樹(shù)突細(xì)胞及其調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能的作用

李建鋒 趙自剛 牛春雨

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北 張家口 075000)

樹(shù)突細(xì)胞及其調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能的作用

李建鋒 趙自剛 牛春雨

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北 張家口 075000)

樹(shù)突細(xì)胞；細(xì)胞免疫

早在19世紀(jì)70年代，Steinman等〔1〕分離出一類(lèi)細(xì)胞，與粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的形態(tài)和功能都不同，由于這類(lèi)細(xì)胞在成熟時(shí)會(huì)有許多樹(shù)突樣或偽足樣突起伸出，故被命名為樹(shù)突細(xì)胞(DCs)。DCs是目前已知的機(jī)體抗原提呈功能最強(qiáng)的專(zhuān)職抗原提呈細(xì)胞，在體內(nèi)捕獲抗原并將其提呈給輔助性T淋巴細(xì)胞(Th)從而發(fā)揮免疫防御的功能〔2〕。DCs分布比較廣泛，肝、脾、淋巴組織、血液、皮膚黏膜等組織均有，能夠活化介導(dǎo)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，分泌細(xì)胞因子，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，是聯(lián)系先天性免疫與獲得性免疫、初次和再次免疫應(yīng)答的紐帶〔3〕。鑒于DCs重要的免疫調(diào)節(jié)作用，感染、腫瘤和危重病免疫機(jī)制中涉及DCs的作用及機(jī)制研究已成為關(guān)注的熱點(diǎn)。本文綜述DCs及其調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能的作用。

1 DCs的基本概況

DCs具有特殊的遷移過(guò)程，并促使DCs從不成熟階段發(fā)育為成熟的DCs。未成熟DCs從前體細(xì)胞分化而來(lái)；病原微生物刺激機(jī)體時(shí)，未成熟DCs分化成為成熟DCs。未成熟DCs和成熟DCs在免疫功能中具有不同的作用。

1.1 DC的發(fā)育過(guò)程 DCs主要由造血干細(xì)胞(如CD34標(biāo)記的前體細(xì)胞)發(fā)育而來(lái)，主要分為：①髓系DCs，來(lái)自外周血的單核細(xì)胞(髓系DC前體細(xì)胞)，最后變成間質(zhì)DCs和郎罕細(xì)胞；②淋巴系DCs，淋巴系DCs的前體細(xì)胞不表達(dá)髓系抗原，不具備吞噬和吞飲抗原的功能，白細(xì)胞介素(IL)-3受體高表達(dá)，低表達(dá)粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子，可被IL-3刺激分化為淋巴系DCs。關(guān)于DCs亞群及分化仍有很多知識(shí)的闡明不明確，關(guān)于天然DCs亞群的分類(lèi)仍需進(jìn)一步研究〔4〕。

在分化DCs過(guò)程中，核因子(NF)-κB核轉(zhuǎn)位、細(xì)胞內(nèi)鈣通道開(kāi)放及蛋白激酶(PK)C、NF-κB、絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)等信號(hào)通路都發(fā)揮了重要作用。其中，NF-κB通路的作用最為重要，NF-κB的核轉(zhuǎn)位及其下游不同基因的活化可由多種胞外刺激信號(hào)引起，以改變DCs的分化方向及免疫活性〔5〕。此外，大量研究表明，磷酸化的MAPKs可以向下游傳遞信號(hào)并促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子的活化和移位，進(jìn)而調(diào)節(jié)DCs的生物學(xué)功能和不同基因的表達(dá)〔6～9〕。在自由基、應(yīng)激、炎癥介質(zhì)、細(xì)胞因子等多種因素刺激下，信號(hào)途徑中的抑制性蛋白分子發(fā)生磷酸化、泛素化，容易發(fā)生降解，促使NF-κB與抑制性蛋白解離，NF-κB移位至胞核，使之與DNA啟動(dòng)子區(qū)域相應(yīng)的靶基因位點(diǎn)結(jié)合，進(jìn)一步啟動(dòng)與免疫功能調(diào)節(jié)相關(guān)的部分mRNA的轉(zhuǎn)錄程序，分泌產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子或其他活性介質(zhì)〔10〕。NF-κB活化預(yù)示DC的成熟，使DC具備了刺激T細(xì)胞活化的能力。

