(介紹)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞研究進(jìn)展

1、提要:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是不同于Th1和Th2的具有調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞群體,因其具有免疫抑制作用,近來受到人們的廣泛關(guān)注,本文綜述調(diào)節(jié)性T細(xì)胞近來的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞;細(xì)胞因子;免疫調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是不同于Th1和Th2的具有調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞群體,具有免疫抑制功能,在多種免疫性疾病中起重要的調(diào)節(jié)作用,成為近年來免疫學(xué)領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。1 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分類調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tr在體內(nèi)外具有調(diào)節(jié)功能,根據(jù)其表面標(biāo)記、產(chǎn)生的細(xì)胞因子和作用機(jī)制的不同,Tr可分為CD4+CD25+Tr細(xì)胞、Tr1和Th3等多種亞型。1.1 CD4+CD25+Tr目前研究得較為清楚的亞型為CD4+CD25+Tr。研究表明,

2、在正常人和小鼠的外周血及脾臟組織的CD4+T細(xì)胞中約有5%10%的細(xì)胞持續(xù)表達(dá)CD25分子(IL-2受者鏈,同時(shí)這一亞群是CD45RB分子低表達(dá)的。CD4+CD25+Tr具有免疫無能性和免疫抑制性兩大功能特性。其免疫無能性表現(xiàn)在對(duì)高濃度IL-2的單獨(dú)刺激,固相包被或可溶性抗CD3單抗,以及抗CD3單抗、抗CD28單抗的聯(lián)合作用呈無應(yīng)答狀態(tài),也不分泌IL-2。當(dāng)經(jīng)TCR介導(dǎo)信號(hào)刺激并有高濃度外源IL-2存在的情況下,CD4+CD25+Tr可活化并增殖,但其增殖程度較CD4+CD25-T細(xì)胞弱很多。CD4+CD25+Tr的免疫抑制性表現(xiàn)在經(jīng)TCR介導(dǎo)的信號(hào)刺激活化以后能夠抑制CD4+和CD8+T細(xì)

3、胞的活化和增殖。1.2 Tr1 Tr1是另一類亞型的CD4+Tr。在IL-10存在的情況下,可通過異源抗原活化的人類T細(xì)胞經(jīng)克隆產(chǎn)生,IFN-可增強(qiáng)IL-10誘導(dǎo)產(chǎn)生Tr1的能力。另外,抗原與CD2共刺激可通過IL-10非依賴途徑誘導(dǎo)產(chǎn)生抗原特異性Tr,產(chǎn)生大量IL-10,并具有調(diào)節(jié)功能。最近Kemper等研究發(fā)現(xiàn),在IL-2存在的情況下,人CD4+T細(xì)胞與CD3和補(bǔ)體調(diào)節(jié)劑CD46結(jié)合誘導(dǎo)生成Tr1特異性細(xì)胞因子表型的T細(xì)胞。這種細(xì)胞增殖能力強(qiáng),并具有旁觀者抑制效應(yīng)和免疫記憶力。Tr1與Th1 和Th2之間的區(qū)別于Tr1可產(chǎn)生高水平的IL-10,中等量的TGF-、IFN-和IL-5,少量的I

4、L-2,不產(chǎn)生IL-4。刺激TCR不能使Tr1有效增殖,有研究顯示IL-15對(duì)于刺激Tr1在體外增殖至關(guān)重要。Tr1抑制免疫反應(yīng)的主要機(jī)制依賴于產(chǎn)生具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子如IL-10和TGF-。1.3 Th3 Th3型CD4+Tr是在研究口服耐受機(jī)制的過程中發(fā)現(xiàn)的,Th3主要分泌TGF-,對(duì)Th1和Th2都具有抑制作用。Th3可從IL-4缺陷小鼠產(chǎn)生,顯示Th3是與Th2不同的一種獨(dú)特類型。TGF-、IL-4、IL-10可促進(jìn)TCR轉(zhuǎn)基因小鼠Th前體分化為Th3。低劑量抗原口服誘導(dǎo)產(chǎn)生Th3,同時(shí)口服IL-4可促進(jìn)Th3的產(chǎn)生。由于不成熟樹突狀細(xì)胞(DC在體外誘導(dǎo)產(chǎn)生的CD4+Tr和體內(nèi)誘

