1,25-二羥維生素D3的免疫調(diào)節(jié)機制及其在肝移植中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

方振宇，楊濤（天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心，天津300192）

自1923年被發(fā)現(xiàn)以來，維生素D在機體鈣磷代謝中作用已為人們所熟知，1,25-二羥維生素D3是其活性形式。但是近年的研究表明，作為一種脂溶性類固醇激素，其在免疫功能調(diào)節(jié)中同樣發(fā)揮重要作用。亦有學(xué)者嘗試將其作為一種免疫調(diào)節(jié)劑應(yīng)用到肝移植領(lǐng)域。本文擬對其免疫調(diào)節(jié)機制及其在肝移植中的應(yīng)用做一綜述。

1 1,25-二羥維生素D3的合成

維生素D是一種脂溶性維生素，屬于類固醇化合物。維生素D的來源有兩條途徑，一是從食物中直接攝取，二是由皮膚中的7-脫氫膽固醇經(jīng)中波紫外線（UVB，波長290～320 nm）照射異構(gòu)而成。維生素D原形沒有生物活性。維生素D被血漿中的維生素D結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)運至肝臟，經(jīng)肝細胞線粒體內(nèi)的25-羥化酶羥化形成25-（OH）D3，其可以與α球蛋白結(jié)合，是維生素D在血液循環(huán)中的主要形式。25-（OH）D3被轉(zhuǎn)運到腎臟后，被近端腎小管上皮細胞線粒體25-（OH）D3-1α-羥化酶羥化，形成1,25-二羥維生素 D3［1,25-（OH）2D3］，具有生物活性。腎臟外其他部位的組織細胞內(nèi)也具有25-（OH）D3-1α-羥化酶，可以合成少量l,25-（OH）2D3。1,25-（OH）2D3又稱作活性維生素 D，是體內(nèi)最重要的維生素D活性代謝產(chǎn)物。

2 1,25-二羥維生素D3的免疫調(diào)劑機制

2.1 維生素D受體（vitamin D receptor，VDR）

2.1.1 核維生素D受體（nuclear vitamin D receptor，nVDR）

nVDR是l,25-二羥維生素D3發(fā)揮生物效應(yīng)的主要途徑［1］。nVDR屬于核受體超家族（nuclear receptor superfamily）成員。核受體超家族是由類固醇激素核受體、甲狀腺激素核受體和維甲酸核受體（retinoid X receptor，RXR）組成。人類nVDR為427個氨基酸組成的多肽，分3個功能域：N端為可變域；中間25～112氨基酸殘基為DNA結(jié)合域（DBD），此域可與靶基因結(jié)合，其中包括兩個結(jié)合DNA所必需的鋅指結(jié)構(gòu)；C端為激素結(jié)合域（LBD）。1,25-（OH）2D3與nVDR結(jié)合會導(dǎo)致后者構(gòu)象發(fā)生改變，促使nVDR與RXR形成異源二聚體。1,25-二羥維生素D3-nVDR-RXR復(fù)合物形成后，能特異性地以5'-RXR-nVDR-3'的極性與DNA上的特定基因結(jié)合，這種特定的基因序列被稱為維生素D反應(yīng)元件（vitamin D response element，VDRE）。VDRE序列位于基因的啟動子區(qū)，主要反應(yīng)成分是兩個“GCGTGA”序列，中間被3個核苷酸間隔。與VDRE結(jié)合后，VDR與RXR的激活功能2區(qū)（activation function-2 domain，AF-2）可結(jié)合共激活因子（如P160、SUGI等）或共抑制因子（如NcoR等），作用于RNA聚合酶Ⅱ復(fù)合物，從而增強或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄。nVDR除了存在于經(jīng)典的小腸上皮細胞、甲狀腺細胞、骨細胞、腎細胞之外，還存在于T淋巴細胞、B淋巴細胞、抗原遞呈細胞等，提示1,25-二羥維生素D3除調(diào)節(jié)鈣磷代謝之外，還存在著免疫調(diào)節(jié)方面的作用。

2.1.2 膜維生素D受體 （membrane vitamin D receptor，mVDR）

1,25-二羥維生素D3除通過nVDR產(chǎn)生基因效應(yīng)外，還可與mVDR結(jié)合產(chǎn)生快速的非基因效應(yīng)，該效應(yīng)產(chǎn)生作用僅需數(shù)秒或數(shù)分鐘，而基因效應(yīng)發(fā)揮作用通常需要數(shù)小時到數(shù)天。該非基因效應(yīng)在1984年第1次被Norman等發(fā)現(xiàn)［2］。近年來，Marcinkowska的研究證實l,25-（OH）2D3通過作用于Ca2+通道、蛋白激酶C等發(fā)揮非基因組機制［3］。