1.2 DC的表面標(biāo)志 根據(jù)發(fā)育過(guò)程，DCs分為未成熟DCs和成熟DCs，這兩種細(xì)胞表面具有不同的細(xì)胞表面標(biāo)志和生物學(xué)特征〔11〕。正常情況下，未成熟DC不表達(dá)或低表達(dá)共刺激分子和黏附分子(CD14、CD54、CD40、CD80)，高表達(dá)吞噬相關(guān)受體(甘露糖受體、Fc受體、補(bǔ)體受體)。未成熟的DC吞噬抗原、加工處理抗原能力很強(qiáng)，提呈抗原能力很弱。成熟DC細(xì)胞表面主要表達(dá)組織相容性復(fù)合物(MHC)Ⅱ類(lèi)分子和CD54、CD40、CD80、CD86等黏附分子，對(duì)抗原加工提呈能力很強(qiáng)，而對(duì)抗原的攝取能力減弱。DC在成熟過(guò)程中具有特殊的遷移過(guò)程，在攝取抗原以后，通過(guò)延長(zhǎng)其突起等方式進(jìn)入淋巴系中，并可以激發(fā)T細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)。

2 DCs的免疫作用

2.1 攝取和加工外源抗原 DC在未成熟時(shí)內(nèi)吞功能非常強(qiáng)，以膜皺縮或大囊泡的形式攝取抗原，這種方式有利于超低濃度抗原的攝取與遞呈；另外，也可通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用攝取糖基化抗原。隨后，DCs對(duì)抗原分子進(jìn)行加工、處理，以MHC分子/抗原肽復(fù)合物的形式把抗原遞呈給Th，激活Th，發(fā)生免疫應(yīng)答。

2.2 DCs在免疫應(yīng)答過(guò)程中的作用 DCs在免疫系統(tǒng)中充當(dāng)如下角色：捕捉及加工抗原；遷移到淋巴器官的特定部位；尤其是T細(xì)胞區(qū)域，啟動(dòng)免疫反應(yīng)；快速分化、成熟，對(duì)各種各樣的非微生物因子刺激物(如：細(xì)胞因子、幼稚淋巴細(xì)胞和免疫復(fù)合物)通過(guò)Toll樣受體(TLRs)配體產(chǎn)生免疫應(yīng)答〔3〕，也是機(jī)體對(duì)入侵病原體的第一道防線(xiàn)。成熟的DC具有更強(qiáng)的產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子和趨化因子的能力，但其細(xì)胞內(nèi)吞作用和噬菌能力則減弱，并且獲得了遷移功能；同時(shí)，還具備了活化Th1和Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答的能力。Kawasaki等〔12，13〕研究均證實(shí)，IL-15可使DC共刺激分子表達(dá)上調(diào)，顯著增加干擾素(IFN)-γ的產(chǎn)生，并可增強(qiáng)DC刺激特異性CD8+T細(xì)胞增殖的能力，說(shuō)明IL-15是DC的激活劑。大量研究也提示〔14～16〕，IL-15對(duì)于先天免疫細(xì)胞的發(fā)育、增殖和功能是一個(gè)關(guān)鍵的細(xì)胞因子，對(duì)DCs發(fā)揮功能是必不可少的。

2.3 誘導(dǎo)自身免疫耐受 研究表明，DCs可以誘導(dǎo)免疫耐受。非淋巴組織中，如肝、腎、皮膚、血液，DCs是一群未成熟DCs，攝取能力非常強(qiáng)，能夠加工、處理抗原，但遞呈抗原的能力弱；另外，這些未成熟DCs表面缺乏B7等共刺激分子，故不能給T細(xì)胞活化提供必需的協(xié)同刺激信號(hào)，這樣，T細(xì)胞不能完全活化，從而處于失能狀態(tài)，使T細(xì)胞發(fā)生耐受，被認(rèn)為“耐受性DCs”。此外，不成熟DCs能誘導(dǎo)抗原特異調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和阻止效應(yīng)T細(xì)胞功能反應(yīng)，也是自身耐受產(chǎn)生的重要原因。

中樞免疫耐受是由DCs誘導(dǎo)的，通過(guò)參與陰性選擇過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)陰性選擇留下來(lái)的成熟T細(xì)胞中，因?yàn)椴缓嗅槍?duì)自身成分的T細(xì)胞克隆，從而可以維持中樞性自身耐受。在胸腺皮質(zhì)區(qū)、皮髓交界區(qū)和髓質(zhì)區(qū)，單陽(yáng)性T細(xì)胞與胸腺DCs等所表達(dá)的自身抗原肽分子高親和力結(jié)合，因而被清除或失能，不能與自身抗原肽分子發(fā)生高親和力結(jié)合的T細(xì)胞存活下來(lái)。

