雌激素在移植免疫誘導(dǎo)中的研究進(jìn)展*

馬 瑜 楊鵬杰 趙能君

1 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué),內(nèi)蒙古呼和浩特市 010110; 2 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院胸外科; 3 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院心內(nèi)科

免疫系統(tǒng)既能幫助機(jī)體抵御病原體的攻擊,又能防止對(duì)自身成分發(fā)生反應(yīng)。免疫應(yīng)答與免疫耐受之間存在奇妙的平衡關(guān)系,一旦打破這種平衡,疾病就有可能隨之而來(lái)。移植免疫耐受是在沒(méi)有慢性免疫抑制治療的情況下,對(duì)特異性非自身抗原的存在具有免疫無(wú)反應(yīng)(或低反應(yīng))的狀態(tài)。通過(guò)誘導(dǎo)移植受者對(duì)供體產(chǎn)生免疫耐受,可有效降低免疫抑制藥物引起的各種副作用,逐漸成為移植免疫學(xué)研究的熱點(diǎn)。有研究表明,在器官移植后應(yīng)用雌激素免疫抑制或誘導(dǎo)耐受安全有效。雌激素研究的發(fā)展,為同種異體器官移植提供了更多的可能性,也使雌激素提供了更多的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 雌激素及受體的免疫特性

雌激素是一類(lèi)具有廣泛的生物學(xué)活性的類(lèi)固醇激素,多數(shù)由卵巢和胎盤(pán)分泌,肝臟、腎上腺皮質(zhì)、乳房等部位也可少量分泌。雌激素主要是促進(jìn)子宮內(nèi)膜增殖,維持女性的第二性征發(fā)育,并調(diào)節(jié)機(jī)體代謝水平及免疫功能。體內(nèi)游離的雌激素才能產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng),雌激素以被動(dòng)擴(kuò)散或特異性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式進(jìn)入靶細(xì)胞,通過(guò)相應(yīng)的雌激素受體(Estrogen receptor,ER)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。雌激素受體在機(jī)體各組織細(xì)胞中廣泛表達(dá),主要集中在女性生殖系統(tǒng)及皮膚。ER分為一類(lèi)是經(jīng)典的核受體,包括ERα和ERβ,介導(dǎo)雌激素的基因效應(yīng)通路,調(diào)控特異性靶基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程;另一類(lèi)是膜性受體,介導(dǎo)快速的非基因組效應(yīng)通路,包含經(jīng)典核受體的膜性成分、G蛋白耦聯(lián)受體家族的GPER(GPR30),間接的調(diào)控轉(zhuǎn)錄功能[1-2]。Naaz研究顯示,敲除小鼠ERα后小鼠的脂肪明顯增加,敲除ERβ可以降低小鼠脂肪含量,表明雌激素通過(guò)雌激素受體調(diào)控脂肪移植的存活[3]。G蛋白耦聯(lián)雌二醇受體(G protein-coupled estrogen receptor,GPER,以前稱(chēng)為 GPR30)是膜結(jié)合的雌激素結(jié)合蛋白,在乳腺、卵巢、胎盤(pán)、前列腺和子宮等組織中分布。近年研究發(fā)現(xiàn)GPER與雌激素有較高的親和力,在免疫系統(tǒng)方面發(fā)揮了重要作用。GPER能夠與雌激素及其相關(guān)化合物結(jié)合,介導(dǎo)快速非基因組效應(yīng),從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)多條信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活。

