視黃酸在免疫調(diào)節(jié)中的研究進展

王 慧，陳 永，管劍龍*

視黃酸在免疫調(diào)節(jié)中的研究進展

王 慧1，陳 永2，管劍龍2*

本文對維生素A在機體固有免疫和特異性免疫方面的研究進展進行綜述，以引起臨床對于維生素A在相關(guān)疾病患者食物、藥物方面的使用的重視。

視黃酸；免疫耐受；自身免疫；綜述

0 引言

維生素A(Vitamin A,Vit A)通過其衍生物視黃酸(Retinoic acid，RA)在胚胎發(fā)育，決定細(xì)胞、組織分化中起關(guān)鍵作用。兒童Vit A缺乏與視覺缺陷密切相關(guān)。Vit A缺乏也增加感染性疾病的患病幾率[1]，這顯示了Vit A在免疫功能中的地位。RA在促進免疫耐受方面有調(diào)節(jié)作用,在效應(yīng)免疫反應(yīng)中有廣泛作用。Guo等[2]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤(B16.OVA黑色素瘤細(xì)胞系)微環(huán)境中的RA是周圍組織的5倍，是腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞增殖、聚集的信號通路之一，介導(dǎo)抗腫瘤免疫。Pino-Lagos等[3]研究發(fā)現(xiàn)，RA直接調(diào)控CD4+T細(xì)胞分化，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。

近年來，國外對Vit A及其活性物質(zhì)RA在免疫/炎癥反應(yīng)中的研究較多，國內(nèi)尚未引起重視。本文綜述近年來Vit A/RA在免疫調(diào)節(jié)機制方面的研究進展，以促進臨床對于相關(guān)疾病患者在食物、藥物方面的使用指導(dǎo)。

1 RA的生物學(xué)活性

RA存在多種同工型，其中全反式RA是發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的主要形式。RA來源于Vit A(又稱視黃醇，Retinol)。Vit A在血漿中與視黃醇結(jié)合蛋白結(jié)合。合成RA的細(xì)胞必須能夠提供Vit A向RA轉(zhuǎn)化所需要的酶[4]。Vit A首先在視黃醇脫氫酶(Retinol dehydrogenase，RDH)作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橐朁S醛(Retinal)，然后在視黃醛脫氫酶(Retinal dehydrogenase，RALDH)作用下不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)镽A。

RA通過與RA受體(RARs)及視黃醇類Ⅹ受體(RXRs)形成的異二聚體結(jié)構(gòu)結(jié)合后發(fā)揮信號傳導(dǎo)作用。RARs與RXRs屬于核激素受體家族，具有配體依賴的轉(zhuǎn)錄因子作用。RA與其受體RAR結(jié)合后引起構(gòu)象改變，從而促進共激活劑復(fù)合體聚集，開啟轉(zhuǎn)錄過程；并通過組蛋白共價修飾作用和DNA甲基化修飾周圍染色質(zhì)[5]。

2 RA與非特異性免疫(黏膜免疫)

在腸道集合淋巴結(jié)(Peyer氏斑)和腸系膜淋巴結(jié)的樹突狀細(xì)胞(DCs)合成的RA可刺激腸T細(xì)胞歸巢受體CCR9和α4β7表達(dá)[6]。Peyer氏斑和腸系膜淋巴結(jié)的DCs分別存在乙醛脫氫酶-1α1(aldh1a1)和乙醛脫氫酶-1α2(aldh1a2)基因的表達(dá)，其中CD103+DCs的aldh1a2表達(dá)水平最高[7]。DCs通過RA誘導(dǎo)Treg細(xì)胞分化產(chǎn)生介導(dǎo)腸道免疫耐受，Coombes等[8]進一步發(fā)現(xiàn),RA與轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)是誘導(dǎo)CD103+DCs刺激Treg細(xì)胞生成的共同因子。Lee等[9]研究表明，TNF受體家族的CD137+DCs也是aldh1a2高表達(dá)的DCs亞群，具有較高RALDH活性，CD137還通過Toll樣受體(TLR2)及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體(GM-CSFR)促進未分化DCs的RALDH活性，從而增加RA表達(dá)，以刺激Treg細(xì)胞生成。

