維甲酸相關(guān)孤兒受體在免疫系統(tǒng)的研究進(jìn)展

時(shí)靜祥(綜述)，杜　智(審校)

(天津醫(yī)科大學(xué)附屬天津市第三中心醫(yī)院肝膽外科 天津市人工細(xì)胞重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300070)

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維甲酸相關(guān)孤兒受體在免疫系統(tǒng)的研究進(jìn)展

時(shí)靜祥△(綜述)，杜智※(審校)

(天津醫(yī)科大學(xué)附屬天津市第三中心醫(yī)院肝膽外科 天津市人工細(xì)胞重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300070)

摘要：維甲酸相關(guān)孤兒受體屬于類固醇激素受體超家族；在機(jī)體免疫系統(tǒng)的分化成熟中至關(guān)重要，其在次級淋巴組織發(fā)育、T淋巴細(xì)胞分化成熟及T細(xì)胞的譜系分化過程中均起重要作用。近年來，人們通過深入研究進(jìn)一步闡明了該受體為配體依賴的轉(zhuǎn)錄因子；并揭示了其在一些疾病過程中的作用，包括自身免疫病及腫瘤。該文對其相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：維甲酸相關(guān)孤兒受體；類固醇激素受體；免疫

20世紀(jì)80年代，隨著類固醇激素受體克隆的出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)了其內(nèi)若干種孤兒受體，其中包括維甲酸相關(guān)孤兒受體(retinoid-related orphan receptors，RORs)亞家族，包括RORα、RORβ及RORγ。RORs相關(guān)基因已經(jīng)從許多哺乳動(dòng)物中克隆出來[1]。其在機(jī)體發(fā)育、生理節(jié)律、細(xì)胞代謝等生理過程中發(fā)揮著非常重要的作用[2-3]?，F(xiàn)主要介紹RORs在免疫系統(tǒng)及相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展。

1RORs的結(jié)構(gòu)

1.1RORs基因結(jié)構(gòu)RORα定位于人染色體15q22.2，由15個(gè)外顯子構(gòu)成，基因跨度730 kb；RORβ定位于人染色體9q21.13，基因跨度188 kb；RORγ定位于染色體1q21.3，基因跨度僅24 kb。由于啟動(dòng)子及外顯子剪接順序不同，每個(gè)ROR基因產(chǎn)生多個(gè)不同的亞型。人類RORα有4個(gè)亞型，為RORα1～4，鼠類僅有RORα1和RORα42個(gè)亞型；人類RORβ僅有β11個(gè)亞型，而鼠類有β1與β22個(gè)亞型；人類與鼠類RORγ均包括γ1和γ22個(gè)亞型[1,4]。這些亞型均展示了明顯的組織特異性表達(dá)[1-4]。例如，人RORα3僅在睪丸組織中表達(dá)，RORα1及RORα4在鼠小腦中均有表達(dá)[1]；在小鼠中RORβ1在大腦皮質(zhì)、丘腦、下丘腦中均有表達(dá)，而RORβ2僅在松果體及視網(wǎng)膜表達(dá)[1]；RORγ1在肝臟、骨骼肌、脂肪組織及腎臟中表達(dá)，而RORγ2(又稱為RORγt)僅在免疫組織中表達(dá)[1-2]。

1.2RORs蛋白結(jié)構(gòu)RORs基因編碼產(chǎn)物長短不一，其包含氨基酸序列從459～556不等。RORs蛋白展示了明顯的細(xì)胞核受體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即由4個(gè)主要的功能區(qū)組成：分別是N端(A/B)區(qū)域、高度保守的DNA結(jié)合區(qū)(DNA-binding domain，DBD)、鉸鏈區(qū)以及C端的配體結(jié)合區(qū)(ligand-binding domain，LBD)[1-3]。其通過結(jié)合目標(biāo)基因的特異性DNA反應(yīng)元件(ROR response elements，ROREs)來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。不像其他細(xì)胞核受體，RORs以單體的形式與ROREs進(jìn)行識別與結(jié)合。另外一類細(xì)胞核受體REV-ERBs能與RORs競爭相同的DNA反應(yīng)元件，且在許多組織中與RORs共表達(dá)[5- 6]；該受體是配體依賴的轉(zhuǎn)錄抑制因子，在許多組織中能對抗RORs的功能[7-8]。RORs的LBD是中度保守的，RORα與RORβ及RORγ分別有63%與58%的同源性。

