白細(xì)胞介素22在肝炎發(fā)病機(jī)制中的作用研究進(jìn)展

周宏華(綜述)，向曉星(審校)

(揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院 蘇北人民醫(yī)院消化內(nèi)科，江蘇 揚(yáng)州 225009)

CD4+T細(xì)胞具有抗原識別特異性，是主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ類分子限制性T細(xì)胞。隨著國內(nèi)外對其研究的不斷深入，迄今已發(fā)現(xiàn)數(shù)個亞群：輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th)1、Th2、Th9、Th17等。正常情況下，它們之間互相調(diào)控，使機(jī)體處于平衡狀態(tài)。Th22以高水平分泌白細(xì)胞介素22(interluekin 22，IL-22)為特點(diǎn)。當(dāng)然，IL-22不僅可以由Th22分泌，而且也可以由Th17、自然殺傷細(xì)胞等產(chǎn)生，并且以肝臟、皮膚等組織細(xì)胞為主要靶細(xì)胞。IL-22不僅在抗感染免疫等過程中發(fā)揮作用，更在肝炎的發(fā)病機(jī)制中承擔(dān)著重要的免疫病理作用。該文將闡述Th22及其細(xì)胞因子IL-22的生物學(xué)特點(diǎn)，重點(diǎn)概述IL-22與肝臟疾病關(guān)系的研究現(xiàn)狀。

1 Th22的研究概況

Duhen等[1]和Trifari等[2]于2009年獨(dú)立報道了一群高分泌IL-22的人CD4+T細(xì)胞亞群，此細(xì)胞亞群不表達(dá)維甲酸相關(guān)孤核受體γt或人類轉(zhuǎn)錄因子，也不分泌其他T細(xì)胞亞群的特征性細(xì)胞因子，如IL-17、IL-4或γ干擾素，但表達(dá)趨化因子受體4(CC chemokine receptor 4，CCR4)、CCR6及CCR10，且發(fā)現(xiàn)它的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子為芳香烴受體，分泌IL-22、腫瘤壞死因子α、IL-26、IL-23等細(xì)胞因子，但通過細(xì)胞因子IL-22實現(xiàn)其主要的功能作用。Eyerich等[3]在健康成人血液的記憶性T細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)一群表型分子為CCR4、CCR6、CCR10，且能夠分泌IL-22的細(xì)胞，將其命名為“Th22”，且通過實驗確定Th22是一個終末分化及獨(dú)立穩(wěn)定的T細(xì)胞譜系。

Th22除了分泌IL-22這個效應(yīng)因子外，還分泌一些生長因子和趨化因子。例如，其分泌的成纖維細(xì)胞生長因子，如成纖維細(xì)胞生長因子1、成纖維細(xì)胞生長因子5、成纖維細(xì)胞生長因子10對細(xì)胞擴(kuò)增、血管修復(fù)及創(chuàng)口愈合等起促進(jìn)作用。另外，其分泌趨化因子配體7、趨化因子配體15和趨化因子配體23等多種趨化因子，使內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移，加快血管的形成[4]。值得注意的是，Th22通過對角質(zhì)形成細(xì)胞作用，使其分泌T細(xì)胞趨化因子9、T細(xì)胞趨化因子10和T細(xì)胞趨化因子11來招募T細(xì)胞發(fā)揮促炎作用；同時，Th22培養(yǎng)上清還可誘導(dǎo)補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑和旁路途徑中的因子活化，啟動補(bǔ)體的應(yīng)答通路。這些研究結(jié)果說明，Th22可能具有促進(jìn)機(jī)體固有免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的作用[3]。