2 雌激素在移植排斥反應(yīng)中的影響

移植排斥反應(yīng)(Transplant rejection)指器官移植后,移植物被移植受者的免疫系統(tǒng)識(shí)別為“異己成分”后引發(fā)的一系列免疫學(xué)反應(yīng)。免疫耐受通過(guò)對(duì)宿主系統(tǒng)識(shí)別同種異體抗原進(jìn)行干擾,使宿主針對(duì)移植物的特異性抗原產(chǎn)生免疫耐受,而對(duì)正常的感染免疫和腫瘤免疫不產(chǎn)生影響,降低排斥反應(yīng),誘導(dǎo)移植物的長(zhǎng)期存活,所以誘導(dǎo)受者產(chǎn)生針對(duì)移植物的免疫耐受,是移植術(shù)后解決排斥反應(yīng)的理想方法。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究均顯示肺移植術(shù)后慢性排斥反應(yīng)的發(fā)生率與體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Regulatory T cell,Treg)水平與相關(guān),上調(diào)Treg 的水平對(duì)維持移植后肺功能正常有促進(jìn)作用[4],而雌二醇可以調(diào)控Treg水平。目前,Treg 用于預(yù)防骨髓移植術(shù)后的移植物抗宿主病及腎移植后排斥反應(yīng)相關(guān)研究相繼報(bào)道,為降低移植術(shù)后排斥反應(yīng)提供新思路。Klasa等[5]的研究表明,在同種異體造血細(xì)胞移植的患者出院后接受局部雌激素治療后,肛門(mén)生殖區(qū)慢性移植物抗宿主病(cGVHDgyn)的發(fā)病率明顯下降。另外,在人類(lèi)流感感染的臨床前模型中,雌激素表現(xiàn)出強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)效果,可使肺部獲得更合適的先天免疫反應(yīng),這種調(diào)節(jié)過(guò)程與臨床疾病發(fā)展之前促炎細(xì)胞因子和趨化因子反應(yīng)的降低有關(guān)[6-7]。有研究表明,雌激素能顯著改善胰島素缺乏癥糖尿病小鼠模型中的人胰島移植,雌激素在移植后提高人胰島移植物的存活率[8]。

3 雌激素誘導(dǎo)移植免疫耐受的機(jī)制

雌激素激素對(duì)免疫功能的影響早已受到廣泛關(guān)注,高濃度的雌激素具有免疫抑制作用。研究顯示,雌二醇可能參與器官移植后免疫耐受。

3.1 雌激素對(duì)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的影響 調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞是免疫調(diào)控中的關(guān)鍵成員,針對(duì)T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)產(chǎn)生抑制的CD4+T 細(xì)胞的特化亞群,對(duì)T細(xì)胞受體(TCR)的刺激反應(yīng)呈低活性,從而抑制輔助性CD4+T細(xì)胞及細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞的增殖與激活,進(jìn)而來(lái)維持自身的免疫耐受。同時(shí)也通過(guò)表達(dá)FoxP3 轉(zhuǎn)錄因子,它能顯著地抑制效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞的增殖,因此可以有效控制異常抗原的免疫反應(yīng),并維持自身耐受。移植后的免疫耐受與Treg比例升高有很大的相關(guān)性,而Treg可受到雌二醇的調(diào)控。雌二醇提高調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的增殖,從而促進(jìn)免疫耐受性。現(xiàn)已證實(shí),Treg在移植耐受性中起著關(guān)鍵作用。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),Treg可以抑制或延緩移植物中的T細(xì)胞的激活和擴(kuò)增,以掩蓋對(duì)供體的免疫反應(yīng),從而延長(zhǎng)移植物的長(zhǎng)期存活[9]。有研究表明,在小鼠模型中進(jìn)行Treg誘導(dǎo)治療可以降低供體特異性抗體水平和移植物中IgG的沉積,提示在體液免疫排斥反應(yīng)治療中發(fā)揮作用[10]。許多研究都在研究在如何擴(kuò)增內(nèi)源性發(fā)生的Treg或使用外源性擴(kuò)增的Treg來(lái)實(shí)現(xiàn)同種異體移植物的接受,同時(shí)避免長(zhǎng)期免疫抑制的并發(fā)癥。

