輔助性T細(xì)胞應(yīng)答在肺纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中作用的研究進(jìn)展

杜麗娟，何成詩， 由鳳鳴，嚴(yán)然

(1成都中醫(yī)藥大學(xué)，成都610075；2川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)

·綜述·

輔助性T細(xì)胞應(yīng)答在肺纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中作用的研究進(jìn)展

杜麗娟1,2，何成詩1， 由鳳鳴1，嚴(yán)然1

(1成都中醫(yī)藥大學(xué)，成都610075；2川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)

肺纖維化是多種原因引起的慢性肺破壞性疾病的共同結(jié)局，其發(fā)病率及病死率呈升高趨勢。輔助性 T(Th)細(xì)胞是免疫系統(tǒng)主要的效應(yīng)及調(diào)節(jié)細(xì)胞，主要功能是輔助或誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。當(dāng)Th1細(xì)胞分泌的肺纖維化相關(guān)細(xì)胞因子IL-1、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)，Th2細(xì)胞分泌的IL-6、IL-13，Th17細(xì)胞分泌的IL-17、IL-22等炎癥因子表達(dá)失調(diào)，可導(dǎo)致Th1/Th2及Th17/Treg失衡，一方面直接參與肺損傷，另一方面通過多種信號通路影響疾病進(jìn)展，激活核轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控多種參與肺纖維化相關(guān)的基因表達(dá)，造成肺部炎癥和纖維化形成。

肺纖維化；輔助性T細(xì)胞；白細(xì)胞介素；轉(zhuǎn)化生長因子β

肺纖維化是多種原因引起的慢性肺破壞性疾病的共同結(jié)局，其病理表現(xiàn)為肺部炎癥導(dǎo)致肺泡持續(xù)性損傷、成纖維細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積，目前尚無根治或特效的治療方法。近年來研究認(rèn)為，在肺纖維化發(fā)展過程中包括三個環(huán)節(jié)：肺泡的免疫和炎癥反應(yīng)、肺實質(zhì)損傷和受損肺泡修復(fù)(纖維化)，其中輔助性 T(Th)細(xì)胞即 CD4+T 細(xì)胞異?；罨诜卫w維化的發(fā)生、發(fā)展過程中處于中心環(huán)節(jié)。Th細(xì)胞亞群Th1/Th2及Th17/Treg失衡可能是肺纖維化發(fā)病的最直接和最重要的因素。本研究對Th細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子在肺纖維化發(fā)病中的作用作一綜述。

1 Th1、Th2細(xì)胞與肺纖維化的關(guān)系

Th細(xì)胞是免疫系統(tǒng)主要的效應(yīng)及調(diào)節(jié)細(xì)胞，主要功能是輔助或誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。Th細(xì)胞根據(jù)產(chǎn)生的細(xì)胞因子不同分為Th1和Th2細(xì)胞，正常狀態(tài)下兩種細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子進(jìn)行相互調(diào)節(jié)，保持Th1/Th2的動態(tài)平衡。

