MBD2和SOCS3調(diào)控Th17細(xì)胞與重癥哮喘發(fā)病機(jī)制

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(南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，湖南 衡陽 421001)

重癥哮喘[1]是指在過去一年中≥50%的時(shí)間需要給予全球哮喘防治創(chuàng)議指南中4～5級哮喘藥物治療，即高劑量吸入激素聯(lián)合長效β2受體激動(dòng)劑和(或)白三烯調(diào)節(jié)劑/緩釋茶堿，或全身激素治療才能維持哮喘控制狀態(tài)或上述治療下仍不能控制的哮喘。流行病學(xué)調(diào)查研究表明全球約有3億成年哮喘患者，其中5%～10% 哮喘患者為重癥哮喘[2]。2014年ESR/ATS聯(lián)合發(fā)布了重癥哮喘診治指南[1]，指出重癥哮喘與普通哮喘治療方面存在諸多不同，預(yù)后也不一樣，嚴(yán)重影響患者的工作和生活，是導(dǎo)致哮喘患者住院和死亡的主要原因。但重癥哮喘發(fā)病機(jī)制至今不完全明確，而在哮喘發(fā)病機(jī)制探討中，免疫調(diào)節(jié)異常及其相關(guān)研究占據(jù)著重要地位。本文就甲基CpG結(jié)合蛋白2(MBD2)及細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)抑制蛋白3(SOCS3)參與調(diào)控輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)細(xì)胞與重癥哮喘發(fā)病的關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 Th17細(xì)胞概述

輔助性T細(xì)胞17(T helper cell 17,Th17)的分化及其釋放細(xì)胞因子所涉及的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路成為當(dāng)前哮喘尤其是氣道中性粒細(xì)胞炎癥的發(fā)病機(jī)制及防治研究中的熱點(diǎn)。Th17 細(xì)胞不同于經(jīng)典Th1/Th 2細(xì)胞的CD4+ T 細(xì)胞亞群，其在機(jī)體炎癥和自身免疫反應(yīng)方面扮演重要角色。白細(xì)胞介素17(interleukin 17,IL-17 or IL-17A)是Th17 細(xì)胞產(chǎn)生的代表性細(xì)胞因子，其可以通過直接影響白細(xì)胞介素8(interleukin 8,IL-8)或間接產(chǎn)生集落刺激因子(colony-stimulating factor,CSF)、趨化因子-8(chemokines,CXCL8)、聚集和活化中性粒細(xì)胞等發(fā)揮作用。ROUSSEL等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在哮喘患者支氣管鏡活檢中IL-17RA和IL-17RC mRNA的表達(dá)顯著增加，并且這些受體不僅在上皮和炎癥細(xì)胞上表達(dá)，而且在內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)。而IL-17能有效地刺激肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生選擇性驅(qū)動(dòng)中性粒細(xì)胞趨化性的化學(xué)引誘物(如CXCL8和5-脂氧合酶途徑的衍生物)。HELLINGS等[4]報(bào)道，小鼠經(jīng)卵蛋白致敏激發(fā)后，肺組織中IL-17mRNA早期升高，并伴有明顯的中性粒細(xì)胞浸潤，給予IL-17抗體后中性粒細(xì)胞的浸潤明顯減少，效果與地塞米松相當(dāng)。AGACHE等[5]研究發(fā)現(xiàn)，重癥哮喘患者血清IL-17較輕度及中度哮喘患者組中均有增加，可用于預(yù)測哮喘嚴(yán)重程度，并作為重癥哮喘的獨(dú)立預(yù)測因素。上述研究說明Th17 細(xì)胞及IL-17 在介導(dǎo)中性粒細(xì)胞炎癥方面發(fā)揮重要作用，參與以氣道中性粒細(xì)胞浸潤為特點(diǎn)的哮喘發(fā)病過程，并且與哮喘的嚴(yán)重度呈正相關(guān)[6-7]。

2 MBD2促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化

甲基CpG結(jié)合蛋白2(Methtyl-CpG-binding domain protein 2,MBD2)基因位于人類染色體18q21.2上，屬于甲基化CpG 域結(jié)合蛋白MBDs(Methtyl-CpG-binding domain proteins,MBDs)家族成員之一。MBD2 能夠特異性的結(jié)合至靶基因的甲基化啟動(dòng)子區(qū)域，并且通過招募其它分子，改變組蛋白的轉(zhuǎn)錄后修飾，從而改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，調(diào)控靶基因的表達(dá)。

MBD2參與諸多生化過程，影響基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞分化等。生物化學(xué)和遺傳學(xué)證據(jù)表明，MBD2具有獨(dú)特的功能，被證明有助于多能細(xì)胞，免疫淋巴細(xì)胞和腫瘤發(fā)生中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控[8]。WOOD等[9]研究發(fā)現(xiàn)，MBD2對腦功能的影響較小，但在許多組織中高度表達(dá)，特別是肺，肝，結(jié)腸；成年小鼠的MBD2表達(dá)在脾臟和小腸中亦顯著增加。研究發(fā)現(xiàn)野生小鼠脾初始CD4+ T細(xì)胞中MBD2的表達(dá)較低，但是在抗CD3 / CD28刺激后MBD2的表達(dá)顯著上調(diào)；且相較于野生型小鼠脾初始CD4+ T細(xì)胞，MBD2缺失型小鼠脾初始CD4 + T細(xì)胞分化產(chǎn)生IL-17的數(shù)量明顯下降，且MBD2可以通過甲基化T-bet / Hlx調(diào)節(jié)T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞[10]。綜上提示MBD2與CD4+ T細(xì)胞分化與功能的調(diào)節(jié)存在密切關(guān)系，在促進(jìn)Th17細(xì)胞分化成熟過程中發(fā)揮重要作用。

