MBD2調(diào)控Th17優(yōu)勢(shì)分化與非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘

陳志鋒 向旭東

1中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院呼吸內(nèi)科,長(zhǎng)沙410011;2中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科,長(zhǎng)沙410011

支氣管哮喘 (哮喘)是一種異質(zhì)性疾病,由多種細(xì)胞(如肥大細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、氣道上皮細(xì)胞等)和細(xì)胞組分共同引起的氣道慢性炎癥,其特點(diǎn)包括氣道高反應(yīng)性和氣道重塑,可引起可逆性氣流阻塞[1],嚴(yán)重影響人們的功能活動(dòng)和生存質(zhì)量。目前,哮喘主要分為輔助性T 細(xì)胞2 (T helper type 2,Th2)優(yōu)勢(shì)型和非Th2優(yōu)勢(shì)型,前者主要由Th2 及其分泌的細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-13介導(dǎo)的以嗜酸粒細(xì)胞在氣道浸潤(rùn)為主引起的過(guò)敏性哮喘,對(duì)糖皮質(zhì)激素治療敏感[2-3],但研究發(fā)現(xiàn),有近50%的哮喘是非嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn),而是以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主,并且抗糖皮質(zhì)激素,以Th17及其細(xì)胞因子IL-17介導(dǎo)為主[4-5],稱為非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘,由于這類哮喘對(duì)糖皮質(zhì)激素不敏感往往發(fā)展成以氣道中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的重癥或難治性哮喘[6-7]。Th17的發(fā)現(xiàn)打破了過(guò)去認(rèn)為Th1/Th2失衡是哮喘發(fā)病的經(jīng)典機(jī)制,Th17 能分泌細(xì)胞因子IL-17,后者能引起中性粒細(xì)胞在氣道募集,進(jìn)而引起哮喘的發(fā)生,常出現(xiàn)在抗糖皮質(zhì)激素的重癥哮喘中。甲基化-Cp G 結(jié)合域蛋白2 (methtyl-Cp G binding domain protein2,MBD2)蛋白是MBD 蛋白家族成員之一,除了在致癌方面發(fā)揮作用,還能通過(guò)影響Th17 分化而影響哮喘的進(jìn)展。本文通過(guò)綜述MBD2調(diào)控Th17優(yōu)勢(shì)分化進(jìn)而介導(dǎo)非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘的研究進(jìn)展,為哮喘的臨床治療提供思路。

1 Th17的生物特性

1·1 Th17來(lái)源及分化 CD4+T 細(xì)胞在宿主防御有害病原體入侵的免疫反應(yīng)起著至關(guān)重要的作用,除了作為關(guān)鍵輔助性細(xì)胞的作用之外,它們可能在自身免疫性疾病、過(guò)敏性疾病等方面起著促進(jìn)病程進(jìn)展的作用[8]。20多年來(lái),Th細(xì)胞被認(rèn)為僅限于兩個(gè)主要的亞群:Th1和Th2,該說(shuō)法是基于其各自產(chǎn)生的特異性細(xì)胞因子干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ)和IL-4。在哮喘中,Th1通過(guò)分泌IFN-γ發(fā)揮保護(hù)作用,而Th2通過(guò)分泌IL-4、IL-13和IL-5等驅(qū)化嗜酸粒細(xì)胞在氣道浸潤(rùn)引起Th2 優(yōu)勢(shì)型哮喘。以往研究認(rèn)為Th1/Th2失衡是哮喘發(fā)病的關(guān)鍵機(jī)制,但當(dāng)抑制Th2反應(yīng)時(shí),哮喘依然發(fā)生,并且有近50%的哮喘是非嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn),而且以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主。2003年,研究表明在IL-23的刺激下,可誘導(dǎo)Th細(xì)胞亞群選擇性產(chǎn)生IL-17[9]。2年后,研究表明選擇性分泌IL-17 的Th 細(xì)胞是有異于Th1和Th2的新CD4+T 細(xì)胞亞群,以分泌IL-17A/17F為特征,被命名為Th17[10-11],Th17能分泌細(xì)胞因子IL-17,后者聯(lián)合其他炎癥介質(zhì)趨化中性粒細(xì)胞在氣道募集而引起哮喘的發(fā)生,稱為非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘。

