FOXP3在腎移植中的研究進(jìn)展

【中圖分類號(hào)】R249 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1002-3763（2014）07-0040-01

腎移植較透析更能提高終末期腎病患者的生活質(zhì)量。但移植術(shù)后免疫反應(yīng)會(huì)損傷移植腎功能甚至致使移植腎失功。新型免疫抑制劑的使用，大幅度降低了排斥反應(yīng)的幾率，但也帶來(lái)感染、腫瘤、腎功能損傷等副作用并使急性排斥反應(yīng)的表現(xiàn)不典型，不能及早發(fā)現(xiàn)治療。Foxp3是近期發(fā)現(xiàn)的具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子并且在抑制免疫以及移植耐受方面扮演重要角色。本文主要對(duì)于Foxp3在腎移植中的研究進(jìn)展加以綜述。

1 FOXP3的結(jié)構(gòu)與免疫抑制功能

Foxp3是叉狀頭（Fox）蛋白轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員，是2001年Brunkow等人在Scurfy（Foxp3基因發(fā)生突變）小鼠身上發(fā)現(xiàn)的。人的Foxp3主要表達(dá)于胸腺，脾臟和淋巴結(jié)等器官或組織。人的Foxp3基因位于位于染色體Xp11.23，包含11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子，編碼DNA全長(zhǎng)1896bp^[1]，編碼48kD蛋白，由431個(gè)氨基酸組成。Foxp3蛋白由叉狀頭螺旋結(jié)構(gòu)、C2H2鋅指結(jié)構(gòu)和亮氨酸拉鏈三個(gè)主要的功能結(jié)構(gòu)區(qū)域組成^[2] 。Foxp3的FKH區(qū)域（即DNA結(jié)合區(qū)氨基酸序列，此結(jié)構(gòu)非常保守）位于C末端，表明Foxp3可能缺乏真正的激活區(qū)域，故僅有轉(zhuǎn)錄抑制功能。研究發(fā)現(xiàn)Foxp3蛋白開頭的150個(gè)氨基酸缺失會(huì)使IL2表達(dá)受抑制，如果此范圍擴(kuò)大，包含了鋅指結(jié)構(gòu)，F(xiàn)oxp3會(huì)喪失抑制T細(xì)胞因子表達(dá)的能力^[3]，因此靠近N端的200個(gè)氨基酸對(duì)抑制功能很重要。T細(xì)胞因子的調(diào)控主要受轉(zhuǎn)錄因子的影響，它的轉(zhuǎn)錄因子主要包括NFAT 、NF-κB 和 AP1。研究發(fā)現(xiàn)scurfy小鼠的T細(xì)胞，其內(nèi)源性NF-κB和NFAT的轉(zhuǎn)錄活性較野生型小鼠高，而轉(zhuǎn)染Foxp3后，可以降低NF-κB 和NFAT轉(zhuǎn)錄活性。因此，F(xiàn)oxp3的免疫抑制功能可能是通過(guò)調(diào)控NFAT和NF-κB來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Foxp3的FKH區(qū)域與AP1上的NFAT結(jié)合區(qū)域重疊，可以和NFAT結(jié)合，競(jìng)爭(zhēng)性抑制NFAT/AP1復(fù)合物的形成，從而阻斷NFAT的活化。同時(shí)，F(xiàn)oxp3阻斷依賴NF-κB轉(zhuǎn)錄活化的A20基因表達(dá)。在靜息的細(xì)胞中，NF-κB 與其抑制單位IκB形成復(fù)合體，以無(wú)活性形式存在于胞漿中。當(dāng)細(xì)胞受細(xì)胞外信號(hào)刺激后，IκB激酶復(fù)合體活化將IκB磷酸化，使NF-κB暴露核定位位點(diǎn)。游離的NF-κB迅速移位到細(xì)胞核，與特異性κB 序列結(jié)合，誘導(dǎo)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。Foxp3直接控制IκBβ和IκBε的表達(dá)，間接抑制NF-κB活性[3] [4] [5]。所以，F(xiàn)oxp3并非直接與IL-2，IL-4和INF-γ啟動(dòng)子相互作用，而是通過(guò)阻斷多種細(xì)胞因子表達(dá)所必須的轉(zhuǎn)錄活化因子NFAT、NF-κB的活化，達(dá)到抑制相應(yīng)細(xì)胞因子表達(dá)的作用。因此，F(xiàn)oxp3具有下調(diào)自然T輔助細(xì)胞產(chǎn)生IL-2，IL-4和INF-γ的能力，達(dá)到抑制免疫和炎癥反應(yīng)的作用。