3 SOCS3抑制Th17細(xì)胞的分化

賈納斯激酶信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子途徑(Janus kinase signal transducer and activator of transcription pathway,JAK/STAT)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。細(xì)胞因子信號阻抑蛋白分子(suppressor of cytokine signaling,SOCS)主要通過對該通路的負(fù)性調(diào)節(jié)而抑制信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)抑制蛋白3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)基因位于人染色體17q25.3，只有1個(gè)外顯子，沒有內(nèi)含子。

SOCS3負(fù)性調(diào)控JAK/STAT信號，有利于維持機(jī)體正常的生理功能。ROMAIN[11]研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)SOCS3可以抑制IL-17的表達(dá)，增加小鼠主動(dòng)脈瘤的發(fā)生；FANG[12]研究發(fā)現(xiàn)血小板因子4(platelet factor 4,PF4)能夠上調(diào)SOCS3的表達(dá)而抑制IL-17/STAT3途徑而參與黑色素瘤的發(fā)病。QIN[13]研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)促進(jìn)IL-17的表達(dá)也是通過抑制SOCS3的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。VEGRAN F[14]認(rèn)為過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)通過SOCS3參與調(diào)控磷酸化STAT3(p-STAT3)的表達(dá)，影響IL-17的表達(dá)參與腫瘤介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。SON等[15]研究發(fā)現(xiàn)抑瘤素(Oncostatin M,OSM)通過激活SOCS3、STAT3降低Th17細(xì)胞分化和IL-17產(chǎn)生。LIN等[16]研究發(fā)現(xiàn)丙泊酚通過抑制白細(xì)胞介素6(interleukin 6,IL-6)誘導(dǎo)的JAK2/STAT3途徑的磷酸化，使SOCS3表達(dá)作用增強(qiáng)，從而抑制Th17細(xì)胞分化。DING等[17]研究發(fā)現(xiàn)在銅綠假單胞菌感染的肺組織CD4+ T細(xì)胞中外源SOCS3基因轉(zhuǎn)移能降低pSTAT3的表達(dá)，抑制IL-17A細(xì)胞的水平。上述研究顯示SOCS3可以抑制Th17細(xì)胞的分化。

4 MBD2通過SOCS3調(diào)控Th17細(xì)胞的分化參與重癥哮喘的發(fā)病

最新一項(xiàng)研究顯示，在重癥哮喘小鼠模型中，通過體外脾細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著MBD2基因的過度表達(dá)，IL-17蛋白的表達(dá)顯著增加，隨著MBD2基因的沉默，IL-17蛋白表達(dá)減少。同時(shí)Th17細(xì)胞的數(shù)量與MBD2基因的過表達(dá)或沉默一致，顯示MBD2通過影響Th17細(xì)胞的分化和IL-17分泌而參與重癥哮喘的發(fā)病[18]。SOCS3負(fù)調(diào)控Th17細(xì)胞分化，而SOCS3表達(dá)下調(diào)與中性粒細(xì)胞哮喘小鼠體內(nèi)初始T細(xì)胞向Th17方向分化增強(qiáng)有關(guān)，表明SOCS3通過影響Th17細(xì)胞的分化參與重癥哮喘的發(fā)病[19]。

SOCS3啟動(dòng)子區(qū)的CpG島為轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，這些位點(diǎn)被異常甲基化造成的SOCS3表達(dá)沉默與多種腫瘤的發(fā)生有關(guān)。在肺癌中，普遍存在著SOCS3啟動(dòng)子區(qū)CpG島被高度甲基化現(xiàn)象，甲基化的頻率和其轉(zhuǎn)錄抑制效應(yīng)是一致的。當(dāng)去甲基化后，SOCS3的轉(zhuǎn)錄恢復(fù)正常，重新反饋抑制STAT3活性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤生長。TOKITA等[20]研究發(fā)現(xiàn)在人類惡性黑色素瘤細(xì)胞中，SOCS3的表達(dá)與SOCS3基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)，通過甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(5-氮脫氧胞苷)去甲基化處理抑制其活性，使在誘導(dǎo)人惡性黑色素瘤細(xì)胞中SOCS3表達(dá)呈陰性或弱陽性，表明高度甲基化的SOCS3基因失活可能參與促進(jìn)惡性黑色素瘤發(fā)生。MBD2與SOCS3啟動(dòng)子區(qū)的CpG島結(jié)合，可引起該位點(diǎn)的甲基化，導(dǎo)致SOCS3對Th17細(xì)胞分化抑制的減弱，使得Th17細(xì)胞分化增加，從而參與重癥哮喘的發(fā)病。

5 展 望

在哮喘發(fā)病機(jī)制探討中，免疫調(diào)節(jié)的異常及其相關(guān)研究占據(jù)著重要地位，但重癥哮喘發(fā)病機(jī)制至今還不完全明確。研究表明Th17細(xì)胞在重癥哮喘發(fā)病中起重要作用，MBD2能夠促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化，而SOCS3通過對JAK/STAT負(fù)性調(diào)節(jié)而抑制信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制Th17細(xì)胞分化。MBD2及SOCS3調(diào)控Th17細(xì)胞的分化可能與重癥哮喘發(fā)病有關(guān)，但目前的研究尚不充分，尚需作進(jìn)一步的研究，為以MBD2為治療哮喘的靶分子研究提供更多的依據(jù)。

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