IL-35與IL-17在自身免疫性疾病中的作用機(jī)制進(jìn)展*

劉斌， 蔡志斌， 曾建銀， 張鵬， 王萍

昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院心臟大血管外科(云南昆明 650051)

細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-35(interleukin-35,IL-35)是一種新型抗炎細(xì)胞因子，是IL-12(interleukin-12,IL-12)家族成員之一，具有獨(dú)特的生物學(xué)特性。Niedbala等研究表明IL-35主要由調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌，是一種具有免疫負(fù)性調(diào)節(jié)作用的新型細(xì)胞因子[1]。細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-17 (interleukin-17, IL-17)主要是由Th17細(xì)胞分泌，是常見促炎因子，可以促進(jìn)白細(xì)胞的遷移和活化，在自身免疫性疾病、腫瘤等疾病中發(fā)揮著重要作用[2]。Okada等[3]研究表明IL-35在很多疾病中發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)節(jié)作用，主要通過抑制IL-17的分泌來實(shí)現(xiàn)，在維持自身耐受和防止自身免疫性疾病的進(jìn)展中起著重要作用。本文擬對近年來關(guān)于IL-35、IL-17的功能、分子機(jī)制及相關(guān)作用進(jìn)行概述和總結(jié)，以期為自身免疫性疾病的治療提供新的思路。

1 IL-35和IL-17及其受體的生物學(xué)特性

1.1 IL-35及其受體的生物學(xué)特性 IL-35是IL-12家族的新成員，IL-12家族共包含5個成員，分別為：IL-12、IL-23、IL-27、IL-35、IL-39[1, 4-5]。IL-35主要由CD4+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)分泌，B細(xì)胞、活化的內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及單核細(xì)胞也可以分泌[4, 6-9]。IL-35由1個折疊螺旋束樣亞基IL-35 p35和1個可溶型受體樣亞基EBI3組成,其中p35亞基是IL-35發(fā)揮免疫學(xué)作用的主要亞基，EBI3可以協(xié)同p35充分發(fā)揮IL-35的免疫調(diào)節(jié)功能[10]。

IL-35的受體不同于其他細(xì)胞因子受體，IL-35受體主要由IL-12Rβ2、gp130和IL-27Rα組成，其中IL-12Rβ主要是由活化的NK細(xì)胞和T細(xì)胞分泌，gp130主要由免疫細(xì)胞分泌，IL-27Rα主要由人類活化的CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞、骨髓細(xì)胞等表達(dá)；受體主要包括4種類型：IL-12Rβ2:IL-27Rα、IL-12Rβ2:IL-12Rβ2、IL-12Rβ2:gp130和gp130:gp130[11-12]。其中IL-35和同源二聚體結(jié)合后僅能抑制T細(xì)胞的增殖，而與異源性二聚體IL-12Rβ:gp130結(jié)合不僅可以抑制T細(xì)胞的增殖，同時(shí)還可以通過介導(dǎo)IL-35誘導(dǎo)產(chǎn)生調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(iTr35)，后者促進(jìn)IL-35的表達(dá)而產(chǎn)生正反饋?zhàn)饔谩?/p>

1.2 IL-17及其受體的生物學(xué)特性 IL-17是具有細(xì)胞因子性質(zhì)的分泌蛋白，IL-17家族共有IL-17A(IL-17)、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(IL-25)、IL-17F等6個成員[13]。其中IL-17A和IL-17F的同源性最高，主要由Th17細(xì)胞分泌。Roth等[14]發(fā)現(xiàn)IL-17C主要由各種上皮細(xì)胞感染金黃色葡萄球菌等后激活的膠質(zhì)細(xì)胞所表達(dá)；Fort等[15]發(fā)現(xiàn)，IL-17E和IL-17A是由同源基因編碼的，并證實(shí)活化的Th2細(xì)胞可以表達(dá)IL-17E。目前已經(jīng)證實(shí)IL-17A、IL-17F作為重要的促炎因子參與炎癥反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展；IL-17C在腸道、皮膚、呼吸道等中具有抗菌作用[16-17]。

IL-17受體家族成員以同源二聚體或異源二聚體的形式行使功能[18-19]。IL-17受體家族由五個成員組成，即：IL-17RA～E,各受體成員之間相互組成受體復(fù)合物，結(jié)合不同配體發(fā)揮不同的生物學(xué)效應(yīng)，如IL-17RA和IL-17RC的復(fù)合體可以與IL-17A和IL-17F結(jié)合而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)；IL-17RE是IL-17C的特異性受體，IL-17C的信號可以通過IL-17RE和IL-17RA形成的異源二聚體向下傳遞，增強(qiáng)機(jī)體對抗感染、炎癥反應(yīng)和自身免疫的能力；細(xì)胞對IL-17E的反應(yīng)主要由IL-17RA和IL-17RB形成的復(fù)合體介導(dǎo)而引起機(jī)體Ⅱ型超敏反應(yīng)[20-21]。IL-17RA不僅可以介導(dǎo)IL-17的促炎作用，還可以參與IL-17E的信號傳導(dǎo)。

