IL-35結(jié)構(gòu)功能及其調(diào)控Treg細(xì)胞免疫抑制功能的研究進(jìn)展

閆永嘉 何向輝

綜述

IL-35結(jié)構(gòu)功能及其調(diào)控Treg細(xì)胞免疫抑制功能的研究進(jìn)展

閆永嘉 何向輝△

白細(xì)胞介素（IL）-35是新發(fā)現(xiàn)的IL-12家族新成員，由調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌，可以直接或間接地發(fā)揮強(qiáng)大的免疫抑制作用。目前針對(duì)IL-35免疫抑制作用與自身免疫病、炎癥性疾病和腫瘤關(guān)系的研究逐漸成為熱點(diǎn)。本文綜述了IL-35的特征和其發(fā)揮免疫抑制作用的機(jī)制。

T淋巴細(xì)胞,調(diào)節(jié)性；自身免疫疾??；免疫耐受；IL-35；iTR35細(xì)胞

免疫系統(tǒng)是機(jī)體執(zhí)行免疫應(yīng)答及免疫功能的重要系統(tǒng)，是防衛(wèi)病原體入侵的最有效武器，它能發(fā)現(xiàn)并清除異物及外來病原微生物，這種保衛(wèi)功能與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）有關(guān)。早在40年前，Nishizuka等[1]就發(fā)現(xiàn)了T細(xì)胞有潛在的免疫抑制活性。但由于難以確定這類T細(xì)胞的分子構(gòu)成，使得該項(xiàng)研究陷入了僵局。終于在十多年后，Sakaguchi等[2]發(fā)現(xiàn)一群CD4+CD25+的T細(xì)胞具有免疫抑制功能，也就是自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（nTreg）。除表達(dá)CD4和CD25分子外，nTreg的特征標(biāo)志為其高表達(dá)叉頭轉(zhuǎn)錄因子3（Foxp3）。Foxp3不僅可作為nTreg的標(biāo)志因子，還是決定其功能的關(guān)鍵基因，并在nTreg介導(dǎo)的免疫耐受作用中起重要作用。而另一種由外周CD4+CD25-T細(xì)胞激活形成的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（iTreg）同樣具有此類作用。最近研究發(fā)現(xiàn)，iTreg中的iTr35細(xì)胞可以分泌一種名為白細(xì)胞介素（IL）-35的細(xì)胞因子，而IL-35又與iTr35細(xì)胞存在正反饋調(diào)節(jié)作用[3]。本文將對(duì)IL-35的結(jié)構(gòu)、表達(dá)、調(diào)控機(jī)制及其在疾病中的作用進(jìn)行綜述。

1 IL-35的結(jié)構(gòu)、分泌和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

IL-35屬于IL-12家族，是由5個(gè)亞基[p19、p28、p35、p40和EB病毒誘導(dǎo)基因3(EBI3)]中的2個(gè)構(gòu)成的異質(zhì)二聚體[4]。盡管與IL-12家族其他成員有共同的配體和結(jié)構(gòu)特征，IL-35的表達(dá)和分泌的方式不同。IL-12家族其他成員如IL-23和IL-27主要由巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(DCs)等抗原提呈細(xì)胞(APCs)在被病原體激活后產(chǎn)生[4-5]。而IL-35則由CD4+CD25+Foxp3+nTregs直接分泌[6]。還有研究顯示，一類由IL-35誘導(dǎo)的iTreg也能夠分泌IL-35，這種細(xì)胞稱為iTr35細(xì)胞[7]。除了CD4+Treg之外，有研究在前列腺癌患者中發(fā)現(xiàn)一類CD8+Treg，也能分泌IL-35并調(diào)節(jié)抗原特異性免疫抑制功能[8]。此外，包括腫瘤細(xì)胞在內(nèi)的一系列非免疫細(xì)胞也能夠分泌IL-35[9-11]。IL-35的分泌可能與包括nTreg和iTreg在內(nèi)的多種細(xì)胞參與有關(guān)，這為進(jìn)一步闡明調(diào)控IL-35分泌的機(jī)制指明了方向。