2 IL-22的研究概況

2000年，IL-22由Dumoutier等[5]首次發(fā)現(xiàn)，IL-22為IL-10細(xì)胞因子家族成員之一，是Th22、Th17等活化后的重要效應(yīng)分子，由179個氨基酸構(gòu)成，其氨基酸與IL-10有22%的同源性。IL-22分子的179個氨基酸中前33個氨基酸被認(rèn)為起信號肽作用；IL-22 N末端氨基酸分析結(jié)果表明，成熟IL-22蛋白序列起始于第34個氨基酸，所以成熟IL-22蛋白分子是由145個氨基酸組成。IL-22似乎并不影響T細(xì)胞或肥大細(xì)胞的增殖，然而它可激活系膜細(xì)胞中JAK-STAT3信號通路，誘導(dǎo)組織細(xì)胞的多種基因表達(dá)上調(diào)，這些基因涉及組織重塑、血管生成、趨化細(xì)胞因子生成、纖維化形成等。

IL-22為一個螺旋形的二級結(jié)構(gòu)，IL-22受體(IL-22R)屬于Ⅱ型細(xì)胞因子受體家族，由跨膜的IL-22R1和IL-10R2復(fù)合體構(gòu)成[6]。IL-22的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)需要通過IL-10R2和IL-22R1組成的異二聚體才能進(jìn)行，當(dāng)該受體活化時，可激活下游的JAK-STAT信號通路[4]。此外，IL-22還可誘導(dǎo)p38、JNK等通路的活化。IL-22結(jié)合的特異性依賴于IL-22R1，IL-22R1一般表達(dá)于非免疫組織(如皮膚、肝、結(jié)腸、腎、胰腺)中，免疫細(xì)胞表面則缺少表達(dá)。然而，IL-10R2主要介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，廣泛地表達(dá)于各類免疫細(xì)胞(T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞)，但在骨髓、外周血單個核細(xì)胞、胸腺或脾臟都未檢測到IL-22R，靜息或激活的淋巴細(xì)胞也不表達(dá)IL-22R[6]。IL-10R2與IL-22的親和力顯著地高于IL-22R1與IL-22的親和力，可以中和IL-22在體內(nèi)的作用[7]。綜上可知，IL-22雖然由免疫細(xì)胞產(chǎn)生，但對它們并不起作用，而是能夠調(diào)節(jié)一些特定組織細(xì)胞，特別是上皮細(xì)胞的功能。

IL-22的分泌受多種因素的調(diào)控，IL-6、IL-9、IL-23以及IL-1β均可刺激T細(xì)胞產(chǎn)生IL-22，芳香烴受體的激動劑β-萘黃酮和6-甲酰吲哚咔唑也可以促進(jìn)IL-22的產(chǎn)生；然而轉(zhuǎn)化生長因子β卻有顯著地抑制IL-22分泌的作用[2]。諸多研究已表明，IL-22在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、克羅恩病、銀屑病等疾病中表達(dá)水平增高，在結(jié)節(jié)病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等疾病中表達(dá)水平降低[8]。因此，IL-22可能在多種炎癥性疾病或自身免疫性疾病中扮演保護(hù)性或致病性的雙重角色。例如，IL-22 mRNA在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的滑膜組織及滑液的單核細(xì)胞中表達(dá)水平顯著地上調(diào)，同時IL-22R1 mRNA在滑膜中也顯著地上調(diào)[9]；銀屑病患者血液中的IL-22水平顯著地高于正常人，皮損區(qū)的IL-22 mRNA表達(dá)水平也顯著地升高[10]。

3 IL-22在肝炎發(fā)病機(jī)制中的作用研究

IL-22的受體復(fù)合物僅表達(dá)于一些特殊組織，例如肝、皮膚、胃腸道和肺，近年來它們已經(jīng)成為研究者們研究的重要對象。肝臟作為人體免疫系統(tǒng)中一個重要的免疫器官，有著特殊的解剖結(jié)構(gòu)(肝動脈及門靜脈的雙重血供)和免疫相關(guān)性細(xì)胞，并且為細(xì)胞因子、補(bǔ)體、急性反應(yīng)蛋白提供作用場所。因此，肝臟在免疫應(yīng)答、免疫調(diào)節(jié)及免疫耐受中發(fā)揮重要作用。隨著對CD4+T細(xì)胞研究的深入，Th22分泌產(chǎn)生的IL-22對肝炎時肝細(xì)胞的多重作用也逐漸被大家所認(rèn)識。

