干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在慢性炎性疾病中作用的研究進(jìn)展

欒 格，王 明，王成碩*，張 羅，3*

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院 1.耳鼻咽喉頭頸外科 耳鼻咽喉頭頸科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(首都醫(yī)科大學(xué))；3.變態(tài)反應(yīng)科， 北京 100730； 2.北京市耳鼻咽喉科研究所 鼻病研究北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100005)

干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4, IRF4)屬于IRF家族，其主要表達(dá)在T細(xì)胞，B細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)，巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞中。IRF4在先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的激活中起到至關(guān)重要的作用，IRF4在慢性炎性疾病,如炎性腸病、炎性關(guān)節(jié)炎、呼吸道過敏等的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的調(diào)控作用(表1)。本文就IRF4在免疫細(xì)胞和慢性炎性疾病中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)與T細(xì)胞

1.1 IRF4在輔助T細(xì)胞分化中的作用

CD4+輔助T(T helper，Th)細(xì)胞在感染、 慢性炎性反應(yīng)、自身免疫性疾病和致癌過程中具有重要作用。IRF4作為淋巴細(xì)胞特異性的核因子可以促進(jìn)CD4+Th細(xì)胞分化為各種亞型，而且IRF4調(diào)節(jié)的基因中很多都是與T細(xì)胞活化和功能相關(guān)的。Th2型炎性反應(yīng)在很多變應(yīng)性炎性疾病中具有關(guān)鍵作用，缺乏IRF4會(huì)嚴(yán)重削弱CD4+T細(xì)胞向Th2細(xì)胞分化和產(chǎn)生白介素(interleukin, IL)4，IL-10以及轉(zhuǎn)錄因子GATA3的能力[1]。IRF4還通過結(jié)合其他轉(zhuǎn)錄因子來增強(qiáng)結(jié)合Th2型細(xì)胞因子的能力，從而調(diào)節(jié)其表達(dá)并促進(jìn)Th2細(xì)胞的分化。

在Th17細(xì)胞中，IRF4同樣是細(xì)胞分化的重要轉(zhuǎn)錄因子，幼稚CD4+T細(xì)胞在分化為Th17細(xì)胞過程中檢測到IRF4表達(dá)明顯增多，用表達(dá)IRF4的反轉(zhuǎn)錄病毒傳導(dǎo)Th17細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)IL-17顯著增加[2]。此外，IRF4的蛋白C末端最后30個(gè)氨基酸會(huì)導(dǎo)致IRF4過度活躍，使IL-17A、IL-17F、IL-21的表達(dá)顯著升高，從而引起更多的Th17分化[3]。說明改變IRF4的作用活性不只是在數(shù)量上，還可以通過改變結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。

Th9是一種新型的效應(yīng)CD4+T細(xì)胞亞群，幼稚CD4+T細(xì)胞在IL-4和TGF-β刺激下產(chǎn)生的Th9細(xì)胞中80%都表達(dá)IRF4，IRF4通過直接結(jié)合IL-9啟動(dòng)子調(diào)節(jié)IL-9的產(chǎn)生以及Th9細(xì)胞的發(fā)育[4]。另外，在Th9細(xì)胞分化過程中Th2細(xì)胞標(biāo)志性細(xì)胞因子IL-4的表達(dá)先升高再下降，相反的，IRF4和smad3/4呈現(xiàn)逐漸升高趨勢，說明Th9分化的早期可能存在Th2的分化，而后再通過smad3/4和IRF4激活途徑最終分化為Th9細(xì)胞[5]。

1.2 IRF4在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中的作用

天然存在的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells, Treg)是一種抗炎的T細(xì)胞亞群，在抑制人類自身免疫和癌中具有重要作用。盡管IRF4不是生成Treg細(xì)胞所必須的，但是對于Treg細(xì)胞分化和效應(yīng)功能具有一定調(diào)節(jié)作用。具體來說，IRF4作為上游信號調(diào)節(jié)B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)的成熟蛋白1(B lymphocyte-induced maturation protein 1, Blimp-1)來控制IL-10的表達(dá)，IRF4和FOXP3組成復(fù)合體結(jié)合誘導(dǎo)共刺激因子的啟動(dòng)子也能調(diào)節(jié)其表達(dá)[6]。腫瘤中40%的Treg都表達(dá)IRF4，荷瘤小鼠中FOXP3+Treg細(xì)胞中IRF4的缺失導(dǎo)致腫瘤生長顯著延遲，說明敲除IRF4可能增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫力[7]。