1.1 Th1細(xì)胞分泌的肺纖維化相關(guān)細(xì)胞因子 在肺纖維化發(fā)病過程中，Th1細(xì)胞發(fā)揮直接或間接作用。Th1細(xì)胞分泌的與肺纖維化相關(guān)的細(xì)胞因子包括轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、 IL-1等，促進(jìn)細(xì)胞免疫應(yīng)答，導(dǎo)致肺部炎癥損傷甚至纖維化。① TGF-β：TGF-β是參與肺纖維化的Th1型細(xì)胞因子中最重要的一種，主要有TGF-β1、β2、β3，其中以TGF-β1最重要。TGF-β能促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)與細(xì)胞黏附，通過抑制ECM降解酶活性，增強降解酶抑制物活性，抑制ECM降解，同時刺激成纖維細(xì)胞α-平滑肌肌動蛋白(ɑ-SMA)基因表達(dá)，調(diào)節(jié)肺炎癥細(xì)胞核上皮細(xì)胞功能，促進(jìn)成纖維細(xì)胞合成，分泌大量膠原。在博萊霉素誘導(dǎo)肺纖維化大鼠模型中，TGF-β1表達(dá)顯著升高，且隨著時間延長和肺纖維化程度加重TGF-β1表達(dá)逐漸增加；推測肺組織中成纖維細(xì)胞具有分泌TGF-β等多種細(xì)胞因子的能力，通過分泌這些細(xì)胞因子，影響肺纖維化病理進(jìn)程[1]。半定量RT-PCR檢測結(jié)果顯示，在肺損傷及肺纖維化階段，TGF表達(dá)均明顯增加[2]。TGF-β受多個細(xì)胞內(nèi)信號途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控，如TGF-β1/Smad3信號通路、RhoA/Rho相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶(ROCK)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等，激活上述途徑可刺激大鼠肺成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化，進(jìn)而促進(jìn)膠原蛋白合成，使肺纖維化進(jìn)一步發(fā)展[3～5]；誘導(dǎo)人肺泡上皮A549細(xì)胞發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，分別在蛋白水平和RNA水平抑制p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)和c-Jun氨基端激酶(JNK)信號通道，增加間質(zhì)細(xì)胞表型蛋白表達(dá)和減少上皮細(xì)胞表型蛋白表達(dá)，增加p38 MAPK和JNK通道蛋白表達(dá)。無論蛋白水平抑制或基因沉默，激活p38 MAPK和JNK通路均可減輕A549細(xì)胞的EMT，故認(rèn)為p38 MAPK和JNK信號通道調(diào)控TGF-β表達(dá)[6]。此外，研究發(fā)現(xiàn)TGF-β受MicroRNA-26a調(diào)節(jié)，MicroRNA-26a直接針對細(xì)胞周期蛋白D2調(diào)節(jié)TGF-β1、TGF-β2，影響肺成纖維細(xì)胞增殖[7]。② IL-1：IL-1是發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的致炎細(xì)胞因子，由單核巨噬細(xì)胞分泌合成，包括IL-1α、IL-1β和IL-1受體拮抗物(IL-1ra)，是體內(nèi)調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)的中心介質(zhì)。Guo等[8]發(fā)現(xiàn)二氧化硅誘導(dǎo)肺纖維化模型小鼠肺內(nèi)IL-1β高表達(dá)，且IL-1β可抑制TGF-β1、Ⅰ型膠原、纖連蛋白的基因表達(dá)，減輕肺纖維化。金玉蘭等[9]認(rèn)為，肺泡巨噬細(xì)胞早期凋亡及細(xì)胞因子IL-1、IL-8表達(dá)變化可能是二氧化硅致大鼠肺纖維化發(fā)生、發(fā)展的重要原因。有研究認(rèn)為，IL-1β與IL-17A高度相關(guān)，在特發(fā)肺纖維化患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)中IL-17A、IL-1β水平均增加，推測肺內(nèi)存在IL-1β-IL-23-IL-17A軸，該軸相關(guān)因子的變化將導(dǎo)致肺部炎癥和纖維化[10,11]。Aumiller等[12]認(rèn)為，特發(fā)肺纖維化患者IL-1β表達(dá)增強可能與WNT/β-catenin信號通路有關(guān)。

