調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與內(nèi)分泌疾病

包秋燕(綜述)，徐玉善，楊慧英(審校)

(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌與代謝病科，昆明650032)

免疫系統(tǒng)具有保護機體免受一系列病原微生物的侵害以及使機體避免有害的、錯誤或過度的免疫反應(yīng)的作用[1]。它由免疫器官、免疫組織、免疫細(xì)胞及免疫分子組成，免疫細(xì)胞主要包括吞噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞等[2]。其中吞噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞屬于固有免疫細(xì)胞，對侵入的病原體產(chǎn)生非特異性免疫作用;T及B淋巴細(xì)胞屬于適應(yīng)性免疫細(xì)胞，主要介導(dǎo)保護性和危害性特異性免疫應(yīng)答。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Treg)是一群成熟的有功能的T細(xì)胞，其與自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。

1 Treg的概述

Treg是一群具有調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞亞群，其能降低免疫系統(tǒng)對自身以及外來抗原的免疫應(yīng)答，同時抑制對機體有害的過度免疫反應(yīng)的作用，是一種具有免疫調(diào)節(jié)和抑制功能的T細(xì)胞。20世紀(jì)70年代，人們認(rèn)識到T細(xì)胞群中可能有免疫抑制細(xì)胞亞群的存在[3]，1995 年 Sakaguchi等[4]首次發(fā)現(xiàn)，將去除CD4+CD25+組分的T細(xì)胞轉(zhuǎn)移到裸鼠體內(nèi)會發(fā)生多種自身免疫性疾病，重新輸入CD4+CD25+T細(xì)胞則可抑制疾病的發(fā)生。同時還發(fā)現(xiàn)，裸鼠接受異體皮膚移植或接種異種蛋白時，免疫系統(tǒng)會對皮膚及蛋白表現(xiàn)出過高的免疫應(yīng)答，輸入CD+4CD25+Treg后免疫應(yīng)答則恢復(fù)正常。表明CD4+CD25+Treg可通過降低自身或外來抗原的免疫應(yīng)答而實現(xiàn)自身的免疫耐受。

Treg有很多亞群，CD+4CD25+Treg是Treg亞群中重要的組成部分，根據(jù)來源不同分為天然Treg(naturally occurring Treg，nTreg)和誘導(dǎo) Treg(induced Treg，iTreg)。nTreg來源于胸腺，占外周血T細(xì)胞的5%～10%。iTreg存在于外周淋巴組織，是幼稚T細(xì)胞受到特異性抗原刺激并在細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下形成的Treg。Treg可表達許多細(xì)胞表面分子，主要包括CD4、CD25、聯(lián)合叉頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(forkhead/winged helix transcription factor p3，F(xiàn)oxp3)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原 4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)腫瘤壞死因子受體(glucocorticoid-induced TNF receptor family-related gene，GITR)、CD127等[5]。

Foxp3是Treg的特征性細(xì)胞表面標(biāo)志，同時也是調(diào)控Treg分化和功能的主要細(xì)胞表面分子[1]。在胸腺，F(xiàn)oxp3是T細(xì)胞抗原識別受體陽性的T細(xì)胞分化成為Treg的至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄因子。研究表明，在正常小鼠體內(nèi)，外周CD4+CD25+T細(xì)胞和胸腺CD4+CD25+CD8－細(xì)胞均表達Foxp3，而其他T細(xì)胞或胸腺細(xì)胞，無論是在靜息狀態(tài)還是激活狀態(tài)，均不表達Fopx3[1]。Foxp3基因高表達的小鼠體內(nèi)CD4+CD25+Treg數(shù)目增多，相反Foxp3－/－小鼠體內(nèi)不存在CD4+CD25+Treg。Foxp3基因缺失后，自身免疫耐受減弱;轉(zhuǎn)導(dǎo)Foxp3到CD4+CD25－T細(xì)胞內(nèi)，可促使其轉(zhuǎn)化為類CD4+CD25+Treg樣細(xì)胞，該細(xì)胞在體外能抑制其他T細(xì)胞的增殖，在體內(nèi)能抑制自身免疫性疾病的發(fā)生，該現(xiàn)象存在于小鼠及人類中[6]。最近研究表明，F(xiàn)oxp3+Treg的壽命很短，自身免疫性疾病隨著Treg的凋亡而發(fā)生、發(fā)展[7-8]。在Foxp3基因剔除的小鼠及Foxp3基因缺失的人類都會出現(xiàn)廣泛的、甚至致命的自身免疫性疾病[9]。

2 Treg與內(nèi)分泌疾病

2.1 Treg與骨質(zhì)疏松癥 骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量減少、骨組織微結(jié)構(gòu)破壞、骨脆性增加而易發(fā)生骨折的代謝性骨病[10]。隨著人類壽命的延長以及人口的老齡化，骨質(zhì)疏松癥已躍居世界常見病的第7位，成為嚴(yán)重影響老年人健康及生活質(zhì)量的疾病之一[11]。目前，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥病理性骨質(zhì)流失的機制目前尚未明確，近年來有學(xué)者提出骨免疫學(xué)，認(rèn)為骨骼系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)密切相關(guān)。在體外，Treg可以直接抑制破骨細(xì)胞的分化。