1.3 IRF4在細(xì)胞毒性T細(xì)胞中的作用

CD8+T細(xì)胞對于抗病毒和抗腫瘤免疫有著重要的作用。缺乏IRF4會(huì)使CD8+T中的蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)途徑受損，通過PKB途徑負(fù)調(diào)控因子磷酸酶和張力蛋白同源物的挽救作用，發(fā)現(xiàn)IRF4和磷脂酰肌醇3-激酶-PKB途徑之間的關(guān)系對于CD8+T有效激活和穩(wěn)態(tài)增殖是至關(guān)重要的[8]。IRF4是CD8+記憶T細(xì)胞亞群長期增殖存活所必需的，IRF4缺陷的CD8+記憶T細(xì)胞的增殖和產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力都受到損傷[9]。

2 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在B細(xì)胞中的作用

已知IRF4在B細(xì)胞不同的發(fā)育階段(前B細(xì)胞分化，受體編輯，生發(fā)中心反應(yīng)和漿細(xì)胞的生成)起著至關(guān)重要的作用。IRF4的缺失導(dǎo)致漿細(xì)胞凋亡和部分免疫球蛋白的分泌減少，并且漿細(xì)胞中的代謝也發(fā)生紊亂[10]。B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞的過程中體現(xiàn)出不同的基因表型，其中IgE+B細(xì)胞中IRF4的表達(dá)明顯升高，可能是這一類細(xì)胞更易于分化為漿細(xì)胞的原因[11]。此外，最新研究提出用IRF4和Blimp-1定義漿細(xì)胞分化的3個(gè)階段，并且二者高表達(dá)的群體是最典型的漿細(xì)胞[12]。

3 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在樹突細(xì)胞中的作用

廣泛認(rèn)可的經(jīng)典樹突狀細(xì)胞 (conventional DC，cDC)的二分法是以IRF家族兩名成員來劃分的，即IRF4+cDC2(以CD1c為標(biāo)志物)和IRF8+cDC1。IRF4在DC的成熟、抗原呈遞功能、維持穩(wěn)態(tài)和炎性反應(yīng)過程中的正常功能都起到重要作用。缺乏IRF4的DC雖然不能影響細(xì)胞分化，但是對增殖和存活有一定影響。人和鼠的黏膜特定的DC是IRF4依賴性的，缺少IRF4會(huì)導(dǎo)致鼠的肺和腸道特定的CD11b+DC發(fā)育和存活降低，導(dǎo)致有缺陷的Th17應(yīng)答[13]。在過敏原攻擊后激發(fā)了重組集落刺激因子1(colony stimulating factor-1，CSF1)及其受體CSF1R的途徑，將重組CSF1注入肺中可以增強(qiáng)肺泡CSF1R+DC中IRF4的水平，也說明過敏性炎性反應(yīng)需要CSF1R+DC中的IRF4表達(dá)[14]。

4 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在炎性腸病中的作用

炎性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是常見的慢性炎性疾病，IRF4在IBD中表達(dá)升高并且和黏膜炎性反應(yīng)存在相關(guān)性，IRF4和IL-6、IL-17、RORγt的表達(dá)也呈正相關(guān)，非T細(xì)胞表達(dá)的IRF4也作為Th17反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)劑[15]。DC中敲除IRF4可以導(dǎo)致T細(xì)胞依賴性的結(jié)腸炎發(fā)作延遲，但是一定時(shí)間后IRF4的作用較弱[16]，因此IRF4在IBD中的作用還有待更多的研究。綜上，IRF4可能成為治療炎性腸病的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

5 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在關(guān)節(jié)炎中的作用

在炎性關(guān)節(jié)炎中，趨化因子CCL17本身既可以直接介導(dǎo)關(guān)節(jié)炎疼痛[17]，也可以由粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage-colony stimulating factor，GM-CSF)驅(qū)動(dòng)完成，不僅GM-CSF，腫瘤壞死因子驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)性疼痛也通過IRF4-CCL17途徑介導(dǎo)[18]。IRF4聯(lián)合血清Toll樣受體4、5可以作為中老年膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的早期診斷標(biāo)志物，并證明了該組標(biāo)志物和軟骨代謝及炎性因子有一定相關(guān)性[19]。CC趨化因子受體5拮抗劑在治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中可能是通過抑制CD8細(xì)胞中IRF4和增加GATA3來實(shí)現(xiàn)的，通過協(xié)調(diào)IRF4/GATA3轉(zhuǎn)錄因子的平衡來減弱關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展[20]。