1.2 Th2細(xì)胞分泌的肺纖維化相關(guān)細(xì)胞因子 Th2細(xì)胞分泌的參與肺纖維化發(fā)病的主要細(xì)胞因子有IL-13、IL-6，其與誘導(dǎo)B細(xì)胞生長、分化和免疫復(fù)合物形成密切相關(guān)，對機體體液免疫反應(yīng)具有重要作用，同時可抑制纖維母細(xì)胞凋亡，促進(jìn)肺纖維化。① IL-13：IL-13是調(diào)控肺纖維化的主要Th2型細(xì)胞因子，其受體主要包括IL-13Rɑ1、IL-13Rɑ2，其中IL-13Rɑ2可作為“誘餌”受體，與IL-13Rɑ1/IL-4Rɑ復(fù)合物競爭結(jié)合IL-13，進(jìn)而調(diào)節(jié)IL-13介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。Aoki等[13]研究發(fā)現(xiàn)，人類中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶(HNE)能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-13，認(rèn)為HNE可能成為控制肺纖維化炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵。Chandriani等[14]發(fā)現(xiàn)，在特發(fā)性肺纖維化患者肺組織中IL-13、IL-4、IL-13Rɑ2、IL-13誘導(dǎo)目標(biāo)基因高表達(dá)。IL-13Rɑ2表達(dá)依賴STAT6信號通路，通過IL-4或IL-13誘導(dǎo)肺成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。安培培等[15]認(rèn)為，IL-13Rɑ2參與肺成纖維細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，IL-13可直接作用于成纖維細(xì)胞并可能以IL-13Rɑ2為起點發(fā)揮致肺纖維化作用。② IL-6：肺間質(zhì)中的成纖維細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、支氣管上皮細(xì)胞等均可產(chǎn)生IL-6。IL-6作為前炎性細(xì)胞因子，在促進(jìn)細(xì)胞生長和抗細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮重要作用。IL-6跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有兩條：經(jīng)典通路和反式信號通路。在經(jīng)典途徑中，IL-6與膜結(jié)合受體IL-6R結(jié)合后經(jīng)受體關(guān)聯(lián)的gp130向胞內(nèi)傳遞次級信號；在反式信號通路中，IL-6與游離的亞單位IL-6Rɑ結(jié)合成IL-6/sIL-6Rɑ復(fù)合體，結(jié)合至膜表面受體gp130亞單位上，進(jìn)而完成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。Le等[16]發(fā)現(xiàn)，小鼠肺纖維化模型肺內(nèi)sIL-6Rɑ水平增加，IL-6表達(dá)增強，認(rèn)為IL-6主要通過反式信號通路使巨噬細(xì)胞產(chǎn)生sIL-6Rɑ，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞增殖、ECM產(chǎn)生增多，加速肺纖維化形成。Moodley等[17]研究發(fā)現(xiàn)，IL-6可誘導(dǎo)B細(xì)胞生長、分化并產(chǎn)生免疫球蛋白，形成免疫復(fù)合物，造成肺損傷，同時減緩肺纖維化過程的纖維母細(xì)胞凋亡，促進(jìn)肺纖維化形成。

