋巴器官遷移。

5 腦內(nèi)DC可能參與CNS抗原引發(fā)的負向免疫調(diào)控

對另一免疫赦免器官——眼免疫赦免機制的研究給我們提供了有用的借鑒。大量研究證實眼免疫赦免具有主動性，即將外源性抗原引入眼內(nèi)可引發(fā)系統(tǒng)性免疫耐受，特征性地表現(xiàn)DTH反應的缺失和補體非結(jié)合抗體的產(chǎn)生，稱為前房相關免疫偏離(Anterior chamber-associated immune deviation，ACAID)。ACAID的主要啟動細胞是眼內(nèi)的F4/80+APC，由于所處的獨特的免疫微環(huán)境的影響，它們具有免疫抑制的功能，將之過繼轉(zhuǎn)移可以誘導抗原特異性的免疫耐受。ACAID的效應機制是眼內(nèi)的F4/80+APC攝取局部抗原后引流至脾臟，繼而與其他免疫細胞協(xié)同誘導產(chǎn)生Treg，從而引發(fā)系統(tǒng)性免疫耐受［17，18］。與此相仿，CNS 也是免疫赦免器官，內(nèi)部同樣含有APC，腦內(nèi)引入外源性抗原也能夠引發(fā)負向免疫調(diào)控，因而腦內(nèi)的APC可能具有與眼F4/80+APC類似的功能。由于DC提呈抗原能力最強并具有遷移的特性，結(jié)合穩(wěn)態(tài)下腦內(nèi)存在DC的現(xiàn)狀，腦內(nèi)DC因而成為參與CNS主動性免疫赦免的重要候選細胞。鑒于DC亞群眾多，功能又不盡相同，我們推測腦內(nèi)特定的DC亞群可能在維持CNS免疫赦免中發(fā)揮重要作用。

6 展望

諸多研究表明，抗原提呈細胞在介導外周免疫耐受中發(fā)揮關鍵作用，尤其樹突狀細胞作為功能最強的專職性APC，穩(wěn)態(tài)下其特定亞群吞噬凋亡的組織細胞以獲取組織限制性抗原，繼而在外周淋巴器官啟動外周免疫耐受［19，21］。結(jié)合穩(wěn)態(tài)下 CNS中也有DC存在，并且它們能夠在局部攝取抗原，那么腦內(nèi)的DC對CNS免疫赦免的貢獻如何，它們能否在外周淋巴器官介導針對腦內(nèi)抗原的免疫耐受?對該問題的研究和探討，有助于解釋DC在CNS中的生理作用，探明DC對CNS免疫赦免的貢獻，補充和完善CNS免疫赦免的機制，對將來基于DC為靶細胞來修復或重建CNS免疫赦免提供理論上的依據(jù)。

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