骨是堅韌的、動態(tài)的器官，其處于不斷的修復(fù)和重塑過程中，即骨重建。破骨細(xì)胞吸收舊骨，成骨細(xì)胞形成新骨[12]，此過程受各種細(xì)胞因子、激素及信號通路等的調(diào)控[13]。在正常成人體內(nèi)，由破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收在骨重建中處于主導(dǎo)地位，其可調(diào)節(jié)骨的結(jié)構(gòu)與功能，維持骨骼系統(tǒng)的完整性[14]。破骨細(xì)胞是體內(nèi)唯一的骨吸收細(xì)胞，若破骨細(xì)胞所致的骨吸收過多，將會導(dǎo)致代謝性骨疾病，如骨質(zhì)疏松癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等[15]。對破骨細(xì)胞分化及活化調(diào)節(jié)機制的了解，是理解骨骼系統(tǒng)健康和疾病的關(guān)鍵。

破骨細(xì)胞的激活與募集受許多細(xì)胞因子的調(diào)控，如核因子κB受體激活劑配基 (receptor activator of nuclear factor κB ligand，RANKL)、巨噬細(xì)胞集落刺激因子、腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1、IL-7、IL-17、IL-23、IL-6、轉(zhuǎn)化生長因子β、干擾素γ等，其中RANKL和巨噬細(xì)胞集落刺激因子尤為重要。這些細(xì)胞因子中的大部分參與了免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，這可能解釋骨細(xì)胞與免疫系統(tǒng)之間的聯(lián)系[16]。早在1972年，Horton等[17]就提出骨重建是由免疫細(xì)胞調(diào)控的，認(rèn)為免疫細(xì)胞能夠影響破骨細(xì)胞的分化及活化。2010年，有學(xué)者提出RANKL是調(diào)控破骨細(xì)胞分化的潛在因子[18]。RANKL是腫瘤壞死因子家族中的一員，主要表達于成骨細(xì)胞和激活的T細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，RANKL基因剔除的小鼠和RANKL基因缺陷的人類均會出現(xiàn)嚴(yán)重的骨質(zhì)硬化，且體內(nèi)缺少成熟的破骨細(xì)胞[19]。從共同培養(yǎng)的小鼠成骨細(xì)胞和骨髓細(xì)胞中分離出的破骨細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，RANKL能誘導(dǎo)前破骨細(xì)胞分化為有功能的破骨細(xì)胞，表明RANKL在調(diào)控破骨細(xì)胞分化方面可能發(fā)揮著重要作用[20]。研究表明，T細(xì)胞在維持骨骼系統(tǒng)的完整性，特別是破骨細(xì)胞分化中具有一定作用，在體外，激活的CD4+T細(xì)胞表達的RANKL具有誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化的作用[18]。綜上所述，RANKL將免疫系統(tǒng)與骨骼系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起。2000年，Arron等[21]首次將兩者間的聯(lián)系稱為骨免疫學(xué)，并闡述了骨骼系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)細(xì)胞間的相互作用，認(rèn)為免疫失調(diào)會導(dǎo)致骨代謝異常。

近年來，許多學(xué)者對免疫介導(dǎo)的骨質(zhì)流失進行了深入研究，Zaiss等[22]研究發(fā)現(xiàn)，Treg在體外能抑制破骨細(xì)胞的分化及功能。Kim等[23]發(fā)現(xiàn)，人類CD4+CD25+Treg能夠抑制人外周血單核細(xì)胞中破骨細(xì)胞的分化。Treg體內(nèi)模型表明，直接注射過量的Treg可改善實驗性動物的自身免疫性疾病[13]。Zaiss等[18]注射Treg到人腫瘤壞死因子轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)(3周后發(fā)生炎癥性關(guān)節(jié)炎)，發(fā)現(xiàn)小鼠不僅表現(xiàn)出全骨密度增加，而且出現(xiàn)破骨細(xì)胞活性下降。對骨質(zhì)疏松模型的研究表明，過度表達Foxp3，Treg數(shù)目也會隨之增加，特別是骨密度增加[24]。在Foxp3轉(zhuǎn)基因小鼠中，Treg能抑制卵巢切除所引起的骨質(zhì)流失[14]。目前關(guān)于Treg減少骨質(zhì)流失的機制尚不明確，但藥理學(xué)方法研究表明，Treg主要通過抑制破骨細(xì)胞分化而治療骨質(zhì)流失[14]。

2.2 Treg與1型糖尿病 1型糖尿病(type 1 diabetes，T1DM)是一種自身免疫性疾病，由激活的T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的一系列自身免疫反應(yīng)所引起的選擇性胰島β細(xì)胞破壞甚至功能衰竭，導(dǎo)致體內(nèi)胰島素缺乏進行性加重以及慢性高血糖，依賴終身注射胰島素控制血糖。Treg在T1DM發(fā)生、發(fā)展中的重要性在Foxp3基因缺失的免疫失調(diào)、內(nèi)分泌腺病、腸病、X連鎖綜合征患者中得到證實，該類患者不論是否存在1型糖尿病抵抗基因缺失，最終都患有 T1DM[25]。Battaqlia等[26]發(fā)現(xiàn)，CD+CD+Treg缺失的非肥胖糖尿病小鼠，移植CD+4254CD25+Treg后可延遲甚至阻斷糖尿病的發(fā)生。