2RORs在免疫系統(tǒng)中的作用

2.1RORγ在次級淋巴組織發(fā)育中的作用許多文獻(xiàn)均表明RORγ是機(jī)體免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)者。淋巴組織誘導(dǎo)(lymphoid tissue inducer，LTi)細(xì)胞在淋巴結(jié)的形成過程中起重要作用；其起源于胎兒肝臟的造血干細(xì)胞，通過與間充質(zhì)組織細(xì)胞的相互作用進(jìn)入淋巴結(jié)的間葉原基，其表面的淋巴毒素α1、β2與間充質(zhì)組織細(xì)胞的受體結(jié)合導(dǎo)致淋巴結(jié)的形成。研究顯示，基因剔除RORγ的脾臟、腸系膜、小腸內(nèi)缺乏LTi細(xì)胞，表明RORγ在LTi細(xì)胞的產(chǎn)生和維持中起重要作用[9]。另外有文獻(xiàn)指出，基因剔除RORγ的小鼠缺乏小腸隱斑及孤立淋巴濾泡等淋巴組織，并進(jìn)一步表明是由于LTi細(xì)胞的缺乏所導(dǎo)致[9]。也有文獻(xiàn)表明，一種新的淋巴細(xì)胞亞群在腸道中被鑒定，稱為NKp46+NK1.1intCD127+RORγhi，有可能起源于腸道隱斑的LTi類似細(xì)胞，基因剔除RORγ的小鼠缺乏此類細(xì)胞的產(chǎn)生，推測可能是由于LTi類似細(xì)胞減少所致[10-12]。

2.2RORγ在T淋巴細(xì)胞分化成熟中的作用很多研究都證實(shí)RORγt在T淋巴細(xì)胞分化成熟中起重要作用。在其分化過程中，T細(xì)胞的先導(dǎo)CD25-CD44+CD4-CD8-雙陰性(double negative，DN1)通過中間階段(DN2、DN3、DN4)分化成未成熟的單陽性(immature single positive，ISP)CD3-CD4-CD8low細(xì)胞；ISP細(xì)胞進(jìn)一步分化為CD4+CD8+雙陽性(double positive，DP)胸腺細(xì)胞。此后，經(jīng)過TCRα基因重排，DP細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成熟單陽性(single positive，SP)的CD4+CD8-輔助性T細(xì)胞及CD4-CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞，并定植到脾臟及淋巴結(jié)等次級淋巴組織中[13]。在ISP向DP的轉(zhuǎn)化過程中，RORγt短暫的表達(dá)，它可以促進(jìn)ISP-DP的轉(zhuǎn)化并增強(qiáng)抗凋亡基因Bcl-xL的表達(dá)，Bcl-xL可以提高細(xì)胞的存活并促進(jìn)TCRα的重排；缺乏RORγt導(dǎo)致DP細(xì)胞凋亡的加速，并損傷TCRα的重排[1]?；蛱蕹齊ORγ的小鼠出現(xiàn)了ISP細(xì)胞的積聚以及DP細(xì)胞缺乏，證明了其在ISP-DP轉(zhuǎn)化過程中的作用[14]。

2.3RORs在T細(xì)胞譜系分化中的作用研究顯示,RORs在調(diào)節(jié)輔助性T細(xì)胞的譜系分化過程中起非常重要的作用[15-16]。有文獻(xiàn)指出，RORγt在CD4+T細(xì)胞分化成T輔助細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)的過程中是必需的[17-18]。在TCR的信號刺激以及白細(xì)胞介素(interleukin，IL)6和轉(zhuǎn)化生長因子β細(xì)胞因子的共同作用下，幼稚CD4+T細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)可以被激活，STAT3可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)RORγt的表達(dá)，RORγt通過與IL-17基因的RORE結(jié)合促進(jìn)其釋放，RORγt也可以促進(jìn)IL-23R的表達(dá)，IL-23R與IL-23的結(jié)合可以延長Th17的存活時(shí)間，RORγt缺失的小鼠Th17分化的能力明顯下降證實(shí)了其的重要作用[18]。隨后的研究顯示， RORα在Th17的分化過程中也起著重要的作用，缺乏RORα減少IL-17和IL-23R的表達(dá)，而外源性的RORα可以增強(qiáng)輔助性T細(xì)胞中IL-17和IL-23R的表達(dá)[19]。因此，RORγt和RORα在Th17分化的過程中都發(fā)揮著重要作用，但前者起主要作用，因?yàn)閱为?dú)抑制RORγt可以完全抑制人類Th17的分化[17]。然而，最近的研究表明Th17的分化是一個(gè)由多種基因以及許多細(xì)胞因子共同調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)，RORγt并不是此過程的主要調(diào)節(jié)者，它與其他細(xì)胞因子共同調(diào)節(jié)一小部分Th17相關(guān)基因的表達(dá)[20]。因此，RORγt在Th17中的作用需要進(jìn)一步研究。