Iwata等[6]研究發(fā)現(xiàn)，RA基本由腸道樹突狀細(xì)胞通過Vit A進行合成，并增強腸道T細(xì)胞α4β7和CCR9表達(dá)；Vit A缺乏導(dǎo)致淋巴組織α4β7+記憶/活化細(xì)胞減少及腸黏膜T細(xì)胞缺失。RA維持人體皮膚、肺等屏障器官中存在表達(dá)aldh1a2的DCs，為穩(wěn)定的免疫防御功能起重要作用[10]。Manicassamy等[11]通過體外實驗研究表明，TLR2激動劑酵母聚糖刺激脾DCs，可誘導(dǎo)其aldh1a2表達(dá)，白色念珠菌刺激脾DCs亦可誘導(dǎo)aldh1a2表達(dá)。雖然表達(dá)RALDH水平較腸道低，但相關(guān)細(xì)胞因子和病原相關(guān)分子模式可誘導(dǎo)RALDH的表達(dá)，說明RA合成并調(diào)節(jié)外周免疫反應(yīng)范圍廣泛。體內(nèi)研究顯示，包括呼吸道病毒感染、移植反應(yīng)、腫瘤免疫等多種炎癥反應(yīng)刺激下均可誘導(dǎo)局部DCs產(chǎn)生RALDH[12-13]。

3 RA與特異性免疫(輔助性T細(xì)胞)

3.1 增強Foxp3表達(dá) 體外研究顯示，RA可明顯增強TCR-TGF-β介導(dǎo)的CD4+T細(xì)胞向iTreg細(xì)胞分化[6,14]，RA不僅可以通過調(diào)控Smad3信號通路上調(diào)TGF-β介導(dǎo)的Foxp3表達(dá)[15]，還可以結(jié)合RAR/RXR異二聚體作用于Foxp3基因的RA反應(yīng)元件增強子，從而利于磷酸化的Smad3與增強子區(qū)域的結(jié)合[16]。

RA在增加可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(iTreg)方面亦有重要作用[17-18]，RA對腸道白細(xì)胞、iTreg細(xì)胞的分化和功能調(diào)節(jié)作用提示了其在黏膜免疫耐受方面的潛在價值[19]。在各種炎癥因子或iTreg細(xì)胞與胸腺Treg細(xì)胞共刺激時，RA可增強Foxp3表達(dá)的穩(wěn)定性。在iTreg細(xì)胞產(chǎn)生過程中，RA可對IL-6受體、Th17細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞因子受體有抑制作用[15]。Reis等[20]通過RA在腸黏膜對CD4+T細(xì)胞向CD4+CD8α+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程的調(diào)控作用進一步證實了RA抗炎癥反應(yīng)的機制。條件性陰性表達(dá)RARα(RA受體)的小鼠模型腸上皮內(nèi)具有抗炎作用的CD4+CD8α+細(xì)胞嚴(yán)重減少。模型小鼠不能上調(diào)T-bet基因，從而無法誘導(dǎo)CD8細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子、Runx3，不能抑制ThPok，進而使得腸上皮CD4+細(xì)胞向CD8α+細(xì)胞分化減少。

3.2 增強Th1細(xì)胞穩(wěn)定性 Brown等[21]研究顯示，RA信號對Th1細(xì)胞介導(dǎo)的各種炎癥反應(yīng)，如排斥反應(yīng)、系統(tǒng)性李斯特菌感染、口腔抗原誘導(dǎo)的腸道炎癥等具有重要作用。RA對Th1細(xì)胞分化的早期不是必須的，但在維持持續(xù)的Th1細(xì)胞分化中較關(guān)鍵。在Th1細(xì)胞分化過程中，RA可抑制內(nèi)源性Th17細(xì)胞程序，抑制Th1細(xì)胞向Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。對Th1細(xì)胞的基因組分析表明，其T-bet、STAT4和IFN-γ等基因表達(dá)均與RA信號通路中RARα表達(dá)密切相關(guān)；RA-RARα可抑制調(diào)節(jié)Th17程序的多種基因，包括IL-6ra和Runx1。