2 IL-35和IL-17的信號傳導(dǎo)

2.1 IL-35的信號傳導(dǎo) Collison等[11]表明，IL-35與受體結(jié)合后，通過STAT1、STAT3和STAT4等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子傳導(dǎo)，從而促進(jìn)IL-35的表達(dá)。Shen等[22]發(fā)現(xiàn)，在B細(xì)胞中，IL-35主要與受體IL-12Rβ2：IL-27Rα結(jié)合，激活STAT1和STAT3兩種信號分子來抑制炎癥反應(yīng)；在T細(xì)胞中，IL-35與IL-12Rβ2：IL-12Rβ2和gp130：gp-130受體結(jié)合后，分別激活信號通路STAT4和STAT1，與異二聚受體IL-12Rβ2：gp130結(jié)合，誘導(dǎo)激活STAT1和STAT4信號通路來促進(jìn)T細(xì)胞向Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)化，進(jìn)而增加IL-35的分泌[4, 22]。

2.2 IL-17的信號傳導(dǎo) IL-17A的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)主要依賴于TRAF6(TNF receptor associated factor-6)、Act1(NF-κB activator 1)、microRNA-23b(miR-23b)等重要分子[23-25]；其中Act1是IL-17和IL-17R結(jié)合后向下傳導(dǎo)信號的重要信號連接分子；TRAF6(TNF receptor associated factor-6)是IL-17A激活NF-κB和JNK所必須的蛋白分子；IL-17A與細(xì)胞表面復(fù)合受體IL-17RA：IL-17RC結(jié)合，Act1招募TRAF6，后者激活NF-κB、MAPKs和C/EBP等轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)下游炎癥因子如IL-6、TNF-α等的表達(dá)。在此過程中，IL-17A誘導(dǎo)表達(dá)的多種炎癥因子和趨化因子可以促進(jìn)多種免疫細(xì)胞的募集，從而對自身免疫病起到促進(jìn)作用[26]。Zhu等[24]通過對系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)、多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)、膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(collagen-induced arthritis,CIA)等疾病的相應(yīng)小鼠模型共同報(bào)道，miR-23b可以抑制 IL-17-NF-κB的激活來保護(hù)機(jī)體，而IL-17是通過抑制細(xì)胞中miR-23b的表達(dá)，促進(jìn)促炎細(xì)胞因子表達(dá)，來促進(jìn)自身免疫性疾病的進(jìn)展；在IL-17A 高表達(dá)的自身免疫疾病如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中，miR-23b的表達(dá)下降，解除了對IL-17-NF-κB的抑制，使得 IL-17A信號過度活化而對炎癥性疾病及自身免疫性疾病等起促進(jìn)作用[24]。

3 IL-35和IL-17與自身免疫性疾病

3.1 IL-35與自身免疫性疾病 大量研究證實(shí)在自身免疫性疾病中IL-35通過發(fā)揮抗炎效應(yīng)，對機(jī)體起到保護(hù)作用[27-30]。Ouyang等[31]通過SLE與IL-35之間關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn):(1)IL-35的濃度水平和CD4+EBI3+T細(xì)胞的百分比可以作為評價(jià)SLE活動性的指標(biāo)；(2)IL-35和CD4+EBI3+T細(xì)胞對活動性SLE有較明顯的保護(hù)作用；(3)IL-35濃度的降低可能是會打破Th17細(xì)胞與Treg細(xì)胞之間的平衡，促進(jìn)SLE的發(fā)生、發(fā)展。對于自身免疫性疾病如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、MS、SLE等均有相關(guān)研究證實(shí)IL-35可以通過促進(jìn)抗炎因子IL-10等的分泌和抑制促炎細(xì)胞Th17、促炎因子IL-17A、IFN-γ、TNF-α和 IL-6等的分泌，有效的阻止免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的發(fā)生，對自身免疫性疾病的進(jìn)展起到抑制作用[32-33]。Pope等[34]證明在CIA小鼠模型中，IL-35通過抑制IL-17的表達(dá)從而緩解關(guān)節(jié)炎的癥狀及控制疾病的進(jìn)展。Wang等[35]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸炎小鼠模型，IL-35重組蛋白(rIL-35)可以通過減少巨噬細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的浸潤，增加Treg細(xì)胞的浸潤，促進(jìn)IL-10的分泌和抑制促炎因子IL-6, TNF-α和 IL-17的分泌來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)而減慢結(jié)腸炎小鼠模型的病理進(jìn)展；而在銀屑病小鼠模型中，低劑量的rIL-35可以作為TNF-α的單克隆抗體起到長期治療的效果。Hu等[36]發(fā)現(xiàn)在科薩奇病毒(CVB3)誘導(dǎo)的病毒性心肌炎模型中，IL-35主要是通過增加Tregs細(xì)胞和抑制Th17細(xì)胞來發(fā)揮抗炎免疫作用。總之，IL-35可以通過調(diào)節(jié)與炎癥相關(guān)細(xì)胞因子的分泌來誘導(dǎo)產(chǎn)生抗炎環(huán)境[35]。

