效應(yīng)性和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞失衡在帕金森病發(fā)病中的作用*

劉亞蘭 陳方民 王洪財(cái)

帕金森?。≒arkinson disease，PD）是一種以中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元變性為特征的神經(jīng)退行性疾病，線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥、細(xì)胞凋亡和神經(jīng)毒素等多種病理過(guò)程參與了PD 的發(fā)病[1-4]。神經(jīng)炎癥和小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型轉(zhuǎn)換是PD 進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，神經(jīng)炎癥與α-突觸核蛋白（alpha-synuclein，α-Syn）在神經(jīng)元中的積聚有關(guān)[5]。先天性和適應(yīng)性免疫都能激發(fā)神經(jīng)炎癥，加速α-Syn 聚集，導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元變性死亡。研究表明，CD4+T 細(xì)胞是小膠質(zhì)細(xì)胞功能表型轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵調(diào)控，且在神經(jīng)炎癥中發(fā)揮重要的作用，其分化為許多亞群，包括效應(yīng)性T 細(xì)胞（effectorT cell，Teff）和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（regulatory T cell，Treg），其中Teff 包括Th1 細(xì)胞、Th2 細(xì)胞和Th17細(xì)胞[6]。這些T 細(xì)胞亞群在神經(jīng)退行性變中發(fā)揮不同的調(diào)節(jié)作用。

1 CD4+T細(xì)胞在PD神經(jīng)炎癥中的作用

先天性和適應(yīng)性免疫都能激發(fā)神經(jīng)炎癥。神經(jīng)炎癥能加速錯(cuò)誤折疊蛋白的積累，從而導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。PD 患者的中腦黑質(zhì)中產(chǎn)生了硝化α-突觸核蛋白（nitrated-α-synuclein，N-α-Syn），α-Syn的硝化是氧化應(yīng)激的結(jié)果。N-α-Syn 對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的初始刺激會(huì)產(chǎn)生炎癥環(huán)境，影響腦脊液周圍抗原提呈細(xì)胞的表型。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)捕獲新抗原后，炎性抗原前體細(xì)胞會(huì)遷移到頸部淋巴結(jié)，它們將處理過(guò)的新抗原呈遞給T 細(xì)胞[7-9]。基于先前中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中免疫功能障礙的研究，將CD4+T 細(xì)胞分為Teff 和Treg 兩大亞群。另研究發(fā)現(xiàn)，幼稚的CD4+T 細(xì)胞在外周被激活，CD4+T 細(xì)胞獲得炎癥表型，如Th1 和Th17 細(xì)胞，然后滲透到中樞神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)，增強(qiáng)M1 型小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥功能，從而導(dǎo)致神經(jīng)元變性[10]。研究表明，在PD 小鼠模型中，CD4+T 細(xì)胞缺乏可抑制神經(jīng)退行性變，由此可得知炎性CD4+T 細(xì)胞反應(yīng)可能是多巴胺能神經(jīng)元退行性變的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7]。

2 Teff與PD

浸潤(rùn)中腦黑質(zhì)的CD4+T 細(xì)胞被激活后，會(huì)分化為Teff 和Treg 兩大亞群，二者分別產(chǎn)生不同的免疫應(yīng)答。N-α-Syn 誘導(dǎo)的Teff 反應(yīng)會(huì)加劇神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元變性[10]。Teff 細(xì)胞包括Th1、Th2 和Th17細(xì)胞等，Th1 和Th17 細(xì)胞驅(qū)動(dòng)促炎反應(yīng)，而Th2 細(xì)胞發(fā)揮抗炎和免疫抑制活性[11]。