2 腎移植中的FOXP3與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞

腎移植術(shù)后排斥反應(yīng)是影響移植術(shù)后移植物功能及是長(zhǎng)期存活的關(guān)鍵因素，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前尚未完全明晰，目前發(fā)現(xiàn)主要有抗體介導(dǎo)和T細(xì)胞介導(dǎo)兩類途徑。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）是天然產(chǎn)生的減輕移植術(shù)后排斥反應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞，它在維持機(jī)體免疫耐受狀態(tài)，防止自身免疫病的發(fā)生，抗移植物排斥以及腫瘤免疫中的重要作用^[6]。Foxp3在腎移植中的免疫調(diào)節(jié)作用同樣可以通過(guò)影響Tregs來(lái)實(shí)現(xiàn)。最初Roli K等發(fā)現(xiàn)Foxp3基因的編碼蛋白質(zhì)scurfin高表達(dá)的小鼠免疫系統(tǒng)處于抑制狀態(tài)，T細(xì)胞數(shù)量明顯減少，低于正常水平，并且這些T細(xì)胞的增殖能力和溶細(xì)胞能力均較低，說(shuō)明Foxp3影響了小鼠外周免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能狀態(tài)^[6]。2003年，Hori S等人幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)[7] [8]，F(xiàn)oxp3可能是Tregs的特征性標(biāo)志，對(duì)這些細(xì)胞的發(fā)育和調(diào)節(jié)免疫功能有關(guān)鍵作用。Khattri R等發(fā)現(xiàn)scurfin同時(shí)參與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的中樞性和外周性生成過(guò)程，并影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能的發(fā)揮^[9]。Foxp3可以誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞向CD4+CD25+Tregs轉(zhuǎn)化。Foxp3+Tregs細(xì)胞可以清除同種異體反應(yīng)性T細(xì)胞，上調(diào)與Tregs免疫調(diào)節(jié)功能相關(guān)的一些分子（如CTLA-4、CD103等）的表達(dá)。這是一種外周免疫調(diào)節(jié)機(jī)制。Chang^[10]等發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3突變可能抑制胸腺細(xì)胞增殖，胸腺生成素減少，導(dǎo)致胸腺萎縮。上述說(shuō)明Foxp3可以通過(guò)外周及內(nèi)源途徑參與Tregs免疫調(diào)節(jié)。微陣列分析發(fā)現(xiàn)腎移植術(shù)后免疫耐受者中存在一組特定的49個(gè)基因，它們?cè)谄渌浦残g(shù)后患者中不表達(dá)，這包括Foxp3，TGF-β等Tregs活化及發(fā)揮功能的重要細(xì)胞因子的基因，術(shù)前的檢測(cè)這些基因可能能更好的判斷術(shù)后免疫耐受情況及預(yù)防排斥反應(yīng)出現(xiàn)^[11]。因此人們希望通過(guò)探測(cè)移植物中Tregs的表達(dá)或Foxp3在血液、體液或組織中的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物來(lái)反應(yīng)腎移植免疫耐受及預(yù)后。確實(shí)有研究表明Tregs和/或Foxp3分析在腎移植排斥反應(yīng)的免疫診斷或移植腎預(yù)后的預(yù)測(cè)上有重要作用^[12] 。但仍有研究質(zhì)疑它們?cè)谏鲜龇矫娴淖饔?sup>[13]。因此我們需要更為深入及詳盡的探索。一項(xiàng)以36名腎移植患者為樣本的前瞻性調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)排斥的患者尿纖維細(xì)胞中Foxp3轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物明顯升高。但Foxp3轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物高水平的患者排斥過(guò)程中腎功能較低水平的患者稍好，激素治療的效果相對(duì)較好，其移植腎失功的幾率變小^[14]。這提示Foxp3轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的分析可能用于判斷腎移植排斥反應(yīng)患者的預(yù)后。