Th17分化和增殖是由多種細(xì)胞因子如IL-23、IL-6和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等協(xié)同作用一起誘導(dǎo)的,首先通過(guò)IL-6和TGF-β誘導(dǎo),然后通過(guò)IL-21和IL-23促進(jìn)IL-17和其他Th17信號(hào)細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄,其中維甲酸相關(guān)孤兒核受體γt (retinoic acid related orphan nuclear receptorγt,RORγt)是其關(guān)鍵的特異性轉(zhuǎn)錄因子,協(xié)調(diào)效應(yīng)細(xì)胞系的分化[12-15]。RORC 是攜帶RORγt的編碼基因,當(dāng)基因突變時(shí)由于RORγt缺陷引起Th17細(xì)胞分化不良,導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫缺陷,如皮膚、指甲、口腔和生殖器黏膜易感染白色念珠菌[16]。

研究發(fā)現(xiàn),IL-6、IL-21和IL-23均能激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3 (signal transducer and activator of transcription 3,STAT3),這種激活作用對(duì)細(xì)胞因子IL-6、IL-21和IL-23能否影響Th17細(xì)胞的分化至關(guān)重要,同時(shí),在一些免疫性疾病中,已經(jīng)觀察到STAT3 的激活,而且STAT3能促進(jìn)RORγt基因的表達(dá),這表明STAT3介導(dǎo)的信號(hào)通路對(duì)病理性免疫反應(yīng)有促進(jìn)作用,選擇性抑制STAT3介導(dǎo)的免疫通路可能是Th17依賴性免疫性疾病未來(lái)免疫治療的候選靶點(diǎn)[17-18]。LncRNA-MEG3作為一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA,能調(diào)控RORγt而間接影響Th17 細(xì)胞分化,當(dāng)LncRNA-MEG3水平在哮喘患者外周血CD4+T 細(xì)胞中下調(diào)后,Th17數(shù)量RORγt mRNA 和IL-17水平均降低,而相比對(duì)照組,Lnc RNA-MEG3 過(guò)表達(dá)時(shí),RORγt mRNA、Th17卻上調(diào),LncRNA 未來(lái)可能揭示哮喘的免疫機(jī)制[19]。Na等[20]發(fā)現(xiàn)T 細(xì)胞中的RORγt可以通過(guò)抑制B細(xì)胞淋巴瘤6表達(dá)來(lái)優(yōu)化Th2細(xì)胞分化,當(dāng)RORγt缺失時(shí),Th2 細(xì)胞數(shù)量也減少,這一發(fā)現(xiàn)表明,通過(guò)靶向RORγt可以使氣道中的Th2和Th17細(xì)胞反應(yīng)同時(shí)受到抑制,這可能是治療變應(yīng)性哮喘的一種有前途的方法。近年發(fā)現(xiàn),在ROR 家族的另一成員,維甲酸相關(guān)孤兒核受體α(retinoic acid related orphan nuclear receptorα,RORα)與RORγt作用相反,對(duì)Th17分化有抑制作用,Park等[21]在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎模型小鼠中發(fā)現(xiàn),當(dāng)RORα過(guò)表達(dá)時(shí)可減輕炎癥性關(guān)節(jié)炎的組織學(xué)破壞和臨床癥狀,同時(shí)其配體在體外對(duì)RORγt的表達(dá)和Th17的分化具有抑制作用。