2 Th17細(xì)胞亞群與肺纖維化的關(guān)系

Th17細(xì)胞亞群主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-22等炎癥因子，介導(dǎo)炎性反應(yīng)、自身免疫性疾病、腫瘤和移植排斥反應(yīng)等的發(fā)生、發(fā)展。Th17細(xì)胞亞群分泌的與肺纖維化相關(guān)的細(xì)胞因子主要包括 IL17、IL-22等，參與成纖維細(xì)胞增殖、肺泡上皮細(xì)胞EMT、膠原合成和炎癥細(xì)胞因子分泌等，進(jìn)而促進(jìn)肺纖維化的發(fā)生、發(fā)展。① IL-17：IL-17主要由Th17細(xì)胞分泌，被認(rèn)為是一種能誘導(dǎo)趨化因子釋放的促炎因子，可通過誘導(dǎo)其他炎癥細(xì)胞因子IL-6、TNF-α及趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白2(MIP-2)等表達(dá)，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞聚集，介導(dǎo)組織損傷。Galati等[18]研究發(fā)現(xiàn)，肺纖維化患者NK細(xì)胞比例明顯減少，CD4+CD25 high Foxp3+調(diào)節(jié)性T(Treg)細(xì)胞明顯增加，TGF-β/IL-17比例增大，認(rèn)為Treg/Th17免疫失衡可引起特發(fā)性肺纖維化，加重肺纖維化免疫炎癥，促進(jìn)肺部膠原纖維沉積。Song等[19]發(fā)現(xiàn)，去除Treg細(xì)胞的肺纖維化小鼠模型Th17反應(yīng)增加，Treg細(xì)胞可通過TGF-β1和IL-1β促進(jìn)Th17細(xì)胞分化。Dong等[20]認(rèn)為，IL-17具有促進(jìn)小鼠肺纖維化形成中肺成纖維細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化和膠原合成等作用。Wang等[21]研究發(fā)現(xiàn)，接受4個月IL-17A抗體注射的小鼠肺內(nèi)IL-17表達(dá)下降，BALF中L-17A、TGF-β1和IL-6聚集減少，認(rèn)為IL-17A抗體治療能夠減輕射線誘導(dǎo)的肺泡炎和肺纖維化。Mi等[22]研究發(fā)現(xiàn)，肺纖維化模型IL-17A表達(dá)升高，靶向干擾IL-17A可抑制免疫反應(yīng)向Th1型細(xì)胞免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)變，能有效誘導(dǎo)自噬。Hayashi等[23]認(rèn)為，IL-17A/F通過CD40介導(dǎo)的信號通路上調(diào)IL-17A 和 IL-17F肌動蛋白表達(dá)，促進(jìn)IL-6產(chǎn)生，使膠原、血管內(nèi)皮生長因子、血管生成素表達(dá)升高，最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)沉積，引起肺纖維化。② IL-22：IL-22的主要結(jié)構(gòu)與IL-10極其相似，被歸為IL-10細(xì)胞因子家族，主要由 Th17細(xì)胞分泌，另外固有淋巴細(xì)胞、γδ T細(xì)胞和NK T細(xì)胞也可分泌IL-22，具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用。Liang等[24]認(rèn)為，IL-22在博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化過程中發(fā)揮保護(hù)作用。博來霉素誘導(dǎo)肺纖維化小鼠模型肺組織IL-22表達(dá)降低，肺和脾臟IL-22產(chǎn)生的γδ T細(xì)胞比例明顯降低，調(diào)控IL-22能改善肺泡上皮細(xì)胞系A(chǔ)549細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)變，部分逆轉(zhuǎn)受損細(xì)胞。

綜上所述，Th細(xì)胞可能在肺纖維化發(fā)病過程中發(fā)揮雙重作用，一方面直接參與肺損傷，另一方面通過多種信號通路調(diào)節(jié)疾病進(jìn)展，如激活核轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控多種參與肺纖維化相關(guān)的基因表達(dá)。

[1] 萬勇,黃鶯,孫潔明,等.成纖維細(xì)胞在博來霉素致肺纖維化中高表達(dá)IL-2、β-catenin、TGF-β1和IL-10[J].華中科技大學(xué)學(xué)報,2010,39(6):766-770.

[2] 黃鶯,葉燕青,孫潔民,等.肺纖維化形成過程中大鼠肺成纖維細(xì)胞分泌TGF-β mRNA及HGF mRNA對肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞的影響[J].重慶醫(yī)學(xué),2010,39(19):2548-2549.

[3] 白瓊,劉學(xué)軍,秦榛,等.轉(zhuǎn)化生長因子-β1/smad3信號對小鼠肺纖維化細(xì)胞凋亡的影響及機制[J].中華老年醫(yī)學(xué)雜志,2014,33(7):802-806.

[4] 馬文東,袁媛,楊奕,等.TGF-β1介導(dǎo)的RhoA/ROCK通路在大鼠肺肌成纖維細(xì)胞分化中的調(diào)節(jié)作用[J].中國病理生理雜志,2013,29(10):1758-1763.

[5] 袁媛,楊方,徐洪,等.Ac-SDKP對ROCK通路介導(dǎo)的肺成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)作用[J].中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志,2013,31(9):654-660.

[6] 陳海華,周賢龍,施余露,等.p38 MAPK和JNK信號通道在TGF-β1誘導(dǎo)的肺泡上皮細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的意義[J].國際呼吸雜志,2014,34(20):1544-1550.

[7] Li X, Liu L, Shen Y, et al. MicroRNA-26a modulates transforming growth factor beta-1-induced proliferation in human fetal lung fibroblasts[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2014,454(4):512-517.