3 FOXP3的基因多態(tài)性與腎移植

基因多態(tài)性是指在一個(gè)生物群體中，同時(shí)和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異型或基因型或等位基因。它可分為三大類：DNA片段長(zhǎng)度多態(tài)性、DNA重復(fù)序列多態(tài)性、單核苷酸多態(tài)性。Foxp3基因多態(tài)性目前被發(fā)現(xiàn)可能存在于啟動(dòng)子，內(nèi)含子及外顯子中。Foxp3基因突變與多種自身免疫性疾病，器官移植、腫瘤等密切相關(guān)。新的研究表明，F(xiàn)oxp3啟動(dòng)子區(qū)的短（GT）n二核苷酸重復(fù)序列（≤（GT）15； S）相對(duì)于長(zhǎng)（GT）n二核苷酸重復(fù)序列 （≥（GT）16； L）.更能增強(qiáng)啟動(dòng)子活性。Engela AU^[15]等選取了599個(gè)首次腎移植患者進(jìn)行回顧性調(diào)查，這些患者根據(jù)分為短（GT）n組和長(zhǎng)（GT）n組。短（GT）n組在一般移植腎存活以及急性排斥后移植腎存活均優(yōu)于長(zhǎng)（GT）n組。多因素分析后確定Foxp3的（GT）n二核苷酸重復(fù)序列多態(tài)性為影響腎移植預(yù)后的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。Qiu^[16]等通過(guò)對(duì)65例腎移植排斥發(fā)生患者及101例無(wú)排斥患者Foxp3基因上rs3761547， rs3761548及rs2232365位點(diǎn)的多態(tài)性發(fā)現(xiàn)，rs3761548位點(diǎn)上的AA表型的發(fā)生排斥反應(yīng)幾率高于CC表型。考慮Foxp3的rs3761548位點(diǎn)的基因多態(tài)性與腎移植急性排斥有關(guān)。目前，關(guān)于Foxp3基因多態(tài)性的研究主要集中在自身免疫性疾病，而在腎移植免疫耐受、排斥及術(shù)后感染等相關(guān)領(lǐng)域的研究仍然較少?；虻亩鄳B(tài)性是復(fù)雜多樣的，而疾病的發(fā)生與發(fā)展涉及不同的環(huán)節(jié)及通路，可能是多個(gè)基因綜合改變的結(jié)果，同時(shí)環(huán)境因素也至關(guān)重要。因此單個(gè)因子的研究比較困難。

4 展望

目前研究表明Foxp3對(duì)Treg的發(fā)生、發(fā)育以及生物學(xué)功能的發(fā)揮具有重要的作用。同時(shí)，F(xiàn)oxp3與眾多炎癥及免疫細(xì)胞因子，如CTLA-4、GITR、IL-10和TGF-β等的功能相關(guān)。因此，在移植中，轉(zhuǎn)染Foxp3的基因可能作為治療和預(yù)防移植物排斥、增強(qiáng)免疫耐受的新方法。同時(shí)，F(xiàn)oxp3轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的檢測(cè)能否作為移植腎功能長(zhǎng)期存活及排斥治療預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)？是否能通過(guò)Foxp3的基因多態(tài)性評(píng)估腎移植術(shù)后發(fā)生排斥、感染或糖尿病等相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)，甚至作為減少免疫抑制劑的依據(jù)？這些都尚待我們的進(jìn)一步研究。

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