3 DCs凋亡及其在感染后免疫功能變化中的作用

DCs凋亡的變化直接影響機(jī)體免疫功能的發(fā)揮。凋亡增多可引起免疫耐受和感染擴(kuò)散，凋亡減少又可引起自身免疫的發(fā)生，所以DCs數(shù)量的穩(wěn)態(tài)平衡對(duì)其功能的發(fā)揮具有非常重要的意義。DC前體細(xì)胞的生理性凋亡維持著DCs數(shù)量的穩(wěn)定，病理性凋亡增加將會(huì)降低DCs數(shù)量，抑制免疫功能。研究表明，一些免疫分子能調(diào)控DC前體細(xì)胞的凋亡。Singh等〔17〕發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)代謝產(chǎn)物前列腺素(PG)E2通過(guò)調(diào)節(jié)DC前體細(xì)胞的FMS樣酪氨酸激酶(Flt)3受體表達(dá)下調(diào)，減少Flt3介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)錄活化家族(STAT)3激活及抗凋亡蛋白存活素表達(dá)，從而增加了DC前體細(xì)胞凋亡。Miah等〔18〕發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子誘導(dǎo)性SRC同源2區(qū)域蛋白(CISH)激活STAT5的負(fù)反饋調(diào)節(jié)降低了DCs后期發(fā)育的增殖能力；去除CISH增加了成熟DCs的數(shù)量，但降低了DCs的功能。

在微生物等外來(lái)抗原的刺激下，促進(jìn)產(chǎn)DCs的單核細(xì)胞被激活后產(chǎn)生活性氧(ROS)，進(jìn)一步分化為巨噬細(xì)胞或DCs，從而發(fā)揮強(qiáng)大吞噬功能或促進(jìn)免疫應(yīng)答。應(yīng)當(dāng)指出的是，單核細(xì)胞對(duì)ROS極為敏感，ROS可增加單核細(xì)胞的DNA損傷與凋亡，而來(lái)源于單核細(xì)胞的巨噬細(xì)胞、DCs卻能對(duì)抗ROS的作用。此外，粒細(xì)胞集落刺激生物因子(GM-CSF)和IL-4等細(xì)胞因子亦能促進(jìn)單核細(xì)胞成熟，產(chǎn)生巨噬細(xì)胞和DCs，能夠負(fù)反饋調(diào)節(jié)單核細(xì)胞激活反應(yīng)的修復(fù)補(bǔ)償過(guò)程，在免疫應(yīng)答的負(fù)調(diào)控過(guò)程中具有重要作用〔19〕。

間充質(zhì)干細(xì)胞在DCs的成熟過(guò)程中具有免疫調(diào)節(jié)能力。間充質(zhì)干細(xì)胞能夠抑制DC前體細(xì)胞、誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡，在造血干細(xì)胞分化為成熟的DCs的過(guò)程中發(fā)揮抑制作用〔20〕。而且，間充質(zhì)干細(xì)胞能夠讓造血干細(xì)胞源性DCs出現(xiàn)功能性損傷或障礙，這些可能在免疫應(yīng)答負(fù)調(diào)控機(jī)制中發(fā)揮作用。

眾所周知，DCs在適應(yīng)性免疫應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。病原微生物感染或某些腫瘤細(xì)胞可能通過(guò)促進(jìn)DCs發(fā)生凋亡，使免疫功能缺失或發(fā)生免疫耐受，促使疾病病情加重或持續(xù)發(fā)展。在敗血癥病人和小鼠模型中，均可以觀察到半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3途徑誘導(dǎo)的DCs凋亡，因此可通過(guò)抑制DCs凋亡減輕脂多糖所致的免疫抑制；鮑曼不動(dòng)桿菌的外膜蛋白A可攻擊線(xiàn)粒體，產(chǎn)生ROS，誘導(dǎo)DCs早期凋亡、遲發(fā)性壞死，降低了T細(xì)胞對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌的適應(yīng)性免疫應(yīng)答，故同樣可抑制DCs凋亡達(dá)到抗菌的目的。另外，自身免疫性疾病中DCs凋亡下降，使免疫應(yīng)答不斷發(fā)生，以致免疫過(guò)度激活，因此，促進(jìn)DCs凋亡是治療自身免疫性疾病的治療方法之一。

研究表明，DCs凋亡在病毒感染中也起著重要的作用。麻疹病毒出現(xiàn)免疫抑制的原因是通過(guò)Fas途徑誘導(dǎo)人單核細(xì)胞源性(m)DCs凋亡實(shí)現(xiàn)的。在慢性丙型肝炎患者中，mDCs的NF-κB活力減弱，引起mDCs增加，降低特異性T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)能力，使感染持續(xù)。研究發(fā)現(xiàn)，人免疫缺陷病毒(HIV)感染后通過(guò)誘導(dǎo)DC凋亡使艾滋病患者血液中DC的數(shù)量下降，而抑制病毒可讓DC數(shù)量下降的過(guò)程發(fā)生逆轉(zhuǎn)。在同種病毒感染過(guò)程中，疾病的嚴(yán)重程度與DCs凋亡程度具有相關(guān)性。Silveira 等〔21〕研究了兩種登革熱病毒對(duì)mDCs的作用，發(fā)現(xiàn)能夠引起內(nèi)臟綜合征的病毒株，使大量炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生與釋放，增加了DCs凋亡與病毒復(fù)制，損傷機(jī)體的適應(yīng)性免疫應(yīng)答能力，進(jìn)一步擴(kuò)大了炎癥介質(zhì)的合成與釋放，成為炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的重要因素，使感染進(jìn)一步加重，使疾病進(jìn)一步惡化。針對(duì)流感病毒感染的臨床研究也發(fā)現(xiàn)〔22〕，病毒感染后的DCs再次暴露于肺炎球菌，增加了DCs的凋亡與表面CD83及CD86表達(dá)，促進(jìn)了大量促炎癥因子的產(chǎn)生與釋放，使用感染進(jìn)一步放大；研究結(jié)果提示DCs凋亡是流感病毒合并肺炎球菌感染導(dǎo)致炎癥擴(kuò)散的重要機(jī)制。

