IL-29在免疫及腫瘤中的研究進(jìn)展

劉珂君，裴 華，王華民

（海南醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室，海南 ?？?570100）

IL-29在免疫及腫瘤中的研究進(jìn)展

劉珂君，裴 華，王華民*

（海南醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室，海南 ?？?570100）

IL-29；免疫及腫瘤

IL-29作為Ⅱ類細(xì)胞因子的副家族由Shapperd等于2003年發(fā)現(xiàn)。IL29，IL-28A，IL-28B共同組成了Ⅲ型干擾素，也分別稱作IFNλ1，IFNλ2，IFNλ3。在人體中IL-29是最為有效的分子，大量分布于血清中。突變的mIFNλ1基因并不能編碼有功能的IFNλ1蛋白，因此，在小鼠體內(nèi)IL-29被看作假基因。在人類IFNλ分子中，僅有IL-29表現(xiàn)出N端糖基化。

干擾素的作用有抗病毒、抗惡性腫瘤擴(kuò)散、免疫調(diào)節(jié)活性和通過誘導(dǎo)效應(yīng)改變細(xì)胞前類型等[1]。已發(fā)現(xiàn)IFNλs具有抗病毒和抗腫瘤增殖的功能，這些功能是通過與Ⅰ型干擾素相同的信號(hào)通路而發(fā)揮作用[2-3]。和Ⅰ型干擾素相比，由于靶細(xì)胞有限，使這些效應(yīng)受到很大限制。IFNλ的細(xì)胞靶點(diǎn)主要位于上皮組織，大部分Ⅰ型干擾素的靶細(xì)胞都不是IFNλ的靶細(xì)胞，如白細(xì)胞。Ⅰ型和Ⅲ型干擾素信號(hào)通路相同，通過cDNA微陣列分析，兩者基因表達(dá)模式在本質(zhì)上也相同，但兩個(gè)干擾素類型通過的卻是不同的異質(zhì)二聚體受體來發(fā)揮作用。

Ⅲ型干擾素的發(fā)現(xiàn)開啟了干擾素研究的新篇章。IL-29，作為最有效的Ⅲ型干擾素，將在此文中進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 L-29的表達(dá)，靶細(xì)胞，信號(hào)及免疫作用

1.1 IL-29的表達(dá)和靶細(xì)胞

編碼Ⅲ型干擾素的基因位于19號(hào)染色體，與編碼Ⅰ型干擾素和IL-10的基因有一定的相似性。IL-10家族的成員包含了6或7個(gè)α螺旋反向平行結(jié)構(gòu)的短結(jié)構(gòu)蛋白，在其長(zhǎng)鏈上包含了181個(gè)IL-29的氨基酸。IL-29能表達(dá)IRF-3，TBK1，RIG-1，IPS-1等病毒誘導(dǎo)的信號(hào)通路。

成熟的樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞和肺上皮細(xì)胞高表達(dá)IL-29。由于誘導(dǎo)Ⅰ型干擾素和Ⅲ型干擾素的信號(hào)機(jī)制相似，樹突細(xì)胞可以共表達(dá)IFNλs和IFNβ。

IL-29主要靶細(xì)胞為上皮細(xì)胞，因此，高水平的IL-29在胃腸道、呼吸道和粘膜區(qū)域出現(xiàn)。Witte等人在一項(xiàng)研究中證實(shí)了IL-29在皮膚組織中的靶細(xì)胞包括了角質(zhì)細(xì)胞和成黑色素細(xì)胞，而皮下的脂肪細(xì)胞和成纖維母細(xì)胞并非其靶細(xì)胞。免疫細(xì)胞具有一定量的IFNλ受體，但其對(duì)IL-29仍處于低敏感性。Witte等人將此歸因于IFNλ受體的拼接變體是由免疫細(xì)胞分泌的。這些分泌的糖基化蛋白結(jié)合到IL-29上，限制了它的效應(yīng)。