1·2 細(xì)胞因子IL-17 Th17在機(jī)體產(chǎn)生獲得性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,與Th1、Th2一樣,Th17在哮喘等過(guò)敏性疾病的發(fā)病機(jī)制中有重要作用,其作用主要在于它分泌的這些細(xì)胞因子能募集及趨化中性粒細(xì)胞,Th17 主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-21和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)[22-23]。IL-17A 和IL-17F具有50%的氨基酸結(jié)構(gòu)同源性并結(jié)合相同的受體,兩者都通過(guò)T 細(xì)胞表達(dá),具有相似的生物學(xué)功能,兩者都是關(guān)鍵的促炎細(xì)胞因子,IL-17A 在機(jī)體炎癥、自身免疫和腫瘤的發(fā)生以及宿主對(duì)細(xì)菌和真菌感染的防御中發(fā)揮作用,而IL-17F主要在黏膜宿主防御機(jī)制中發(fā)揮作用,在慢性腸道炎癥中兩者發(fā)揮高致病作用[24-25]。Th17 產(chǎn)生最重要的細(xì)胞因子是IL-17,IL-17受體 (IL-17 receptor,IL-17R)在體內(nèi)多數(shù)器官都有表達(dá),其家族有從IL-17RA 到IL-17RE 五個(gè)受體,IL-17A和IL-17F 結(jié)合相同的受體復(fù)合物,該受體復(fù)合物包含IL-17RA與IL-17RC 兩個(gè)亞基,相比于IL-17F,IL-17A 與IL-17RA 具有較高的親和力[26]。

研究發(fā)現(xiàn),IL-17A/IL-17RA 影響了非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的體外遷移和侵襲,在過(guò)表達(dá)IL-17RA 的非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)p38的磷酸化增強(qiáng),而用p38絲裂原活化蛋白激酶特異性抑制劑時(shí)發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲受到抑制,說(shuō)明p38 絲裂原活化蛋白激酶活性對(duì)于IL-17A/IL-17RA 影響非小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)移至關(guān)重要[27]。缺氧和IL-17A都能促進(jìn)成纖維樣滑膜細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲,這對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要,研究發(fā)現(xiàn)IL-17A 通過(guò)增加低 氧 誘 導(dǎo) 因 子 1α (hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)/核因子κB (nuclear factor-κB,NF-κB)途徑的基質(zhì)金屬蛋白酶2 (matrix metalloproteinase-2,MMP-2)和MMP-9表達(dá),使得在缺氧條件下類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜細(xì)胞能發(fā)生轉(zhuǎn)移和侵襲[28]。