IL-35在被Tregs分泌后便與其靶細(xì)胞上的受體結(jié)合。IL-35的受體由IL-12Rβ2和gp130兩個(gè)亞基構(gòu)成[12-13]。IL-35與其受體結(jié)合后，信號(hào)經(jīng)由STAT1和STAT4通路傳導(dǎo)，并且通過促進(jìn)IL-35的表達(dá)形成正反饋?zhàn)饔脵C(jī)制[14]。但與IL-12家族其他成員所不同的是：IL-35可以經(jīng)由其受體亞基的同源二聚體直接傳導(dǎo)信號(hào)。gp130在大多數(shù)細(xì)胞中都有表達(dá)[15]，而IL-12Rβ2主要表達(dá)于激活的T細(xì)胞、自然殺傷（NK）細(xì)胞，較少表達(dá)于DC及B細(xì)胞[16]。

2 IL-35免疫抑制作用的機(jī)制及在疾病中的作用

自從IL-35被發(fā)現(xiàn)以來，其發(fā)揮免疫抑制活性的機(jī)制就被認(rèn)為是通過抑制T細(xì)胞的增殖來實(shí)現(xiàn)的。針對(duì)IL-12a-/-和EBI3-/-小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，缺乏IL-35表達(dá)的CD4+Treg抑制T細(xì)胞增殖的能力大大降低[3]。這一發(fā)現(xiàn)被很多研究所證實(shí)[7,16-18]，且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，使用重組IL-35（rIL-35）可以減弱T細(xì)胞的增殖并抑制T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子[3,19-21]。在其他研究中發(fā)現(xiàn)，IL-35基因修飾過的CD4+T細(xì)胞可以通過抑制其他T細(xì)胞的增殖達(dá)到免疫抑制的效果[3,22]。IL-35的免疫抑制作用不止體現(xiàn)在其對(duì)CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞增殖的抑制，它同時(shí)還能抑制Th17受體的應(yīng)答。研究發(fā)現(xiàn)表達(dá)IL-35的Tregs能夠抑制CD4+T細(xì)胞分化成為Th17效應(yīng)細(xì)胞，在缺乏EBI3基因的小鼠中可以發(fā)現(xiàn)IL-17的表達(dá)明顯上調(diào)[17,23-25]。除了作用于Th17細(xì)胞，還有研究報(bào)道了rIL-35可以導(dǎo)致抗體濃度減低，IL-35可以直接作用于效應(yīng)T細(xì)胞，且IL-35抑制抗體應(yīng)答的能力提示了其也可以作用于其他細(xì)胞系[19]。

由于IL-35具有較強(qiáng)的免疫抑制作用，越來越多的研究者開始關(guān)注其在疾病中所起的作用。包括多種炎癥性疾病、冠心病及腫瘤等疾病都被認(rèn)為與IL-35的過表達(dá)有關(guān)。在急性髓細(xì)胞性白血病患者血清中可以檢測(cè)到IL-35升高[26]。一項(xiàng)針對(duì)肺癌的研究也得出相似結(jié)果：高表達(dá)EBI3的患者預(yù)后不良，并且EBI3水平是疾病的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)（但此研究只檢測(cè)了EBI3，并未檢測(cè)p35亞基）[27]。此外，在小鼠黑色素瘤和結(jié)直腸腫瘤模型中發(fā)現(xiàn)腫瘤可以導(dǎo)致CD4+腫瘤侵潤(rùn)淋巴細(xì)胞的IL-35表達(dá)量增加，并且抑制了T細(xì)胞的增殖[10]。同時(shí)IL-35的過表達(dá)可能會(huì)導(dǎo)致黑色素瘤模型中過繼遷移的CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)減低。

IL-35的減少也與很多炎癥性疾病的發(fā)展有關(guān)，如腦脊髓炎和炎癥性腸病。在多種腦脊髓炎模型中均發(fā)現(xiàn)野生型Treg可以抑制疾病的發(fā)生和發(fā)展。但是，敲除IL-35的動(dòng)物表現(xiàn)出炎癥性免疫反應(yīng)加重，進(jìn)而造成疾病的加重[3,17-18]。相似的現(xiàn)象也發(fā)生在炎癥性腸病的模型中，IL-35的基因治療和輸注過表達(dá)IL-35的Treg都能夠緩解結(jié)腸炎的癥狀[7,20]。同樣，在膠原酶誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型中，rIL-35可以降低炎癥性免疫反應(yīng)的程度，從而緩解疾病[19,21]。與這類炎癥性疾病相反的是，腫瘤模型顯示IL-35與腫瘤的形成有關(guān)[7,10]。由于IL-35可以抑制腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的抗腫瘤活性，并且間接地通過促進(jìn)血管生成而導(dǎo)致腫瘤增殖，故IL-35的促腫瘤生成作用是由免疫導(dǎo)向與腫瘤導(dǎo)向共同調(diào)節(jié)的[7,10]。