此外，RA對排斥反應(yīng)、疫苗接種和腸道感染中的Th1細(xì)胞調(diào)節(jié)亦起到關(guān)鍵作用[22]。

3.3 RA與Th17細(xì)胞的分化 RA通過對Th1細(xì)胞的調(diào)控和促進iTreg細(xì)胞分化抑制Th17細(xì)胞的分化。體外研究顯示，RA與TGF-β、IL-6相互影響，通過調(diào)控TGF-β介導(dǎo)的Foxp3表達(dá)抑制初始T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化[15,18]。RA可以影響STAT5和STAT3信號通路的平衡，從而調(diào)控Th17/Treg細(xì)胞平衡[23]。RA因拮抗STAT3信號通路活化而下調(diào)效應(yīng)T細(xì)胞IL-6R和IL-23R的表達(dá)[15]。另外，RA促進Th17分化細(xì)胞IL-2產(chǎn)生，從而激活STAT5信號通路。在IL-2存在的情況下，RA抑制Th17細(xì)胞的分化作用更明顯，而在促炎因子IL-1β存在情況下，因激活STAT3信號通路，RA抑制Th17細(xì)胞分化的作用受到限制[24]。

與體外研究結(jié)果一致，對自身免疫性腦脊髓炎小鼠給予RA可抑制Th17細(xì)胞并控制病情活動度[15]。Spencer等[25]對可模擬Th17細(xì)胞及其細(xì)胞因子的3型先天性淋巴樣細(xì)胞(ILC3s)進行研究顯示，RA激動劑對野生型小鼠和Vit A缺乏小鼠，無論是穩(wěn)定期還是枸櫞酸桿菌誘導(dǎo)腸道感染的ILC3s均有損傷作用。小鼠胚胎期缺乏Vit A，可致次級淋巴器官減小，且在成年期持續(xù)存在，可導(dǎo)致適應(yīng)性免疫應(yīng)答受損。

4 RA與Th2細(xì)胞的分化

Cantorna等[26]研究表明，在旋毛蟲(Trichinella spiralis)寄生的模型小鼠中，飲食中添加Vit A顯示出增強Th2細(xì)胞及其細(xì)胞因子以及抑制CD4+T細(xì)胞IFN-γ的作用。進一步研究顯示，在缺乏RA信號通路時，先天性淋巴樣細(xì)胞失調(diào)。Vit A缺乏狀態(tài)下，可誘導(dǎo)2型先天性淋巴樣細(xì)胞(ILC2)和Th2細(xì)胞因子[25]。體外研究顯示，ILC2對Th2細(xì)胞介導(dǎo)的過敏反應(yīng)起重要作用[27]，說明RA對Th2細(xì)胞的分化調(diào)控可能是通過增強ILC2表達(dá)實現(xiàn)的。

5 小結(jié)與展望

了解RA對免疫的調(diào)控機制，可減少相關(guān)疾病的致死率、致殘率。RA免疫增強作用可增強宿主抗感染能力；RA對腸道白細(xì)胞、iTreg細(xì)胞的分化和功能調(diào)節(jié)作用提示其在黏膜免疫耐受方面的潛在價值。當(dāng)前研究顯示出Vit A/RA對機體免疫調(diào)節(jié)的重要作用，提示其將來良好的應(yīng)用價值。在體內(nèi)，RA誘導(dǎo)Treg細(xì)胞分化，同時抑制Th1、Th17細(xì)胞的功能，提示RA可能是潛在的免疫抑制劑。已有研究表明，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡的小鼠模型中，RA顯示出抑制Th1細(xì)胞和緩解病情的功效[28]。在1型糖尿病小鼠模型中，RA抑制胰島Th1細(xì)胞并促進了Treg的產(chǎn)生和功能。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎小鼠模型中，RA可減少滑膜液IL-17和IL-21水平，并減少相關(guān)抗體生成[29]。但關(guān)于RA/Vit A臨床有效性、安全性的研究很少，尚沒有轉(zhuǎn)化成臨床應(yīng)用。這方面的研究在國內(nèi)也并未引起重視，希望將來能夠加強該領(lǐng)域的基礎(chǔ)及臨床研究。另外，對于相關(guān)疾病患者進行藥物或食物補充或許可使患者獲益。

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Retinoicacidinimmuneregulation:aliteraturereview

WANG Hui1,CHEN Yong2,GUAN Jian-long2*

(1.Shidong Hospital,Yangpu District,Shanghai 200438,China;2.Rheumatologic Department,Huadong Hospital,Fudan University,Shanghai 200040,China)

This article reviews the research progress on vitamin A in nonspecific and specific immune function,so as to arouse the attention to vitamin A in food supplement and drug use of patients with relevant diseses in clinical practice.

Retinoic acid;Immune tolerance;Autoimmune;Review

2017-02-22

1.上海市楊浦區(qū)市東醫(yī)院,上海 200438;2.復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院免疫風(fēng)濕科,上海 200040

*通信作者

10.14053/j.cnki.ppcr.201709029