1·3 Th17與哮喘 IL-17 通過(guò)激活NF-κB 和絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路在結(jié)合完受體后發(fā)揮促炎作用,特別是中性粒細(xì)胞特異性趨化因子的表達(dá),當(dāng)細(xì)胞外細(xì)菌和真菌入侵時(shí),Th17通過(guò)分泌IL-17增加粒細(xì)胞集落刺激因子促進(jìn)中性粒細(xì)胞生成活化并且在中性粒細(xì)胞趨化因子IL-8/CXCL8等引導(dǎo)下遷移至炎癥部位,從而發(fā)揮抗炎作用,但當(dāng)IL-17過(guò)表達(dá)時(shí),協(xié)同加強(qiáng)IL-6、IL-8和TNF-α等的活動(dòng),促進(jìn)其他炎癥介質(zhì)的分泌募集中性粒細(xì)胞氣道浸潤(rùn)而導(dǎo)致氣道慢性炎癥、平滑肌細(xì)胞增生、肥大和氣道高反應(yīng)性[29-33]。IL-17可增強(qiáng)纖維細(xì)胞中α平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)并且能促進(jìn)纖維細(xì)胞產(chǎn)生促纖維化和促血管生成因子,這可能引起組織收縮和氣道狹窄[34];除了刺激纖維化介質(zhì)外,IL-17還直接作用于上皮細(xì)胞,從而增加產(chǎn)生黏液的基因 (如MUC5A)的表達(dá),并促進(jìn)杯狀細(xì)胞增生,引起氣道重塑,氣道慢性炎癥,加重哮喘的發(fā)展[35]。Shabana等[36]發(fā)現(xiàn)維生素D 能降低持續(xù)性哮喘患者血清中IL-17A的水平和提高血清中IL-10的水平,可考慮將維生素D 添加到哮喘的常規(guī)治療作為輔助療法。最近研究發(fā)現(xiàn),IL-17會(huì)影響樹(shù)突狀細(xì)胞的活化、遷移,在哮喘小鼠模型中,相比野生型小鼠,IL-17A/IL-17F 雙敲除的小鼠顯示嗜酸粒細(xì)胞、氣道高反應(yīng)性、黏液分泌和免疫球蛋白E 水平均降低。與野生型小鼠中樹(shù)突狀細(xì)胞相比,來(lái)自過(guò)敏原刺激的IL-17A/IL-17F雙敲除的小鼠的引流淋巴結(jié)的樹(shù)突狀細(xì)胞表現(xiàn)出遷移和共刺激分子CCR7、CCR2、MHC-Ⅱ和CD40的表達(dá)降低。此外,在沒(méi)有IL-17 的情況下,引流淋巴結(jié)中過(guò)繼轉(zhuǎn)移的抗原特異性細(xì)胞的體內(nèi)刺激減弱,因此,IL-17可增強(qiáng)氣道樹(shù)突狀細(xì)胞的活化和遷移,而且缺乏IL-17會(huì)導(dǎo)致抗原特異性T 細(xì)胞啟動(dòng)反應(yīng)減少,并抑制實(shí)驗(yàn)性過(guò)敏性哮喘的發(fā)展[37]。

一項(xiàng)病例對(duì)照研究通過(guò)高通量蛋白質(zhì)芯片技術(shù)進(jìn)行炎癥細(xì)胞因子篩選,發(fā)現(xiàn)相比對(duì)照組,在低Th2型哮喘患者中,與Th17相關(guān)的炎癥細(xì)胞因子IL-17A 和IL-9在患者血漿中的表達(dá)明顯升高并與成人哮喘風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[38]。在哮喘患者痰液、支氣管肺泡灌洗液和外周血單個(gè)核細(xì)胞中IL-17A蛋白質(zhì)和m RNA 水平表達(dá)增加[39-42]。以上研究進(jìn)一步表明,以Th17優(yōu)勢(shì)為主,所分泌的IL-17及其炎癥介質(zhì)募集中性粒細(xì)胞在氣道浸潤(rùn),后者誘導(dǎo)杯狀細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞增生引起氣道重塑和氣道高反應(yīng)性等一系列變化引起非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘。