3.2 雌激素對(duì)B細(xì)胞的影響 B細(xì)胞作為抗原呈遞細(xì)胞(APC)介導(dǎo)慢性同種異體移植排斥反應(yīng),在APC的作用B細(xì)胞驅(qū)動(dòng)T細(xì)胞介導(dǎo)的排斥反應(yīng)。B細(xì)胞可以與同種異體和自身反應(yīng)效應(yīng)細(xì)胞相互作用,并且B細(xì)胞功能的改變可能夠控制效應(yīng)細(xì)胞活化并促進(jìn)耐受性誘導(dǎo)。在移植環(huán)境中,B細(xì)胞的特征會(huì)誘導(dǎo)機(jī)體發(fā)生同種異體移植排斥反應(yīng)。1996年,Wolf等研究人員人發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞缺陷小鼠會(huì)發(fā)展為加劇的持續(xù)的自身免疫性腦炎或結(jié)腸炎,確定了B細(xì)胞可以誘導(dǎo)耐受和抑制炎癥反應(yīng)的作用。調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Bregs)是具有抗原特異性的免疫調(diào)節(jié)功能的一類(lèi)B細(xì)胞亞群。B細(xì)胞在移植免疫中具有雙重作用:既能介導(dǎo)抗原抗體反應(yīng),把移植物作為攻擊對(duì)象,從而會(huì)導(dǎo)致移植排斥;又能通過(guò)調(diào)控炎癥反應(yīng)來(lái)誘導(dǎo)移植耐受來(lái)延長(zhǎng)移植物的存活,而移植耐受誘導(dǎo)與Breg的抑制作用有關(guān)。實(shí)現(xiàn)持續(xù)移植耐受性可能需要誘導(dǎo)B細(xì)胞耐受性對(duì)特定供體抗原。Bregs通過(guò)IL-10或(和)TGF-β以及誘導(dǎo)Treg上調(diào)來(lái)調(diào)控免疫耐受。Bregs還可通過(guò)細(xì)胞直接接觸方式誘導(dǎo)Treg的產(chǎn)生。此外,Bregs可通過(guò)誘導(dǎo)Treg和增加Treg的數(shù)量延長(zhǎng)移植物的存活率,從而進(jìn)一步誘導(dǎo)免疫[11-12]。雌激素還可以誘導(dǎo)多種調(diào)節(jié)性B細(xì)胞亞型[13]。

3.3 雌二醇對(duì)樹(shù)突細(xì)胞的影響 樹(shù)突狀細(xì)胞(Dendritic cel,DC)是機(jī)體中具有特異性功能的專(zhuān)職抗原提呈細(xì)胞,對(duì)啟動(dòng)先天性和適應(yīng)性免疫、提高免疫耐受方面發(fā)揮重要作用。DC不僅作為免疫應(yīng)答的啟動(dòng)者,也參與了免疫調(diào)控的相關(guān)的細(xì)胞因子的分泌過(guò)程。器官移植排斥反應(yīng)的免疫機(jī)理,是由DC向T細(xì)胞呈遞移植物抗原,促使T細(xì)胞活化、增殖,從而對(duì)移植宿主產(chǎn)生免疫攻擊,從而對(duì)移植排斥反應(yīng)。DC是機(jī)體最主要的抗原提呈細(xì)胞,分為成熟樹(shù)突細(xì)胞(mature dendritic cell,mDC)和不成熟樹(shù)突細(xì)胞(immature dendriticcells,imDC)。由于它們處于不同的發(fā)育階段,所以具有免疫耐受和免疫應(yīng)答雙重作用 。有學(xué)者認(rèn)為成熟樹(shù)突細(xì)胞參與誘導(dǎo)免疫應(yīng)答反應(yīng),mDC表面可明顯地表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體(Major histocom patibility,MHC)分子、共刺激分子、黏附分子,在移植排斥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。imDC誘導(dǎo)胸腺中的Treg細(xì)胞,能引起機(jī)體免疫耐受。已有研究顯示,在腎移植中同時(shí)輸注imDC,較未組對(duì)比移植物的存活時(shí)間明顯延長(zhǎng)[14]。imDC可以誘發(fā)T淋巴細(xì)胞失能,誘導(dǎo)Treg介導(dǎo)的免疫耐受,使Th2型免疫應(yīng)答發(fā)生偏移,從而降低急性排斥反應(yīng)。雌二醇對(duì)DC的成熟和免疫功能起負(fù)性調(diào)節(jié)作用。雌二醇可降低骨髓來(lái)源的DC胞表面MHC-Ⅱ類(lèi)分子、CD80及CD86表達(dá),促使DC發(fā)育不成熟,導(dǎo)致分子的表達(dá)下調(diào),T細(xì)胞凋亡或失能,同時(shí)可誘導(dǎo)產(chǎn)生Treg,共同參與對(duì)移植物的免疫耐受。研究表明,DCs能抑制小鼠皮膚移植物抗宿主病同種異基因移植皮膚排斥反應(yīng)[15]。