對(duì)于免疫耐受的研究發(fā)現(xiàn)，僅僅通過低頻度的局部調(diào)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能抑制免疫效應(yīng)的。Treg能夠誘導(dǎo)和動(dòng)員額外的抑制性免疫細(xì)胞達(dá)到擴(kuò)展免疫抑制范圍的目的。免疫耐受這一概念主要是描述了免疫系統(tǒng)對(duì)于免疫效應(yīng)的嚴(yán)密控制，憑借Treg能夠?qū)⒚庖咭种乒δ苻D(zhuǎn)移到常規(guī)的T細(xì)胞群。包括IL-35在內(nèi)的抑制性細(xì)胞因子在感染耐受中起著非常重要的作用，同時(shí)IL-35還能在擴(kuò)展免疫調(diào)節(jié)的范圍中起重要作用。

3 總結(jié)

隨著對(duì)免疫調(diào)節(jié)機(jī)制和感染耐受研究的深入，目前的研究焦點(diǎn)不止局限于發(fā)現(xiàn)新的抑制性調(diào)節(jié)的因子，而是能夠準(zhǔn)確地識(shí)別這類因子。對(duì)于較Tr1或Th3更能穩(wěn)定調(diào)節(jié)免疫耐受的iTr35細(xì)胞來說，要對(duì)其進(jìn)行識(shí)別非常困難。雖然這類細(xì)胞可以高表達(dá)IL-35，但I(xiàn)L-35的檢測(cè)同樣難以進(jìn)行，因?yàn)镮L-12家族細(xì)胞因子的結(jié)構(gòu)特性決定了若要檢測(cè)IL-35，就必須檢測(cè)IL-12家族的所有5個(gè)亞基。再加上目前還沒有發(fā)現(xiàn)IL-35的特異性抗體，使得在蛋白水平檢測(cè)IL-35十分困難。此外人工合成重組IL-35的困難推遲了研究IL-35免疫抑制功能取得突破性進(jìn)展的時(shí)間。當(dāng)這類試劑可以商品化后，可以期望針對(duì)IL-35及分泌IL-35的Treg的研究取得一定進(jìn)展。

目前針對(duì)免疫抑制調(diào)控的研究顯示，免疫抑制效應(yīng)是多層次調(diào)節(jié)共同作用的結(jié)果。但是表達(dá)IL-35的iTr35細(xì)胞代表了調(diào)節(jié)性細(xì)胞分化的最終分化型，也就是說在機(jī)體需要強(qiáng)烈免疫抑制效果的時(shí)候該細(xì)胞才會(huì)被動(dòng)員。對(duì)于這類細(xì)胞分化過程的研究在實(shí)驗(yàn)上是很大的挑戰(zhàn)，這有助于我們更好地了解T細(xì)胞的功能及IL-35的表達(dá)在整個(gè)免疫反應(yīng)過程中所起的作用。

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（2014-03-05收稿 2014-06-30修回）

（本文編輯 閆娟）

Review the Function and Structure of Interleukin-35 and Its Function in Mediating Treg Cell Immuno-Suppression

YAN Yongjia,HE Xianghui△
Department of General Surgery,the General Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin 300052,China△

and Reviser E-mail：humphreyhe@163.com

Interleukin(IL)-35 is a new member of IL-12 family who is secreted by T regulatory cells to strongly suppress immuno reaction directly or indirectly.There is a growing interest in the using IL-35 as a potential therapy for chronic inflammatory,cancerandautoimmunediseases.Herewereviewed IL-35anditsfunction asamediatorofsuppression.

T-lymphocytes,regulatory；autoimmune diseases；immune tolerance；IL-35；iTR35 cells

R392.11

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.12.026

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院普通外科（郵編300052）△

及審校者 E-mail:humphreyhe@163.com