Th17介導(dǎo)的哮喘常發(fā)展為重癥哮喘或難治性哮喘。Krishnamoorthy等[43]發(fā)現(xiàn),用變應(yīng)原刺激缺乏中性粒細(xì)胞胞外誘捕器的小鼠,氣道中性粒細(xì)胞和IL-17 水平降低,同時(shí)氣道黏膜增生也減少,而在重癥哮喘患者的支氣管肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞胞外誘捕器與IL-17及中性粒細(xì)胞水平呈正相關(guān)。中性粒細(xì)胞自噬和中性粒細(xì)胞胞外誘捕器可通過(guò)破壞氣道上皮并引發(fā)人氣道上皮細(xì)胞和外周血嗜酸粒細(xì)胞的炎癥反應(yīng)來(lái)提高哮喘的嚴(yán)重程度[44]。Th17及其細(xì)胞因子通過(guò)誘導(dǎo)TGF-β表達(dá)和減少凋亡而參與哮喘的類固醇抵抗機(jī)制,同時(shí),糖皮質(zhì)激素治療抑制了中性粒細(xì)胞凋亡,增強(qiáng)了IL-17的產(chǎn)生[45]。磷脂酰肌醇4，5-二磷酸3-激酶可增強(qiáng)IL-17A 產(chǎn)生和分泌,IL-17A 通過(guò)磷脂酰肌醇4，5-二磷酸3-激酶激活并導(dǎo)致組蛋白脫乙酰基酶2的減少而導(dǎo)致氣道上皮細(xì)胞對(duì)糖皮質(zhì)激素不敏感[46],進(jìn)而發(fā)展為重癥哮喘或難治性哮喘。Nagakumar等[47]發(fā)現(xiàn),在抗激素嚴(yán)重哮喘小兒中,盡管在抗激素IL-17 和嗜酸粒細(xì)胞持續(xù)存在,但全身性類固醇治療后哮喘發(fā)作和癥狀有所減輕。研究發(fā)現(xiàn),雄激素對(duì)哮喘具有保護(hù)作用,通過(guò)降低IL-17A表達(dá),從而降低氣道中性粒細(xì)胞炎癥[48],在未來(lái)對(duì)非Th2型哮喘治療有指導(dǎo)意義。目前,非Th2型哮喘主要以Th17介導(dǎo),中性粒細(xì)胞在氣道浸潤(rùn),常常發(fā)展為重癥哮喘,進(jìn)行干預(yù)后,氣道高反應(yīng)性和氣道重塑改善,降低了支氣管肺泡灌洗液IL-17A、髓過(guò)氧化物酶水平和中性粒細(xì)胞數(shù)量,減輕糖皮質(zhì)激素抵抗[49-53]。

2 MBD2及其作用

2·1 MBD2生物特性 遺傳變異和環(huán)境對(duì)哮喘也有促進(jìn)作用,兩者可能受表觀遺傳學(xué)調(diào)控,DNA 甲基化是表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制之一,DNA 甲基化是指在DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶作用下對(duì)核苷酸胞嘧啶中的甲基基團(tuán)進(jìn)行轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生5-甲基胞嘧啶。該過(guò)程發(fā)生在CpG 二核苷酸 (沿著DNA 的線性序列由磷酸鹽分離的胞嘧啶和鳥(niǎo)嘌呤)上,DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)Cp G 二核苷酸的甲基化,隨后甲基化-Cp G 結(jié)合蛋白進(jìn)行補(bǔ)充,引起染色質(zhì)重構(gòu)和轉(zhuǎn)錄因子的阻斷,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄抑制,MBD 家族是甲基化-CpG 結(jié)合蛋白家族之一,MBD 在DNA 甲基化發(fā)揮 “閱讀器”和調(diào)節(jié)表觀基因組的作用,除了MBD2外,其他家族成員包括甲基化CpG 結(jié)合蛋白2 (methyl-Cp G-binding protein 2,MeCP2)、MBD1、MBD3、MBD4、MBD5和MBD6[54-55]。

MBD2是位于人類和小鼠基因組18號(hào)染色體上的一個(gè)多外顯子基因,編碼的MBD2蛋白與MBD3蛋白的氨基酸序列相似度超過(guò)70%,MBD2和MBD3基因之間存在高度的基因序列同源性,提示在進(jìn)化過(guò)程中存在基因復(fù)制事件,同時(shí),MBD2可以實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)間的相互作用以及翻譯后的修飾,因其具有獨(dú)特的G/R 豐富結(jié)構(gòu)域。MBD2因?yàn)槭褂昧颂娲姆g起始位點(diǎn)和替代的剪接,使得MBD2蛋白有3種主要的亞型:MBD2a、MBD2b 和MBD2c (也稱為MBD2t)[56],三者都有連接甲基化CpG 的MBD 結(jié)構(gòu)域。