3RORs配體依賴的轉(zhuǎn)錄因子

細(xì)胞核受體的典型特征是配體依賴的轉(zhuǎn)錄因子，配體結(jié)合到LBD區(qū)導(dǎo)致受體構(gòu)象的變化，從而提供了輔因子結(jié)合位點(diǎn)，輔因子可以是激活劑也可以是阻遏劑[2]。作為細(xì)胞核受體的一種RORs除了具有上述特征外，還存在自己的特點(diǎn)：即在配體缺乏的情況下，此類受體與輔激活物相結(jié)合處于持續(xù)激活的狀態(tài)；激動(dòng)劑與LBD區(qū)結(jié)合會(huì)導(dǎo)致更多的輔激活物與受體結(jié)合從而增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活動(dòng)；反向激動(dòng)劑與LBD區(qū)結(jié)合會(huì)導(dǎo)致輔激活物與受體分離，輔阻遏物與受體結(jié)合，從而抑制轉(zhuǎn)錄活動(dòng)[2,17]。20-α羥膽固醇通過與RORγ的LBD區(qū)結(jié)合會(huì)增強(qiáng)輔激活物與受體的結(jié)合，因此它是一種激動(dòng)劑[21]。24S-羥膽固醇是RORα和RORγ的高親和力配體，它作為一種反向激動(dòng)劑抑制RORα和RORγ的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)[22]。

除上述所說的內(nèi)源性配體會(huì)影響RORs的功能，合成的配體也會(huì)影響RORs的功能。合成配體SR1078最初被認(rèn)為是RORs的反向激動(dòng)劑，因?yàn)樗梢砸种芌ORα和RORγ的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)；進(jìn)一步的研究表明，它可以刺激肝臟中RORs靶基因G6Pase與成纖維細(xì)胞生長因子21的表達(dá)起到激動(dòng)劑的作用[23]。研究顯示，RORα在乳腺癌、前列腺癌及卵巢癌內(nèi)的表達(dá)水平下降，通過SR1078激活RORα可引起p53升高及細(xì)胞凋亡增加，從而為這些腫瘤的治療提供靶標(biāo)[24]。由于RORα和RORγ在Th17發(fā)育以及自身免疫病中的重要作用，最近發(fā)現(xiàn)了Th17的反向激動(dòng)劑SR1001，它可以與RORα和RORγ的LBD區(qū)直接結(jié)合，導(dǎo)致其構(gòu)象的變化，降低與輔激活物的親和力，增加與輔阻遏物的親和力，從而抑制Th17介導(dǎo)的自身免疫病[25]。有文獻(xiàn)指出，強(qiáng)心藥物地高辛是RORγ的小分子抑制物，它可以抑制RORγ介導(dǎo)的免疫活動(dòng)，但并不影響RORα的免疫行為，不僅可以減輕Th17介導(dǎo)的自身免疫病，還可以減少相應(yīng)的不良反應(yīng)[26-27]。研究表明,SR2211作為RORγ反向激動(dòng)劑，能與RORγ的LBD區(qū)特異性結(jié)合而抑制受體的功能，因此其可以作為RORγ的有效調(diào)節(jié)器來抑制Th17介導(dǎo)的自身免疫病[28]。由于RORs的此種特性，其可以作為治療Th17相關(guān)疾病的有效靶標(biāo)。