6 干擾素調(diào)節(jié)因子4(IRF4)在呼吸道過敏性疾病中的作用

過敏性鼻炎(allergic rhinitis，AR)是常見的過敏性疾病，AR患者的血中發(fā)現(xiàn)IRF4、IL-9的升高，并且有研究在小鼠模型中用抗IL-9治療致敏小鼠后IRF4表達(dá)會(huì)降低[21]，也為IRF4在Th9細(xì)胞介導(dǎo)的過敏性反應(yīng)中的研究提供了依據(jù)。顆粒物是慢性阻塞性肺疾病、哮喘以及過敏性鼻炎的危險(xiǎn)因素，能引起人的炎性反應(yīng)，暴露于顆粒物的小鼠的肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)IRF4表達(dá)升高以及Th2細(xì)胞的偏倚[22]。屋塵螨激發(fā)IRF4△DC的小鼠相較于野生型小鼠杯狀細(xì)胞化生和支氣管周圍炎性反應(yīng)明顯減輕，說明DC細(xì)胞中的IRF4對于過敏性氣道炎性反應(yīng)也是有一定作用的[23]。IRF4敲除鼠的研究證明，IRF4可能參與調(diào)控了Th2細(xì)胞的分化和功能，可能是IRF4調(diào)控氣道過敏性炎性反應(yīng)的重要機(jī)制。

哮喘是典型的過敏性氣道炎性疾病，包含多種多樣的炎性反應(yīng)紊亂，其中T細(xì)胞亞群間的平衡失調(diào)是哮喘等過敏疾病重要的發(fā)病機(jī)制。敲除Irf4的小鼠不易誘發(fā)哮喘[4]。促炎轉(zhuǎn)錄因子FoxO1(forkhead box O1)誘導(dǎo)的2型過敏性哮喘中，F(xiàn)oxO1-IRF4信號傳導(dǎo)通路有重要意義，F(xiàn)oxO1能反式激活I(lǐng)L-9和IRF4啟動(dòng)子，誘導(dǎo)Th9分化過程中IL-9的產(chǎn)生，導(dǎo)致氣道炎性反應(yīng)發(fā)生[24]。此外，核苷酸結(jié)合寡聚化域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)炎性小體的激活被認(rèn)為參與哮喘炎性反應(yīng)的發(fā)生，IRF4和NLRP3共同作用才能激活I(lǐng)L-4啟動(dòng)子，上調(diào)IL-4表達(dá)繼而調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞向M2方向分化，M1/M2的失調(diào)將會(huì)導(dǎo)致過敏性炎性反應(yīng)的發(fā)生[25]。因此可以看出，IRF4不僅是Th細(xì)胞和M2細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，也是氣道炎性反應(yīng)誘導(dǎo)的密切參與者。

表1 IRF4在與慢性炎性疾病中的機(jī)制

7 問題與展望

綜上所述，IRF4和多種炎性細(xì)胞的發(fā)育分化以及細(xì)胞的功能都有密切的關(guān)系。在疾病方面，目前關(guān)于IRF4的研究大多集中于淋巴瘤等血液系統(tǒng)疾病和一些自身免疫性疾病，IRF4與過敏性疾病和慢性炎性疾病的研究尚少。盡管已知IRF4通過上述T、B、DC等免疫細(xì)胞在不同疾病中參與不同炎性反應(yīng)，但是對于如何協(xié)調(diào)細(xì)胞之間的平衡以及具體通過哪種通路來完成一系列機(jī)制還有待繼續(xù)研究。已知IRF4在哮喘等肺部慢性炎性疾病中參與的Th2、Th9炎性反應(yīng)的相關(guān)通路有一定的研究，但是大多是間接的途徑，希望通過研究發(fā)現(xiàn)IRF4在CD4+T輔助細(xì)胞中更為直接的作用。另外，炎性疾病的藥物治療中IRF4的表達(dá)具有一定的反應(yīng)性，也說明IRF4可能是這一類疾病的一個(gè)可能的治療靶點(diǎn)。慢性鼻竇炎和過敏性鼻炎同樣作為氣道疾病在研究中可以結(jié)合哮喘等進(jìn)行深入的研究，IRF4在慢性鼻竇炎伴鼻息肉中僅僅是表達(dá)水平上有所異常，深入的機(jī)制還在探索當(dāng)中。希望通過敲除IRF4的小鼠模型來研究IRF4在慢性鼻竇炎中的相關(guān)機(jī)制，同時(shí)繼續(xù)思考其在慢性炎性疾病中的作用和機(jī)制。