2.1 Th1 細(xì)胞參與PD 的分子機(jī)制 Th1 細(xì)胞可以分泌多種細(xì)胞因子，包括腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）等。其中，TNF-α 通過(guò)過(guò)度刺激其在神經(jīng)元中表達(dá)的受體而促進(jìn)神經(jīng)元的直接死亡；TNF-α 通過(guò)抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞使用的谷氨酸緩沖機(jī)制間接造成神經(jīng)元死亡；TNF-α 還作用于膠質(zhì)細(xì)胞，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞獲得炎癥功能，從而加強(qiáng)PD 的神經(jīng)炎癥過(guò)程[12]。與TNF-α 在神經(jīng)退行性變中的作用形成鮮明對(duì)比的是，IFN-γ 在PD 中的作用還沒(méi)有得出明確的結(jié)論。多巴胺受體D3 是一種促進(jìn)CD4+T 細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的受體，研究表明缺乏多巴胺受體D3 的小鼠對(duì)1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）誘導(dǎo)的神經(jīng)變性是無(wú)效的。然而將IFN-γ 缺陷小鼠的脾細(xì)胞轉(zhuǎn)移到Rag1 基因敲除（Rag1-KO）小鼠中，不能保護(hù)小鼠免受MPTP 誘導(dǎo)的神經(jīng)元變性[13]。因此，IFN-γ 在PD 中的作用還未有定論。

Th1 型免疫還可以通過(guò)多種分子途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而引發(fā)炎癥。T-bet 是屬于T-box 家族的新型轉(zhuǎn)錄因子，它選擇性地表達(dá)于Th1 細(xì)胞，能誘導(dǎo)IFN-γ 的產(chǎn)生，在Th1 細(xì)胞的分化中起著決定性的作用。據(jù)報(bào)道，IL-12 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄激活因子4（STAT4）和IFN-γ/STAT1 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)可以觸發(fā)T-bet 的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)Th1 細(xì)胞分化[14]。因此，Th1 細(xì)胞在神經(jīng)炎癥中是一個(gè)重要的促炎T 細(xì)胞群。

2.2 Th17 細(xì)胞參與PD 的分子機(jī)制 在PD 中，Th1 和Th17 細(xì)胞在促炎免疫反應(yīng)中合作。與Th1細(xì)胞類似，Th17 細(xì)胞也在神經(jīng)炎癥中發(fā)揮作用。Reynolds 等[10]比較了在MPTP 處理前將不同功能表型的CD4+T 細(xì)胞轉(zhuǎn)移到野生型受體小鼠中的黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的神經(jīng)變性程度，結(jié)果顯示，這種神經(jīng)變性在很大程度上是由Th17 細(xì)胞介導(dǎo)的。

Th17 細(xì)胞通過(guò)釋放炎癥細(xì)胞因子發(fā)揮作用，如IL-17。這些細(xì)胞因子導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度激活，進(jìn)而在受損的腦區(qū)釋放更多的炎性介質(zhì)，如TNF-α、IL-1β 和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶。因此，Th17 細(xì)胞釋放的炎性細(xì)胞因子可以導(dǎo)致神經(jīng)炎癥和神經(jīng)元變性[15]。IL-17 主要由Th17 細(xì)胞產(chǎn)生，IL-17 細(xì)胞因子家族由6 個(gè)成員組成，即IL-17A至F，其中主要是IL-17A 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮作用[16]。Th17 細(xì)胞可以加重MPTP 小鼠的神經(jīng)炎癥和運(yùn)動(dòng)障礙，而IL-17A 的缺乏減輕了MPTP 引起的損傷?？笽L-17A 中和抗體阻斷IL-17A 可減少1-甲基-4-苯基吡啶（MPP+）誘導(dǎo)的PD 大鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞激活、多巴胺能神經(jīng)元丟失和運(yùn)動(dòng)障礙[17]。因此阻斷IL-17A 的治療有利于改善PD癥狀。目前對(duì)IL-17B 至F 的了解較少，研究表明IL-17B 與癌癥有關(guān)；IL-17C 與銀屑病有關(guān)；IL-17D刺激內(nèi)皮細(xì)胞可誘導(dǎo)經(jīng)典的促炎細(xì)胞因子反應(yīng)，包括IL-6、IL-8 和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）；IL-17E 又被稱為IL-25，其與Th2 細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞和氣道上皮細(xì)胞密切相關(guān)，這些細(xì)胞均可促進(jìn)哮喘氣道炎癥的發(fā)生；IL-17F 促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生[18]。