MBD2蛋白高度保守,表達(dá)無(wú)處不在,通過(guò)與核小體重塑和組蛋白脫乙?；?(nucleosome remodeling and histone deacetylation,Nu RD)復(fù)合物相互作用,Nu RD 在單個(gè)大分子復(fù)合物中獨(dú)特地結(jié)合了脫乙酰酶和重塑酶活性,MBD2蛋白在脫乙?；负椭厮芙M分之間提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使得復(fù)合物具有選擇性識(shí)別甲基化DNA 的能力,MBD2蛋白通過(guò)與Nu RD 相互作用成為轉(zhuǎn)錄抑制因子,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄沉默[57]。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)將染色質(zhì)免疫沉淀法測(cè)定的MBD2 結(jié)合位點(diǎn)與差異表達(dá)基因相關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)MBD2的缺失主要導(dǎo)致了異源細(xì)胞中低表達(dá)基因的去抑制[58],該現(xiàn)象可能影響Nu RD 的募集,從而導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的改變。

2·2 MBD2功能 MBD2與免疫系統(tǒng)和腫瘤發(fā)生有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),MBD2蛋白廣泛表達(dá),在肺、肝和結(jié)腸中含量相對(duì)較高,與其他MBD 蛋白功能喪失的小鼠相比,MBD2缺失小鼠表現(xiàn)出相對(duì)溫和的表型,這一現(xiàn)象之前被解釋為MBD 蛋白之間的功能冗余[57,59]。

2·2·1 MBD2 與腫瘤疾病 Pan 等[60]發(fā)現(xiàn)MeCP2 和MBD2在宮頸癌的表達(dá)明顯降低,而miR-221 和miR-222在宮頸癌中是升高的,研究表明上調(diào)的miR-221/miR-222通過(guò)抑制MBD2和MeCP2促進(jìn)宮頸癌的發(fā)生。MBD2在肝細(xì)胞癌表達(dá)水平上調(diào),LncRNA LOC105369748 被證明可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合肝細(xì)胞癌中的microRNA-5095 來(lái)促進(jìn)MBD2表達(dá),多因素分析發(fā)現(xiàn),MBD2 可作為肝癌的預(yù)后標(biāo)志物[61-62]。MBD2對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲有促進(jìn)作用,Cui等[63]發(fā)現(xiàn)miR-520b直接與MBD2的3'-非翻譯區(qū)結(jié)合并降低其在神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織的蛋白質(zhì)水平的表達(dá),表明miR-520b可以通過(guò)靶向MBD2來(lái)抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的進(jìn)展。在人類T 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病的臨床標(biāo)本中,Wnt信號(hào)通路的信號(hào)明顯增強(qiáng),并與MBD2的表達(dá)呈正相關(guān),MBD2消融通過(guò)減弱Wnt信號(hào)通路來(lái)阻止T 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病進(jìn)展和維持[64],有望成為改善T 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病治療的候選靶點(diǎn),作為開(kāi)發(fā)這種和其他淋巴細(xì)胞惡性腫瘤表觀遺傳治療的新起點(diǎn)。