3.1IL-22與急性肝損害 Zenewicz等[11]研究證實了在刀豆蛋白A(concanavalin A，ConA)急性肝炎中IL-22水平顯著增加，并對肝細(xì)胞具有保護(hù)作用，具有組織修復(fù)的潛力，但其具體機(jī)制尚不明確。在ConA小鼠肝炎模型中，IL-22 mRNA以及IL-22顯著地表達(dá)，IL-22中和抗體可以減少STAT3信號的活化并且加重肝損傷，但是當(dāng)給予重組IL-22后可以減輕肝損傷[12]。同時發(fā)現(xiàn)，IL-22缺乏的小鼠極易誘導(dǎo)產(chǎn)生ConA急性肝炎，當(dāng)向模型小鼠體內(nèi)注入分泌表達(dá)IL-22的Th17后導(dǎo)致谷丙轉(zhuǎn)氨酶及谷草轉(zhuǎn)氨酶水平下降，可見IL-22具有阻止肝損害進(jìn)一步發(fā)生和發(fā)展的作用。Park等[13]最近也證實了肝內(nèi)特異性表達(dá)IL-22的轉(zhuǎn)基因小鼠對其誘導(dǎo)的ConA肝炎具有抵抗力，且IL-22的高表達(dá)加速了肝部分切除后肝細(xì)胞的再生。綜上可知，IL-22是肝細(xì)胞的一個存活因子，對ConA等毒性物質(zhì)誘導(dǎo)的肝損傷具有預(yù)防作用。

Xing等[14]研究發(fā)現(xiàn)，IL-22對D-半乳糖胺及脂多糖誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷模型有保護(hù)作用。根據(jù)其降低血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素以及改善肝臟組織學(xué)的跡象，可知重組人類IL-22可有效地阻止小鼠嚴(yán)重的肝損害，顯著地降低小鼠肝衰竭病死率。此外，IL-22治療還降低了肝臟丙二醛的水平,升高了還原型谷胱甘肽水平。IL-22的保護(hù)作用主要是由于抗氧化、抗炎以及抑制肝細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能與上調(diào)表達(dá)紅素氧合酶1、氧化還原因子1以及顯著增強(qiáng)STAT3的激活有關(guān)。另外，由于IL-22明確影響組織細(xì)胞反應(yīng)，而不直接作用于免疫應(yīng)答，IL-22可能是理想的治療肝損傷的工具。

Dumoutier等[15]發(fā)現(xiàn)在人類肝臟癌細(xì)胞株中，IL-22能夠誘導(dǎo)急性期蛋白質(zhì)，如血清淀粉樣蛋白A、α1-抗凝乳蛋白酶和結(jié)合珠蛋白mRNA的表達(dá)。而且，通過檢測發(fā)現(xiàn)在注射IL-22的小鼠肝臟中血清淀粉樣蛋白A的mRNA表達(dá)顯著地增加。這提示IL-22參與了體內(nèi)炎性反應(yīng)。Brand等[16]通過IL-22刺激肝細(xì)胞，研究肝細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)變化時發(fā)現(xiàn)，IL-22在體外試驗中促進(jìn)了肝細(xì)胞分泌IL-6及腫瘤壞死因子α，而IL-6和腫瘤壞死因子α是肝部分切除后啟動、促進(jìn)肝細(xì)胞再生最為主要的細(xì)胞因子之一，由此可見IL-22間接促進(jìn)肝細(xì)胞的修復(fù)再生。Ren等[17]研究得出，雖然在70%肝切除術(shù)注入外源性的IL-22并不會增加肝細(xì)胞的增殖能力，但是在之前若加入IL-22的抗體會顯著地降低肝細(xì)胞的增殖，說明IL-22可能通過增加肝細(xì)胞的增殖來促進(jìn)肝細(xì)胞的再生。