有報道認(rèn)為，T1DM的發(fā)生可能與Treg的數(shù)量及功能異常有關(guān)。Kornete等[27]發(fā)現(xiàn)，非肥胖糖尿病(non-obese diabetic，NOD)小鼠T1DM的進展與Treg的數(shù)量和功能下降有關(guān)。Greqori等[28]發(fā)現(xiàn)，NOD小鼠胰島中Foxp3+Treg數(shù)量減少而效應(yīng)T細(xì)胞數(shù)量持續(xù)增多，將8周齡小鼠含CD4+CD25+Treg的脾細(xì)胞輸入16周齡缺乏CD25+T細(xì)胞的NOD小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)可以延緩后者T1DM的發(fā)生。葉學(xué)和等[29]也發(fā)現(xiàn)，T1DM患者外周血CD4+CD25+Treg水平顯著降低。Lindley等[30]的研究顯示，雖然在起病不久的T1DM患者中CD4+CD25+Treg水平正常，但在體外共同培養(yǎng)時發(fā)現(xiàn)，其抑制T細(xì)胞增殖的能力與對照組相比有所下降。

鑒于Treg對T1DM的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系，有研究指出，Treg能抑制T1DM的發(fā)生。在NOD小鼠和Foxp3缺失的Scurfy小鼠中均發(fā)現(xiàn)，Treg在抑制自身免疫性疾病(如T1DM)中發(fā)揮重要作用[26]。Every等[31]在 NOD 小鼠鼻內(nèi)接種質(zhì)粒編碼的小鼠前胰島素Ⅱ發(fā)現(xiàn)，可以誘導(dǎo)C D+CD+425Treg的形成，從而抑制糖尿病的發(fā)生，即使轉(zhuǎn)移有致糖尿病性的脾細(xì)胞及在此基礎(chǔ)上加用環(huán)磷酰胺加速糖尿病發(fā)病的情況下，這種抑制作用仍能保持。

2.3 Treg與自身免疫性甲狀腺疾病 自身免疫性甲狀腺疾病(autoimmune thyroiditis disorders，AITD)是機體正常自身免疫耐受功能受損，反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的針對甲狀腺的器官特異性自身免疫性疾病，包括橋本甲狀腺炎，Graves病、產(chǎn)后甲狀腺炎等[32]。Asano等[33]發(fā)現(xiàn)，剛出生時即行胸腺切除術(shù)的小鼠(消除了外周的CD4+CD25+Treg)會出現(xiàn)多種器官特異性自身免疫性疾病，包括自身免疫性甲狀腺炎。Gangi等[34]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠CD4+CD25+Treg能夠抑制血清甲狀腺球蛋白引起的自身免疫性反應(yīng)。Marazuela等[35]研究發(fā)現(xiàn)，AITD患者外周血中表達Foxp3、GITR的T細(xì)胞比例增加，但其對淋巴細(xì)胞增殖的抑制能力下降，大多數(shù)情況下它們不能下調(diào)自身免疫性反應(yīng)、降低炎癥反應(yīng)對甲狀腺組織的損傷，表明AITD患者外周血中Treg對自身免疫應(yīng)答的抑制存在缺陷。Nakano等[36]研究發(fā)現(xiàn)，AITD患者與正常對照組相比，前者外周血CD4+CD25+Treg數(shù)目減少，以Foxp3+CD4+CD25+Treg比例減少尤為明顯，而活化CD4+T細(xì)胞的數(shù)目卻增加。唐大海等[37]研究發(fā)現(xiàn)，Graves病患者外周血Treg的數(shù)量與健康對照組相比無統(tǒng)計學(xué)意義，但其免疫抑制功能卻明顯降低，表明Treg功能的異常與Graves病的發(fā)病密切相關(guān)。從上述學(xué)者的研究可以發(fā)現(xiàn)，Treg數(shù)量和(或)功能異常可使患者體內(nèi)Treg與自身反應(yīng)性T細(xì)胞活性不匹配從而導(dǎo)致疾病的發(fā)生。

3 小結(jié)

隨著對Treg研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其數(shù)目、功能等的異常與骨質(zhì)疏松癥、T1DM、AITD等內(nèi)分泌疾病的發(fā)病有關(guān)。在動物模型輸注Treg能延緩甚至阻斷T1DM的發(fā)生[26，31]，體外注射Treg治療骨量減少的療效已經(jīng)得到證實[18，24]。然而，其具體機制尚未明確，仍需要進一步研究，這為一些內(nèi)分泌疾病的治療提供了新思路和新方向。相信隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類必能尋找到更為有效的治療內(nèi)分泌疾病的方法。

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