2.2 1,25-二羥維生素D3對免疫系統(tǒng)的作用

2.2.1 T淋巴細胞

激活的T細胞有VDR的表達，CD4+T細胞是l,25-二羥維生素D作用的直接靶點。CD4+T細胞3分為兩個子集：Th1和Th2。Th1細胞主要分泌白細胞介素-2（IL-2）、干擾素-γ（IFN-γ）、核轉(zhuǎn)錄因子-α（TNF-α），介導(dǎo)細胞免疫，誘導(dǎo)免疫排斥；Th2細胞主要分泌IL-6、IL-4、IL-5、IL-10，介導(dǎo)體液免疫，誘導(dǎo)免疫耐受。Th1和Th2互為抑制細胞。1,25-二羥維生素D3通過阻止IL-2轉(zhuǎn)錄因子活化T細胞核因子（NF-AT）復(fù)合體的形成，抑制IL-2的分泌；同時l,25-（OH）2D3-VDR復(fù)合體能與IFN-γ啟動子區(qū)的VDRE結(jié)合，直接抑制IFN-γ的表達［4］。另外實驗證實1,25-二羥維生素D3能夠促進CD4+T分化時偏向Th2細胞，從而調(diào)控Th1/Th2的平衡［5］。

2.2.2 抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell，APC）

APC是具有攝取和加工抗原的能力，表達主要組織相容性復(fù)合體（MHC）Ⅱ類分子和共刺激信號分子（如CD40、CD80、CD86），向T淋巴細胞遞呈抗原的一類細胞。APC主要包括單核巨噬細胞和樹突狀細胞（dendritic cells，DC）。體外實驗證明，1,25-（OH）2D3能抑制DC的成熟，使其低表達CD80、CD86、CD40等共刺激分子和MHC-Ⅱ類分子，高表達編程性死亡因子配體1（programmed death ligand，PDL-1），上調(diào)膜結(jié)合型腫瘤壞死因子（membrane-bound form of TNF，mTNF），未成熟DC因缺乏免疫應(yīng)答所必需的表面分子，導(dǎo)致抗原特異性T細胞無反應(yīng)［6-8］。l,25-二羥維生素D3還能誘導(dǎo)一種免疫漂移，使DC表達CD86下調(diào)，Th1型細胞應(yīng)答反應(yīng)降低；使DC表達CD11b上調(diào)，Th2型細胞應(yīng)答反應(yīng)升高，從而誘導(dǎo)免疫耐受［9］。事實上。l,25-二羥維生素D3能夠影響DC生命周期中所有的主要階段，包括阻礙單核細胞分化成DC；阻止幼稚DC向成熟DC分化，減少DC分泌IL-12和增加IL-10的產(chǎn)生，從而誘導(dǎo)出具有致耐受性表型和功能的未成熟DC［10］。

2.2.3 B淋巴細胞

靜止的B細胞表達少量VDR。1,25-（OH）2D3通過上調(diào)細胞周期負調(diào)控因子p27基因的表達，下調(diào)細胞周期正調(diào)控因子細胞周期蛋白依賴的蛋白激酶 4（cyclin denpendent kinase，CDK4）、CDK6 以及細胞周期蛋白D（cyclin D）的基因表達，抑制細胞循環(huán)周期中的DNA合成前期（G1期）過渡到DNA合成期（s期），有效抑制活化的B細胞增殖，促進B細胞編程性死亡。另外，1,25-（OH）2D3，可抑制B細胞分化為漿細胞所需的轉(zhuǎn)錄因子X盒結(jié)合蛋白-1（XBP1）和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核信號分子1（endoplasmic reticulum to nuclear signalling 1，ERN1）的表達，從而抑制活化B細胞向漿細胞及記憶性B細胞的分化以及免疫球蛋白的產(chǎn)生［11］。

3 1,25二羥維生素D3在肝移植中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

1,25-二羥維生素D3作為一種免疫調(diào)節(jié)劑被應(yīng)用到肝移植領(lǐng)域也得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。Redaelli等［12］利用小鼠肝移植模型證明1,25-二羥維生素D3可以明顯降低排斥反應(yīng)發(fā)生率并提高生存率。章愛斌等［13］同樣在小鼠肝移植模型中證實了上述結(jié)論。Zhang A等［14］的研究認為1,25-二羥維生素D3可以誘導(dǎo)鋅指蛋白A20、IκB，抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）從而阻斷炎癥反應(yīng)，降低排斥反應(yīng)發(fā)生率。章愛斌等［15］隨后的研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)體外1,25-二羥維生素D3與環(huán)孢素均有強烈的協(xié)同效應(yīng)。Bitetto等［16］報道了1,25-二羥維生素D3可以降低人肝移植排斥反應(yīng)發(fā)生率，誘導(dǎo)免疫耐受。Azarpira等［17］的研究則側(cè)重于VDR的多態(tài)性，他的研究結(jié)果認為VDR的多態(tài)性顯著影響1,25-二羥維生素D3的免疫調(diào)節(jié)效果。Falleti等［18］的研究與其具有相似的結(jié)果。Xing等［19］在最近的前瞻性對照研究中證實了1,25-二羥維生素D3可以通過增加Treg減少排斥反應(yīng)的發(fā)生。Sheikh-Ali等［20］的研究沒能發(fā)現(xiàn)1,25-二羥維生素D3低水平與排斥反應(yīng)之間的統(tǒng)計學(xué)聯(lián)系，但是其研究結(jié)果中低于30 μg/L的受者排斥反應(yīng)發(fā)生率明顯偏高?？傊?，越來越多的研究證實1,25二羥維生素D3傾向于誘導(dǎo)肝移植術(shù)后免疫耐受，降低排斥反應(yīng)發(fā)生率，要證明上述結(jié)果還需要更多移植中心通過更大樣本的病例開展前瞻性對照研究來證實。