研究顯示，不管是成熟DCs凋亡增加，還是未成熟DCs凋亡增加，均是引起感染擴(kuò)散的重要因素。病毒感染過(guò)程中，感染的未成熟DCs會(huì)被自然殺傷細(xì)胞(NKC)在組織炎癥處殺死，使適應(yīng)性免疫更加優(yōu)化，所以，NKC早期清除感染靶細(xì)胞的一個(gè)重要手段是依賴(lài)性于殺傷感染DCs；1型單純皰疹病毒誘導(dǎo)了未成熟DCs凋亡，干擾了DCs的抗病毒免疫作用。DC的凋亡在寄生蟲(chóng)感染中起著同樣重要的作用，有研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞的低反應(yīng)性可能是通過(guò)腫瘤壞死因子(TNF)-α及其相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TRAIL)途徑可誘導(dǎo)mDC發(fā)生大量凋亡導(dǎo)致的。

可見(jiàn)，眾多因素均可通過(guò)多種途徑、多靶點(diǎn)地引起DCs凋亡，從而出現(xiàn)以DCs為啟動(dòng)因素的復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)作用。如一方面，DCs凋亡增加是引起免疫耐受的重要機(jī)制；另一方面，DCs凋亡增加引起DCs的免疫調(diào)節(jié)功能下降，則發(fā)揮了免疫抑制的作用；此外，在通過(guò)殺傷感染的DCs則又發(fā)揮了限制感染的作用。因而，應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同的致病因素、考慮不同的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，充分理解并以此為基礎(chǔ)，發(fā)揮DCs凋亡在感染性疾病治療中的作用。

4 DCs在抗腫瘤免疫中的作用

DC在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，對(duì)于大部分實(shí)體瘤患者來(lái)說(shuō)，瘤體內(nèi)DC浸潤(rùn)的數(shù)量越多則患者預(yù)后越好。DC的抗腫瘤免疫反應(yīng)的關(guān)鍵核心是能產(chǎn)生細(xì)胞免疫應(yīng)答，這也是DC成為腫瘤免疫治療手段基礎(chǔ)的原因之一。

近年來(lái)，膀胱腫瘤治療手段在不斷地提高，但術(shù)后高復(fù)發(fā)率的問(wèn)題依然沒(méi)有得到有效控制，研究發(fā)現(xiàn)，其原因與免疫逃逸可能有一定的關(guān)系。隨著免疫治療手段在腫瘤防治方面應(yīng)用的深入研究，很多研究者把研究焦點(diǎn)移到了DCs上。有研究發(fā)現(xiàn)，膀胱腫瘤是可以發(fā)生免疫逃逸的因素之一，因?yàn)榘螂啄[瘤組織中浸潤(rùn)的DCs數(shù)量下降。劉星等〔23〕研究發(fā)現(xiàn)，正常組織中DCs表達(dá)CD83的水平遠(yuǎn)高于腫瘤組織，這種現(xiàn)象可能是腫瘤組織受到了外周血環(huán)境中一些因素的影響，因?yàn)槟[瘤組織的DCs大多處于未成熟期;而未成熟DCs 抗原遞呈能力很弱，這使膀胱腫瘤患者DCs不能高效地激活免疫反應(yīng)，導(dǎo)致免疫逃逸的可能因素之一。免疫功能紊亂是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵因素之一，DCs數(shù)量與功能變化參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展，以調(diào)控DCs為切入點(diǎn)，已在抗腫瘤治療中發(fā)揮了積極的作用，相關(guān)機(jī)制需進(jìn)一步拓展。

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〔2016-02-03修回〕

(編輯 苑云杰/王一涵)

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(ZH2012004)

牛春雨(1967-)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事創(chuàng)傷休克研究。

李建峰(1981-)，男，碩士，講師，主要從事創(chuàng)傷休克研究。

R392.12

A

1005-9202(2017)09-2323-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.09.112