在MPTP 小鼠模型中，小鼠的血腦屏障被破壞，Th17 細(xì)胞浸潤(rùn)到腦實(shí)質(zhì)并誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥。Th17 細(xì)胞在體外通過(guò)促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活而加重MPP+誘導(dǎo)的多巴胺能神經(jīng)元的丟失。研究表明，Th17 細(xì)胞通過(guò)一種細(xì)胞間的接觸機(jī)制直接損傷多巴胺能神經(jīng)元，這依賴于表達(dá)在Th17 細(xì)胞和多巴胺能神經(jīng)元上的白細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1（leukocyte functionassociated antigen-1，LFA-1）和細(xì)胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）之 間的相互作用。JNK/AP-1 信號(hào)通路參與了LFA-1/ICAM-1 介導(dǎo)的Th17 細(xì)胞對(duì)多巴胺能神經(jīng)元的毒性作用[19-20]。這提示可以將抑制Th17 細(xì)胞與多巴胺能神經(jīng)元的細(xì)胞間通訊作為治療PD 的一種方法。

2.3 Th2 細(xì)胞參與PD 的分子機(jī)制 Th2 細(xì)胞受一系列轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子和信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，如GATA-3、B 細(xì)胞淋巴瘤6（BCL6）、T-bet。GATA-3 是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，在Th2 分化中起關(guān)鍵作用[21]。BCL6 轉(zhuǎn)錄抑制因子在調(diào)節(jié)Th2 反應(yīng)中起重要作用，缺乏BCL6 的小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的Th2 型炎癥。T-bet 是控制Th1 和Th17 分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，也調(diào)節(jié)Th2 細(xì)胞的產(chǎn)生。T-bet 已被證明通過(guò)抑制活化的GATA3+CD4+T 細(xì)胞的產(chǎn)生和降低嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子、單核細(xì)胞趨化蛋白-1和GM-CSF 的水平來(lái)抑制Th2 免疫反應(yīng)[22]。

研究發(fā)現(xiàn)，Th2 細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抑制性細(xì)胞因子來(lái)發(fā)揮抗炎作用，包括IL-4、IL-5、IL-13。另有證據(jù)表明，Th2 細(xì)胞還能通過(guò)分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（如IL-4 和IL-10）來(lái)保護(hù)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，這可能有助于激活M2 型小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮作用[14]。

3 Treg與PD的作用

Treg 細(xì)胞是一種特殊的免疫抑制性T 細(xì)胞亞群，對(duì)維持免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。Treg 細(xì)胞不僅抑制效應(yīng)性免疫反應(yīng)，還可將神經(jīng)破壞性Th1 和Th17 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)保護(hù)性反應(yīng)，這表明Treg 細(xì)胞在PD 中可發(fā)揮免疫保護(hù)作用[11]。在大腦中，抗炎細(xì)胞因子可以削弱炎癥環(huán)境，增強(qiáng)血腦屏障的穩(wěn)定性，Treg細(xì)胞通過(guò)分泌TGF-β 和IL-10 等抗炎細(xì)胞因子來(lái)抑制炎癥反應(yīng)，因此Treg 細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)特性[23]。

研究表明，Treg 細(xì)胞表面的CD45 與多巴胺能神經(jīng)元上的Galectin-1 相互作用有助于Treg 細(xì)胞與神經(jīng)元的接觸保護(hù)[24]。Treg 細(xì)胞通過(guò)兩種跨膜蛋白CD47 和信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α（SIRPA）的相互作用和Rac1/Akt 激活的細(xì)胞間接觸機(jī)制保護(hù)多巴胺能神經(jīng)元免受MPP+神經(jīng)毒性。這表明Treg 細(xì)胞的直接神經(jīng)保護(hù)作用不是依賴于其分泌的細(xì)胞因子TGF-β和IL-10，而是依賴于細(xì)胞與細(xì)胞（Treg 與神經(jīng)元）之間的接觸機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)為PD 的治療策略提供了新的見(jiàn)解[25]。