3.4 免疫抑制分子HLA-G參與免疫耐受 Geraghty在1987年首先克隆了位于6號(hào)染色體短臂的一類(lèi)免疫耐受分子HLA-G(Human leukocyte antigen-G,HLA-G),它是人體中一種非經(jīng)典的主要組織相容性復(fù)合體(Major histocompatibility complex,MHC)的Ⅰ類(lèi)分子,是一種重要的免疫耐受分子,可引起免疫逃逸或免疫能力下降。正常妊娠是研究同種異體移植的天然成功模型,HLA-G在母胎界面的表達(dá)對(duì)胚胎的免疫耐受及胚胎正常發(fā)育有著重要作用。在心臟、腎臟和肝臟移植病人研究中,HLA-G在移植物和病人血漿中的表達(dá)與移植物的生存率呈顯著的相關(guān)性[16]。另外,HLA-G還可以誘導(dǎo)一種新型的Treg和經(jīng)典的CD25+FOXp3+Treg。

3.5 雌激素對(duì)miRNA影響 MicroRNA(miRNA)是一類(lèi)非編碼單鏈RNA小分子,參與調(diào)控轉(zhuǎn)錄后和翻譯水平上基因的負(fù)性表達(dá)。通過(guò)與靶mRNA 的3’非編碼區(qū)(3’UTR)結(jié)合,誘導(dǎo)其降解或抑制mRNA的翻譯,以此調(diào)控靶基因的表達(dá)。一個(gè)miRNA可以調(diào)控多個(gè)基因的表達(dá)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),也可以由幾個(gè)miRNA的結(jié)合對(duì)特定基因進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控表達(dá)。目前已有研究顯示,microRNA 參與了雌激素相關(guān)疾病(乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌等)的調(diào)控[17]。另外,miRNA在調(diào)控免疫耐受和自身免疫中發(fā)揮了重要作用。一些研究表明,在T細(xì)胞成熟過(guò)程中,miRNA進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)控[18]。在與抗原呈遞細(xì)胞呈遞同源抗原相互作用時(shí),CD4+細(xì)胞可以分化成多種效應(yīng)子集。特異性CD4+T細(xì)胞亞群能產(chǎn)生活化巨噬細(xì)胞,細(xì)胞毒性T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(Th1),刺激B細(xì)胞和炎癥(Th2)的細(xì)胞因子,抑制免疫反應(yīng)(Treg),增強(qiáng)免疫耐受。血液中sHLA-G 在誘導(dǎo)和維持母胎耐受中發(fā)揮了重要作用。目前已有大量文獻(xiàn)證明高表達(dá)HLA-G與免疫耐受相關(guān)。相關(guān)研究也證實(shí)了HLA-G的表達(dá)由miRNA控制,miRNA靶向HLA-G mRNA的3’UTR,從而下調(diào)其表達(dá)[19]。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

急慢性排斥反應(yīng)是影響移植物宿主長(zhǎng)期生存的重要影響因素,貫穿了整個(gè)免疫排斥的全過(guò)程,移植技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步依賴(lài)于有效免疫抑制藥物的使用。但是,自從移植手術(shù)開(kāi)始后,免疫抑制的問(wèn)題就一直存在,包括降低移植排斥反應(yīng)、藥物毒性、感染和惡性腫瘤等。雌激素對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)發(fā)揮了重要作用,其在誘導(dǎo)器官移植免疫耐受中意義深遠(yuǎn)。雌激素能否誘導(dǎo)長(zhǎng)期穩(wěn)定的免疫耐受方面仍需深入研究及探討,希望能為器官移植免疫排斥反應(yīng)提供新療法,以最大限度地降低傳統(tǒng)排斥反應(yīng)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。