[8] Guo J, Gu N, Chen J, et al. Neutralization of interleukin-1 beta attenuates silica-induced lung inflammation and fibrosis in C57BL/6 mice[J]. Arch Toxicol, 2013,87(11):1963-1973.

[9] 金玉蘭,張文麗,姚三巧,等.染矽塵大鼠血清白介素-1和白介素-8含量及肺泡巨噬細(xì)胞凋亡情況[J].中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志,2011,29(8):562-566.

[10] Wilson MS, Madala SK, Ramalingam TR, et al. Bleomycin and IL-1beta-mediated pulmonary fibrosis is IL-17A dependent[J]. J Exp Med, 2010,207(3):535-552.

[11] Gasse P, Riteau N, Vacher R, et al. IL-1 and IL-23 mediate early IL-17A production in pulmonary inflammation leading to late fibrosis[J]. PLoS One, 2011,6(8):e23185.

[12] Aumiller V, Balsara N, Wilhelm J, et al. WNT/β-catenin signaling induces IL-1β expression by alveolar epithelial cells in pulmonary fibrosis[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2013,49(1):96-104.

[13] Aoki M, Yamaguchi R, Yamamoto T, et al. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor primes interleukin-13 production by macrophages via protease-activated receptor-2[J]. Blood Cells Mol Dis, 2015,54(4):353-359.

[14] Chandriani S, DePianto DJ, N′Diaye EN, et al. Endogenously expressed IL-13Rα2attenuates IL-13-mediated responses but does not activate signaling in human lung fibroblasts[J]. J Immunol, 2014,193(1):111-119.

[15] 安培培,婁虹,肖莉,等.重組白細(xì)胞介素-13及其受體對小鼠胚胎成纖維細(xì)胞增殖及表型轉(zhuǎn)化的影響[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,37(3):269-273.

[16] Le TT, Karmouty-Quintana H, Melicoff E, et al. Blockade of IL-6 Trans signaling attenuates pulmonary fibrosis[J]. J Immunol, 2014,193(7):3755-3768.

[17] Moodley YP, Misso NL, Scaffidi AK. et al. Inverse effects of Interleukin-6 on apoptosis of fibroblasts from pulmonary fibrosis and normal lungs[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2003,29(4):490-498.

[18] Galati D, De Martino M, Trotta A, et al. Peripheral depletion of NK cells and imbalance of the Treg/Th17 axis in idiopathic pulmonary fibrosis patients[J]. Cytokine, 2014,66(2):119-126.

[19] Song L, Weng D, Liu F, et al. Tregs promote the differentiation of Th17 cells in silica-induced lung fibrosis in mice[J]. PLoS One, 2012,7(5):e37286.

[20] Dong Z, Yang Y, Zhang T, et al. siRNA-Act1 inhibits the function of IL-17 on lung fibroblasts via the NF-κB pathway[J]. Respiration, 2013,86(4):332-340.

[21] Wang BZ, Wang LP, Han H, et al. Interleukin-17A antagonist attenuates radiation-induced lung injuries in mice[J]. Exp Lung Res, 2014,40(2):77-85.

[22] Mi S, Li Z, Yang HZ, et al. Blocking IL-17A promotes the resolution of pulmonary inflammation and fibrosisvia TGF-beta1-dependent and -independent mechanisms[J]. J Immunol, 2011,187(6):3003-3014.

[23] Hayashi H, Kawakita A, Okazaki S, et al. IL-17A/F modulates fibrocyte functions in cooperation with CD40-mediated signaling[J]. Inflammation, 2013,36(4):830-838.

[24] Liang M, Wang J, Chu H, et al. Interleukin-22 inhibits bleomycin-induced pulmonary fibrosis[J]. Mediators Inflamm, 2013,2013:209179.

國家自然科學(xué)基金資助項目(81473669)；四川省中醫(yī)藥管理局項目(2014A009)。

何成詩(E-mail: 18980880131@126.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.28.038

R563

A

1002-266X(2016)24-0103-03

2016-01-12)