2·2·2 MBD2與免疫 MBD2是MeCP2、MBD1和MBD3中唯一在脾臟中高度表達(dá)的MBD 蛋白,脾臟是誘導(dǎo)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的場(chǎng)所。有趣的是,MBD2在成年小鼠脾臟中呈暫時(shí)性上調(diào),在年輕鼠脾臟中則無(wú)法檢測(cè)到[57]。Cook等[65]發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有MBD2表達(dá)的情況下,樹(shù)突狀細(xì)胞表現(xiàn)出降低的表型活化作用,并且啟動(dòng)Th2抵抗蠕蟲(chóng)或過(guò)敏原的能力明顯受損,說(shuō)明MBD2通過(guò)調(diào)節(jié)樹(shù)突狀細(xì)胞中的基因表達(dá)程序間接影響CD4+T 細(xì)胞的成熟,包括在控制樹(shù)突狀細(xì)胞引發(fā)Th2 反應(yīng)的能力中起關(guān)鍵作用。在自身免疫和移植領(lǐng)域,目前調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞作為潛在的細(xì)胞療法或藥理學(xué)調(diào)節(jié)的靶標(biāo)引起了人們的興趣,研究表明,MBD2敲除后脾臟中調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的比例顯著降低,令人驚訝的是,缺乏MBD2的小鼠并未產(chǎn)生自身免疫,這可能是因?yàn)樗鼈兊腡 效應(yīng)細(xì)胞對(duì)刺激的反應(yīng)不敏感,容易受到調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞抑制[66]。Zhong等[67]發(fā)現(xiàn)MBD2 的缺失導(dǎo)致無(wú)法讀取甲基化信息,這破壞了T-bet/Hlx 軸的穩(wěn)態(tài),并抑制了Th17分化,使得對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎具有保護(hù)作用。另外,MBD2參與了系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn),在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中,MBD2 m RNA表達(dá)明顯增加,而在健康對(duì)照組卻是降低的[68]。炎癥引起免疫細(xì)胞的動(dòng)員和募集是COPD 的主要特征之一,Zeng等[69]發(fā)現(xiàn)在COPD 的氣道上皮中MBD2 蛋白表達(dá)水平降低,而在人支氣管上皮細(xì)胞中,這種表達(dá)降低與ERK 途徑介導(dǎo)的IL-6和IL-8水平升高有關(guān),這些結(jié)果表明,MBD2可能導(dǎo)致COPD 中的慢性氣道炎癥,有望成為COPD 的治療靶點(diǎn)。

3 MBD2在非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘中的作用

目前發(fā)現(xiàn),非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主而非嗜酸粒細(xì)胞,主要在重癥哮喘中觀察到,但也存在于輕度至中度哮喘患者中[70]。從哮喘患者的痰液、血清中觀察到IL-17A m RNA 增加,并且與CXCL8 (IL-8)m RNA和痰中性粒細(xì)胞以及哮喘嚴(yán)重程度相關(guān),特別是在糖皮質(zhì)激素抵抗的嚴(yán)重哮喘中,常伴有氣道中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),同時(shí)由于糖皮質(zhì)激素可抑制中性粒細(xì)胞凋亡,常導(dǎo)致重癥哮喘[71]。Th17可通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶、STAT3發(fā)揮免疫病理作用,其細(xì)胞因子IL-17A 能誘導(dǎo)IL-6和IL-8的分泌,以及多種趨化因子 (CXCL1、CXCL3 和CXCL5)的分泌,誘發(fā)中性粒細(xì)胞在氣道聚集,引起慢性炎癥,甚至導(dǎo)致氣道重塑。Wilson等[72]發(fā)現(xiàn)通過(guò)氣道引起的過(guò)敏反應(yīng):Th2反應(yīng)溫和,但Th17 反應(yīng)強(qiáng)烈,并且加強(qiáng)了氣道中性粒細(xì)胞聚集和急性氣道高反應(yīng)性,這些發(fā)現(xiàn)支持了非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘主要是以Th17優(yōu)勢(shì)為主,通過(guò)IL-17及相關(guān)趨化因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞在嚴(yán)重哮喘中的因果作用。