1.2 IL-29的信號(hào)

IL-29和Ⅰ型干擾素都可以通過STAT1和STAT2激活JAK-STAT信號(hào)路徑，而更低等級(jí)的IL-29由STAT3和STAT4進(jìn)行感應(yīng)。STAT1/STAT2信號(hào)級(jí)聯(lián)放大如下：殘留于STAT1和STAT2的酪氨酸磷酸化，使這些蛋白成為二聚物后運(yùn)輸?shù)桨酥衃4]。一旦包含了干擾素調(diào)節(jié)因子9（IRF9）的二聚物被運(yùn)輸，將會(huì)合成干擾素刺激因子3（ISGF3）復(fù)合物。在細(xì)胞核內(nèi)，ISGF3復(fù)合物將錨定干擾素刺激反應(yīng)元件ISFE，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)干擾素刺激基因的轉(zhuǎn)錄。STAT1/ STAT2信號(hào)途徑是病毒感染后Ⅰ型干擾素在病毒感染后短時(shí)間內(nèi)抗病毒應(yīng)答的主要途徑。在病毒感染應(yīng)答過程中，由ISGF3的誘導(dǎo)物ISFEs可誘導(dǎo)成百上千的基因轉(zhuǎn)錄。包括抗病毒基因Mx1，OAS，IFIT。

1.3 IL-29在免疫中的作用

1.3.1 IL-29在細(xì)胞因子產(chǎn)生中的作用

IL-29刺激可引起TOLL樣受體（Toll like receptor，TLR）增加，使單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞刺激IL-12分泌；同時(shí)，在單核細(xì)胞和單核細(xì)胞來源的DC細(xì)胞中并未發(fā)現(xiàn)有TLR誘導(dǎo)出的IL-12分泌的現(xiàn)象[5-6]。這可以解釋為由于IFNLR受體的存在造成了此現(xiàn)象的產(chǎn)生。反之，IFNα顯示可下調(diào)TLR，后通過單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)出IL-12分泌。本研究提示了IL-29在T細(xì)胞上的相關(guān)效應(yīng)：微生物產(chǎn)生配體與抗原提呈細(xì)胞上的Toll樣受體結(jié)合，誘導(dǎo)它們分泌IL-12，IL-12可以通過極化T細(xì)胞為Th1細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答。Th1細(xì)胞可以通過產(chǎn)生IFNα，IL-2，TNFα激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞相關(guān)和噬菌性免疫應(yīng)答，在清除感染中起到了重要作用。

1.3.2 IL-29在NK細(xì)胞和抗病毒活性中的作用

自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）具有靶向溶解不依賴于抗原遞呈細(xì)胞的異質(zhì)或變異后的細(xì)胞的能力[7]。Kramer指出，據(jù)以往研究，NK細(xì)胞并不表達(dá)IFNλ受體。但在最近的Souza-Fonseca-Guimaraes等人的實(shí)驗(yàn)中，在純化小鼠的NK細(xì)胞中，通過RT-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)IFNLR mRNA。這是首次發(fā)現(xiàn)IFNλs可以直接影響NK細(xì)胞。

IL-29有抗單鏈RNA病毒的潛力，這些病毒包括腦心肌炎病毒、水皰性口炎病毒、HSV-2。IL-29在體內(nèi)的抗病毒應(yīng)答強(qiáng)于體外，因?yàn)樵隗w內(nèi)IL-29可以加強(qiáng)IFNγ的血清水平來抵抗HSV-2。在SARS冠狀病毒和甲型流感病毒中，IL-29是由二型肺泡細(xì)胞產(chǎn)生的主要的干擾素。

2 IL-29在癌癥中的作用

2.1 IL-29的促腫瘤效應(yīng)

Novak等人的研究檢測(cè)了IL-29在多發(fā)性骨髓瘤中的作用，IL-29通常顯示出抗病毒和抗腫瘤效應(yīng)，但在多發(fā)性骨髓瘤中則被認(rèn)為是可能的促腫瘤因子，原因在于IL-29的受體與IL10相似，其信號(hào)通路類似于TNFα。多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞可以表達(dá)IL-10Rβ和IFNL1受體，并且可以錨定在可溶性IL-29上。究竟是骨髓中的哪種細(xì)胞產(chǎn)生了IL-29還不清楚，但與普通的骨髓中相比，IL-29水平在骨髓瘤中有顯著提高。Novak等人的研究試圖進(jìn)一步證實(shí)IL-29在骨髓瘤細(xì)胞中確切的信號(hào)通路-它可以激活STAT1，STAT3和MAPK/Erk。這些通路與IFNα誘導(dǎo)骨髓瘤的通路是相同的。