3.2IL-22與酒精性肝炎 Ki等[18]制作了酒精喂養(yǎng)小鼠導(dǎo)致脂肪肝和肝損傷的模型，當(dāng)注射含IL-22基因的腺病毒后，發(fā)現(xiàn)其能阻止酒精誘導(dǎo)的肝細(xì)胞脂肪變性，減輕酒精性肝炎癥狀，而去除STAT3能使IL-22喪失對酒精性肝損傷的保護(hù)作用。此外，Xing等[14]聯(lián)合應(yīng)用酒精、高脂飼料以及碳酰鐵誘導(dǎo)大鼠酒精性肝炎模型，結(jié)果顯示，IL-22治療可顯著地降低血清轉(zhuǎn)氨酶、總膽固醇以及三酰甘油水平，在一定程度上改善組織病理學(xué)變化，顯示出IL-22對肝臟的保護(hù)作用，其可能機(jī)制是IL-22通過下調(diào)脂質(zhì)合成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，抑制三酰甘油合成酶以及膽固醇代謝酶的表達(dá)，從而降低酒精誘導(dǎo)的血脂升高。Yang等[19]的實驗結(jié)果也證實了此觀點(diǎn)。另一方面，IL-22可能通過誘導(dǎo)肝細(xì)胞抗凋亡蛋白以及抗氧化因子的表達(dá)促進(jìn)肝細(xì)胞的存活[20]。綜上可知，IL-22在酒精性肝炎中能上調(diào)抗氧化劑、抗凋亡基因及抗菌基因的表達(dá)，下調(diào)脂質(zhì)合成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，且可激活肝內(nèi)STAT3信號通路，減輕酒精性肝臟損傷和肝內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)，提示IL-22可以作為治療酒精性肝炎的潛在藥物。

3.3IL-22與乙型病毒性肝炎 Zhang等[21]通過檢驗IL-22在乙型肝炎病毒(HBV)轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)對肝炎疾病的調(diào)節(jié)作用研究，發(fā)現(xiàn)在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠注射單位劑量IL-22可以增加肝臟炎癥基因表達(dá),其并沒有直接抑制病毒復(fù)制。當(dāng)把HBV免疫小鼠的脾細(xì)胞注射到HBV轉(zhuǎn)基因小鼠中，同時注射IL-22中和抗體，隨后肝損傷的嚴(yán)重程度顯著地減輕。但當(dāng)HBV免疫小鼠的脾細(xì)胞與IL-22同時注射時可使肝臟淀粉樣蛋白A、α抗糜蛋白酶和血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶升高，提示肝臟炎癥加劇。

IL-22到底是發(fā)揮抗炎效應(yīng)還是促炎效應(yīng)？Zhang等[21]進(jìn)一步研究推測認(rèn)為，在HBV感染時，IL-22通過促進(jìn)肝臟細(xì)胞的增殖和抑制肝臟細(xì)胞凋亡來抑制肝炎和保護(hù)肝細(xì)胞，但同時又通過招募非抗原特異性炎癥細(xì)胞來促進(jìn)炎癥發(fā)生和進(jìn)展，但后者強(qiáng)于前者，最終表現(xiàn)為促炎作用。

4 小 結(jié)

Th22為新型的輔助性T細(xì)胞亞群，其分泌的細(xì)胞因子IL-22是近年來基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。目前對于它在肝臟疾病中發(fā)揮的功能作用研究尚處起步階段。但諸多實驗可以肯定的是在急性肝炎疾病(如ConA性肝炎)，炎性刺激導(dǎo)致IL-22的大量產(chǎn)生，升高的IL-22能促進(jìn)肝細(xì)胞增殖和提高肝細(xì)胞的存活率，在短期內(nèi)起著抗炎和保護(hù)肝細(xì)胞的作用。另外，IL-22可顯著地改善酒精性肝炎血清學(xué)及病理學(xué)變化。而IL-22在乙型肝炎病毒感染的小鼠模型中促進(jìn)肝臟炎癥發(fā)生及發(fā)展。因此，深入研究IL-22細(xì)胞的分化、生理和病理功能、調(diào)控機(jī)制以及與肝炎時肝細(xì)胞之間的相互作用關(guān)系是很有必要的，為多角度認(rèn)識及預(yù)防治療肝炎提供新思路。

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