3.2 IL-17與自身免疫性疾病 大量研究發(fā)現(xiàn)，Th17細(xì)胞是一類強(qiáng)有力的促炎細(xì)胞，可動員、募集和活化中性粒細(xì)胞，并與其所產(chǎn)生的細(xì)胞因子如IL-17A、IL-17F等共同參與自身免疫性疾病如RA、哮喘、SLE、銀屑病、MS等疾病的病理進(jìn)展[37-38]。有報(bào)道稱，在銀屑病關(guān)節(jié)炎(psoriatic arthritis,PsA)患者的受累皮膚或關(guān)節(jié)處檢測到Th17細(xì)胞升高，并通過與IL-17缺乏的小鼠模型對比研究發(fā)現(xiàn)，IL-17A在PsA的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[39]。清除產(chǎn)生IL-17的淋巴細(xì)胞或者用抗體中和IL-17可以在一些疾病模型如PsA中產(chǎn)生較好療效[40]。研究者發(fā)現(xiàn)1型糖尿病 (type 1 diabetes,T1D)患者體循環(huán)中Th17細(xì)胞的比例相對增高，IL-17A和IL-17F呈高表達(dá)水平，增高的IL-17協(xié)同其他促炎因子如IL-1β、IL-6、TNF-α等共同促進(jìn)胰腺小島炎癥的發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生胰島素抵抗導(dǎo)致1型糖尿病[41-43]。盡管IL-17F 與IL-17A在疾病中所介導(dǎo)的信號通路非常相似，但是 IL-17F對關(guān)節(jié)炎的貢獻(xiàn)卻遠(yuǎn)不及IL-17A[44]。

4 IL-35與IL-17之間的相互作用

研究發(fā)現(xiàn)，IL-35可以通過抑制Th17細(xì)胞的分化來降低IL-17的分泌，在Th17細(xì)胞相關(guān)的疾病中可以起保護(hù)機(jī)體的作用[45-46]。IL-35不僅可以抑制Th17細(xì)胞和Th1細(xì)胞的分化，還可以誘導(dǎo)產(chǎn)生調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Breg 細(xì)胞)，促進(jìn)其向分泌IL-35、IL-10的Breg細(xì)胞轉(zhuǎn)化，通過增加抗炎因子IL-10、IL-35的分泌和減少促炎因子IL-17的分泌來保護(hù)小鼠免受葡萄球膜炎和病毒性腦炎的損傷[47-48]。Okada等[3]發(fā)現(xiàn)，IL-35主要通過抑制調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞分化的轉(zhuǎn)錄因子RORγt和RORα，終止IL-17 mRNA的轉(zhuǎn)錄，抑制了Th17細(xì)胞的分化和IL-17分泌，對慢性牙周炎的進(jìn)展起到抑制作用。最近在葡萄球膜炎小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，p35可以通過抑制IL-6誘導(dǎo)的STAT3的活性或IL-12誘導(dǎo)的STAT4的活性，進(jìn)而抑制B淋巴細(xì)胞增殖[10]。IL-35通過抑制Th17細(xì)胞的增殖，降低IL-17的表達(dá)還可以誘導(dǎo)分泌IL-10、IL-35的T、B細(xì)胞的分化來抑制炎癥的發(fā)生[4, 47, 49]。

總之，IL-35是可以通過直接或間接作用于Th17細(xì)胞抑制促炎因子IL-17等分泌和促進(jìn)抗炎因子IL-10等分泌來發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而在自身免疫性疾病中起保護(hù)作用，具體作用機(jī)制見圖1所示。

圖1 IL-35和IL-17在自身免疫性疾病中的相互作用機(jī)制

5 結(jié)論和展望

IL-35和IL-17家族在自身免疫性疾病進(jìn)展中分別發(fā)揮著抑制和促進(jìn)的作用。早在2015年有數(shù)據(jù)顯示，用IL-17A的單克隆抗體如蘇金單抗(Secukinumab)治療銀屑病具有臨床意義，同時(shí)這一治療方案也獲得了歐洲藥品管理局(the European Medicines Agency,EMA)和美國食品及藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)[50]。其次，IL-35又能借助自身所特有的信號通路抑制Th17細(xì)胞的分化和IL-17的分泌,而且重組IL-35(rIL-35)在自身免疫性疾病中的療效在銀屑病和結(jié)腸炎小鼠模型中都有被證實(shí)[32]。此外，IL-17/Th17信號通路的免疫療法已成功運(yùn)用于體外實(shí)驗(yàn)上，并獲得FDA的批準(zhǔn)運(yùn)用于牛皮癬、銀屑病關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病的治療[51]。

綜上所述，通過抑制IL-17的分泌或者增加機(jī)體內(nèi)IL-35的水平都有助于緩解自身免疫性疾病的進(jìn)展。由于IL-35可以作用于IL-17來發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)節(jié)作用，而IL-17的相應(yīng)抗體已在臨床上運(yùn)用于自身免疫疾病的治療，或許IL-35可以為治療自身免疫性疾病提供一種新途徑。