DNA 甲基化是哮喘表觀遺傳調(diào)控機(jī)制之一,MBD 家族在DNA 甲基化發(fā)揮 “閱讀器”和調(diào)節(jié)表觀基因組的作用,研究發(fā)現(xiàn)MBD2通過(guò)調(diào)控Th17優(yōu)勢(shì)分化間接影響非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘的發(fā)展。如前文所述,MBD2 的缺失破壞了T-bet/Hlx軸的穩(wěn)態(tài)進(jìn)而抑制Th17分化,使得其對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠具有保護(hù)作用[67]。細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑3 (suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)負(fù)性調(diào)控Th17 的分化[73]。Sun 等[74]通過(guò)構(gòu)建Th17介導(dǎo)的非Th2優(yōu)勢(shì)型重癥哮喘小鼠模型發(fā)現(xiàn),MBD2表達(dá)升高,SOCS3 表達(dá)降低,并伴有p-STAT3 和RORγt表達(dá)的升高。SOCS3的抑制通過(guò)STAT3/RORγt途徑促進(jìn)Th17的分化。當(dāng)敲除MBD2 后,SOCS3 表達(dá)增加,但Th17和IL-17下降;而當(dāng)MBD2表達(dá)增加時(shí),SOCS3的表達(dá)下調(diào),但Th17和IL-17增加;SOCS3沉默或過(guò)表達(dá)時(shí),Th17發(fā)生變化,而MBD2 表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明MBD2正性調(diào)控Th17分化,同時(shí)MBD2可能是通過(guò)下游靶基因SOCS3來(lái)影響Th17的分化。同時(shí),在MBD2-/-重癥哮喘小鼠模型中,哮喘的癥狀明顯緩解,Th17和IL-17減少。轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α參與Th17分化,HIF-1α缺乏引起Th17分化減少,并保護(hù)小鼠免受自身免疫性神經(jīng)炎癥的侵害[75]。在Th17 介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞哮喘中,MBD2 和HIF-1α在小鼠肺和脾中顯著增加,相比Th2 優(yōu)勢(shì)型哮喘,MBD2和HIF-1α在非Th2 優(yōu)勢(shì)型重癥哮喘中明顯增加,伴有Th17 和IL-17 的增加,當(dāng)MBD2 和HIF-1α沉默時(shí),Th17和IL-17的水平明顯降低。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)MBD2過(guò)表達(dá)時(shí),HIF-1α 升高,Th17 分化增加;MBD2 沉默時(shí),HIF-1α 和Th17 均降低;而HIF-1α 沉默或過(guò)表達(dá)時(shí),MBD2無(wú)變化,但Th17降低或升高,伴有RORγt降低或升高。說(shuō)明MBD2 能通過(guò)調(diào)控HIF-1α來(lái)影響Th17 的活化[76]。Brüstle 等[77]發(fā)現(xiàn)敲除干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4,IRF4)小鼠未能發(fā)展成實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎,RORγt表達(dá)降低,Th17 分化受損。Jia等[78]發(fā)現(xiàn),MBD2和IRF4在中性粒細(xì)胞型哮喘中明顯升高,當(dāng)IRF4沉默或過(guò)表達(dá)時(shí),Th17降低或升高,兩者呈正相關(guān),未觀察到MBD2的表達(dá)差異。而IRF4蛋白表達(dá)卻隨著MBD2 基因的過(guò)表達(dá)而顯著增加,并隨著MBD2基因的沉默而降低,說(shuō)明MBD2能通過(guò)調(diào)控HIF-1α來(lái)影響Th17分化。以上研究說(shuō)明,MBD2在Th17介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞哮喘中,是明顯升高的,同時(shí)與Th17、IL-17呈正相關(guān),通過(guò)調(diào)控下游靶基因來(lái)影響Th17的活化,從而介導(dǎo)非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘的進(jìn)展。

4 小結(jié)與展望

綜上所述,MBD2 在哮喘中通過(guò)調(diào)控Th17 的優(yōu)勢(shì)分化,誘導(dǎo)其分泌IL-17等多種細(xì)胞因子趨化中性粒細(xì)胞的活動(dòng),影響非Th2優(yōu)勢(shì)型哮喘的進(jìn)展。目前,MBD2調(diào)控Th17的優(yōu)勢(shì)分化具體機(jī)制尚不清楚,還需繼續(xù)努力深入研究。當(dāng)然,考慮到MBD2的缺失并不影響先天免疫系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌感染的反應(yīng),未來(lái)MBD2可能是一個(gè)可行的臨床治療哮喘的表觀遺傳靶點(diǎn),為抗糖皮質(zhì)激素的重癥哮喘患者帶來(lái)福音。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突