4RORs與疾病

4.1RORs與自身免疫病研究表明,Th17在機(jī)體一系列自身免疫性疾病(如腦脊髓炎、關(guān)節(jié)炎、多發(fā)硬化癥、炎性腸病、移植物抗宿主病)中起重要作用[17,29-30]。Th17細(xì)胞通過釋放IL-17可以促進(jìn)一系列細(xì)胞因子、趨化因子及金屬蛋白酶的分泌，從而介導(dǎo)自身免疫病。缺乏IL-17的小鼠不容易患抗原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎及多發(fā)硬化癥；而用抗體中和IL-17可以抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的自身免疫性炎癥。研究表明，向患有結(jié)腸炎的小鼠模型內(nèi)注入無RORγ的T細(xì)胞會(huì)降低黏膜內(nèi)IL-17的水平，從而抑制結(jié)腸炎的發(fā)展；在此基礎(chǔ)上注入IL-17會(huì)導(dǎo)致結(jié)腸炎的快速發(fā)展[30]。上述研究表明，RORγ通過控制IL-17的釋放以及Th17細(xì)胞的分化在自身免疫病中起重要作用，因此其可以作為藥物治療的靶標(biāo)。

4.2RORs與腫瘤很多研究表明RORs在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起非常重要的作用。缺乏RORγ的小鼠發(fā)生淋巴瘤的概率升高且容易轉(zhuǎn)移到肝臟及脾臟，其壽命明顯縮短，其機(jī)制可能是胸腺細(xì)胞分化及增殖過程的異常[31]。有文獻(xiàn)指出，在人胃癌及卵巢癌中Th17細(xì)胞相關(guān)基因RORγ、IL-17高于癌旁組織，其相關(guān)促炎因子的升高有可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)病，改變RORγ的表達(dá)能導(dǎo)致Th17相關(guān)促炎細(xì)胞因子的變化，從而影響腫瘤的進(jìn)展[32-33]。有文獻(xiàn)已經(jīng)揭示了RORα的表達(dá)與缺氧之間的關(guān)系，而缺氧是血管生成與腫瘤進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵因素[1]。缺氧通過激活低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α)從而引起多層面的細(xì)胞反應(yīng)。研究表明，外源的RORα可以增加HIF-1α與血管內(nèi)皮生長因子蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)一步的研究指出，RORα的DBD區(qū)與HIF-1α的相互作用可增加其穩(wěn)定性，放大相關(guān)反應(yīng)，從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展；相反，使用RNA干擾技術(shù)剔除RORα可減少HIF-1α與血管內(nèi)皮生長因子蛋白的表達(dá)水平，從而抑制腫瘤的進(jìn)展[34]。因此，RORs有望成為腫瘤治療的靶標(biāo)。

5問題與展望

雖然RORs在機(jī)體中起著非常重要的作用，但其進(jìn)一步應(yīng)用也面臨諸多問題：如免疫系統(tǒng)是復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，RORs的確切信息通路和調(diào)控機(jī)制以及其與其他細(xì)胞受體之間的關(guān)系等，都需要更加深入的研究?？傊?，RORs在免疫系統(tǒng)中起著必不可少的作用，在許多疾病中發(fā)揮重要作用，相信隨著實(shí)驗(yàn)和臨床研究的進(jìn)一步深入，其有可能成為臨床治療的良好靶標(biāo)。

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Research Advances of Retinoid-related Orphan Receptors in Immune SystemSHIJing-xiang,DUZhi.(DepartmentofHepatobiliarySurgery,theThirdCentralHospitalAffiliatedtoTianjinMedicalUniversity,KeyLaboratoryofArtificialCell,Tianjin300070,China)

Abstract:Retinoid-related orphan receptors are transcription factors belonging to the steroid hormone receptor superfamily; they play critical roles in immune system,as revealed in several studies that they are essential for the development of lymphoid tissues,differentiation and maturation of T lymphocytes and T cell lineage specification.Recent reports confirmed the receptors are ligand dependent transcription factors and revealed their roles in some diseases,including several autoimmune diseases and tumors.Here is to make a review of the preceding aspects of the receptors.

Key words:Retinoid-related orphan receptors; Steroid hormone receptor; Immunity

收稿日期：2014-07-01修回日期：2014-12-30編輯：樓立理

基金項(xiàng)目：天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃(11JCYBJC27700)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.007

中圖分類號：R392.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)11-1937-03