2.2 IL-29的抗腫瘤效應(yīng)

2.2.1 IL-29在皮膚腫瘤中的作用

IL-29對(duì)上皮細(xì)胞的特異性可能也是它抗皮膚腫瘤的原因。前已敘述生黑色素細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞等特殊的皮膚細(xì)胞表達(dá)IL-29受體。Wolf等人指出，IL-29可以抑制角質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)。Guenterberg證實(shí)黑色素瘤細(xì)胞系表達(dá)IFNλ受體。因此IL-29對(duì)角質(zhì)腫瘤細(xì)胞和黑色素瘤細(xì)胞是特異性的，它可以通過JAK-STAT信號(hào)通路來發(fā)揮抗腫瘤增生和促凋亡效應(yīng)。

用B16黑色素瘤細(xì)胞的小鼠模型證實(shí)了IL-29的抗腫瘤效應(yīng)。B16黑色素瘤細(xì)胞系是自然選擇的結(jié)果。Sato等人在小鼠模型上證實(shí)了IL-29的抗B16腫瘤效應(yīng)[8]。上調(diào)MHC一類分子和增加的NK細(xì)胞，也可能是其抗腫瘤機(jī)制之一。

細(xì)胞周期檢查點(diǎn)介質(zhì)，包括p21分子和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Rb）蛋白同樣會(huì)受影響。P21分子水平和脫磷酸Rb蛋白水平增加。磷酸化Rb可以區(qū)分G0期和已分化的細(xì)胞。

2.2.2 肺癌中的IL-29

肺癌被認(rèn)為是當(dāng)今最致命的腫瘤之一。在非小細(xì)胞肺癌的病人血清中發(fā)現(xiàn)IL-29水平有所升高。因此測(cè)量IL-29血清水平最初被作為NSCLC診斷手段之一，直到發(fā)現(xiàn)IL-29可以在細(xì)胞中通過STAT途徑上調(diào)P21分子，發(fā)揮抗腫瘤細(xì)胞增生的作用。P21分子是周期蛋白依賴性激酶抑制劑，它的上調(diào)可以導(dǎo)致細(xì)胞阻滯和凋亡。

2.2.3 食管癌中的IL-29

IL-29可以上調(diào)食管癌細(xì)胞中的MHC一類分子、p21、Rb來抑制腫瘤細(xì)胞增殖。P21和Rb蛋白的上調(diào)證明了癌細(xì)胞被阻滯在G1期。他們還檢測(cè)了caspase3和poly酶，證實(shí)了癌細(xì)胞發(fā)生了凋亡現(xiàn)象。Li等人還選取了特異性表達(dá)IFNLR的9個(gè)食管癌患者的腫瘤細(xì)胞。通過IL-29協(xié)同化療，起到了抗腫瘤效應(yīng)，且并未影響正常細(xì)胞。

2.2.4 胃癌中的IL-29

近期研究顯示了IL-29在胃腺癌細(xì)胞系-SCG-7901中的抗腫瘤細(xì)胞增殖和促凋亡效應(yīng)。Xuefeng等人將胃癌細(xì)胞感染重組質(zhì)粒腺病毒后發(fā)現(xiàn)人IL-29表達(dá)水平升高。此質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞由于抗增殖效應(yīng)顯示出了更高的凋亡比率。相關(guān)研究SGC-7901感染小鼠模型，IL-29腺病毒質(zhì)?？梢韵拗莆赴┘?xì)胞，此外，IL-29誘導(dǎo)了NK細(xì)胞相關(guān)的免疫應(yīng)答來對(duì)抗胃癌細(xì)胞。

Gao等人在體外分離實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，IL-29通過上調(diào)p21、927、Bax和下調(diào)Bcl-2引起胃癌細(xì)胞SGC-7901和HGC-27周期停滯和凋亡。并強(qiáng)調(diào)了IL-29能使線粒體膜去極化，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞色素c和凋亡誘導(dǎo)因子的釋放以及激活接下來的促凋亡蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

3 總 結(jié)

近年來IL-29的研究已成為細(xì)胞因子研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱門。它與IFNα的相關(guān)性使研究者們更多地關(guān)注在其抗病毒和免疫治療方向；與IL10家族成員的結(jié)構(gòu)相似性和與Ⅰ型干擾素信號(hào)通路的相似性提示了IL-29的抗病毒、抗腫瘤增殖及免疫調(diào)節(jié)作用。綜上所述，IL-29具有廣泛的臨床應(yīng)用前景，有望成為臨床療效更高而副作用更小的臨床干擾素類藥物。

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R730.5

A

ISSN.2095-8242.2017.055.10874.02

國(guó)家自然科學(xué)基金（81641166）

王華民

本文編輯：吳玲麗