4 Teff細(xì)胞與Treg細(xì)胞比例失衡在PD中的作用

研究表明，PD 患者血液中Th1 和Treg 細(xì)胞數(shù)量分別增加和減少。同樣，實(shí)驗(yàn)性PD 小鼠血液中Th1 和Treg 細(xì)胞數(shù)量也分別增加和減少。這些數(shù)據(jù)提示Th1 和Treg 細(xì)胞之間的不平衡可能參與了PD的發(fā)病[26]。在PD 小鼠模型中，Th1 和Treg 細(xì)胞平衡的恢復(fù)減輕了小鼠PD 的嚴(yán)重程度。因此，Th1和Treg 細(xì)胞比例失衡是PD 小鼠發(fā)病的必要因素。Th1 細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子介導(dǎo)細(xì)胞免疫，Th2 細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子介導(dǎo)體液免疫。正常情況下，Th1 和Th2 細(xì)胞的免疫反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。如前所述，PD 主要是由細(xì)胞免疫介導(dǎo)，因此PD 患者Th1 型免疫應(yīng)答增強(qiáng)，導(dǎo)致Th1 型反應(yīng)和Th1/Th2平衡向Th1 轉(zhuǎn)變[27]。由此可推測(cè)出Th1 和Th2 細(xì)胞比例失衡有助于PD 的發(fā)生。研究表明，產(chǎn)生IL-17的Th17 細(xì)胞促進(jìn)多巴胺能神經(jīng)元死亡，而Treg 細(xì)胞減弱其作用[28]。因此，Th17 和Treg 細(xì)胞比例失衡參與了PD 的發(fā)病。

在PD 患者和動(dòng)物模型中，Th1 和Th17 細(xì)胞數(shù)量增加，而Th2 和Treg 細(xì)胞數(shù)量減少。Th1 和Th17細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子促進(jìn)神經(jīng)炎癥的發(fā)生，Th2和Treg 細(xì)胞產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)，這表明T 細(xì)胞之間的比例失衡可能導(dǎo)致膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活躍和慢性炎癥的發(fā)生[29]。Teff 細(xì)胞包括Th1、Th2 和Th17 細(xì)胞，由此可得出Teff 和Treg 細(xì)胞比例失衡導(dǎo)致PD 的發(fā)生。

5 總結(jié)與展望

浸潤(rùn)到中腦黑質(zhì)的CD4+T 細(xì)胞可以分化為Teff和Treg 兩大亞群，其中Teff 細(xì)胞包括Th1、Th2 和Th17 細(xì)胞。神經(jīng)炎癥是PD 進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在神經(jīng)炎癥中，Th1 和Th17 細(xì)胞驅(qū)動(dòng)促炎反應(yīng)，而Th2和Treg 細(xì)胞發(fā)揮抗炎作用。促炎免疫反應(yīng)和抗炎免疫反應(yīng)之間的平衡對(duì)于維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是至關(guān)重要的，Teff 和Treg 細(xì)胞之間比例失衡可能導(dǎo)致PD 的發(fā)生。根據(jù)CD4+T 細(xì)胞獲得的不同功能表型，可推測(cè)出這些細(xì)胞不僅可以誘導(dǎo)神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生，還可以發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，甚至是治療作用。在今后的免疫治療中，可以上調(diào)抗炎Th2/Treg 反應(yīng)，下調(diào)促炎Th1/Th17 反應(yīng)，從而保護(hù)PD 中的多巴胺能神經(jīng)元。了解Teff 的神經(jīng)毒性和Treg 的神經(jīng)保護(hù)特性，以及它們?cè)赑D 中的失調(diào)，可以引發(fā)對(duì)PD免疫治療方法的思考。