5、導(dǎo)產(chǎn)生的CD8+Tr與Tr1具有相同的特性,即都產(chǎn)生高水平的IL-10,但不產(chǎn)生IL-4或IL-2。然而,與Trl比較,不成熟DC誘導(dǎo)產(chǎn)生的CD4+Tr在體外的抑制活性不依賴于IL-10。并且,由不成熟DC在體外誘導(dǎo)產(chǎn)生的CD4+Tr通過抗原非依賴機(jī)制直接抑制成熟Th1的增殖反應(yīng),該過程需要細(xì)胞與細(xì)胞之間的接觸,并可被外源性的IL-2所抑制。因此,從功能上講,這些Tr更類似于上述的CD4+CD25+Tr。目前還不清楚CD4+CD25+Tr與Trl之間的關(guān)系,有人認(rèn)為它們可能是處于不同分化階段的同一Tr亞型,CD4+CD25+Tr可能來源于胸腺部分分化的T細(xì)胞,并在外周遇到抗原時(shí)最終分化為產(chǎn)生I

6、L-10和TGF-的Trl。但較多傾向認(rèn)為CD4+CD25+Tr與Tr1是兩種不同的細(xì)胞亞型,有研究觀察到小鼠CD4+CD25+Tr屬于CD45RBlow群體,而Tr1在體外由CD45RA+初始細(xì)胞分化而來。2 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分離、純化及克隆擴(kuò)增方法獲得大量的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是對(duì)其進(jìn)行研究的前提,正常情況下淋巴結(jié)、脾臟及外周血存在一定數(shù)量的CD4+CD25+Tr,可通過CD標(biāo)記,免疫磁珠分選法獲得大量CD4+CD25+Tr。Trl主要通過克隆擴(kuò)增的方法獲得,較為復(fù)雜。2.1 CD4+CD25+Tr的分離、純化制備單個(gè)細(xì)胞懸液,以T細(xì)胞純化柱分離小鼠淋巴結(jié)或脾臟T淋巴細(xì)胞,以抗-CD8-FITC抗體

7、和抗FITC標(biāo)記磁珠相結(jié)合的陰性選擇法剔除CD8+T細(xì)胞,再以抗-CD25-FITC抗體和抗FITC標(biāo)記磁珠相結(jié)合的陽性選擇法選出CD25+T 淋巴細(xì)胞。也可采用CD4+T細(xì)胞亞型純化柱分離得到CD4+T細(xì)胞,再結(jié)合抗-CD25-FITC 抗體,以流式細(xì)胞儀分選出純化的CD4+CD25+T細(xì)胞。2.2 Trl的克隆、擴(kuò)增Groux等較早克隆擴(kuò)增成功人和小鼠Tr1,人Trl是在外源性IL-10存在情況下,以外源性單核細(xì)胞刺激人外周血CD4+T細(xì)胞,10 d后,以流式細(xì)胞儀篩選出單個(gè)CD4+T細(xì)胞克隆并接種于培養(yǎng)孔,加入經(jīng)照射的飼養(yǎng)細(xì)胞(JY,105/ml,PBMC,106/ml,以10U/ml的

8、rIL-2和高劑量交叉結(jié)合的抗-CD3單抗(100g/ml反復(fù)刺激擴(kuò)增。小鼠Trl 克隆通過有限稀釋法獲得,培養(yǎng)基中加入OVA(2 mo/L和經(jīng)照射的脾APC(107/ml,以IL-2(20 U/ml和IL-4(20 U/ml刺激進(jìn)行擴(kuò)增。3 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞作用機(jī)制活化的CD4+CD25+Tr主要通過接觸抑制的方式抑制T細(xì)胞的活化和增殖。另外,CD4+CD25+Tr還可分泌細(xì)胞因子IL-10和TGF-抑制免疫反應(yīng)。CD4+CD25+Tr接觸抑制的機(jī)制在于該細(xì)胞表達(dá)CTLA-4,CTLA-4跨膜分子胞內(nèi)段攜帶免疫受者酷氨酸抑制基序(ITIM,與B7配接后傳遞抑制信號(hào),抑制T細(xì)胞的增殖和活化,用抗C

9、TLA-4單抗可阻斷CD4+CD25+Tr的抑制作用。前已提及,Trl發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用主要是通過分泌IL-10和TGF-來實(shí)現(xiàn)的,IL-10和TGF-都是具有免疫抑制作用的細(xì)胞因子,二者抑制效應(yīng)廣泛。IL-10可通過直接和間接機(jī)制明顯降低抗原特異性T細(xì)胞增殖。IL-10對(duì)T細(xì)胞的直接作用包括抑制IL-2的產(chǎn)生以及延長(zhǎng)細(xì)胞增殖周期。間接機(jī)制包括下調(diào)MHC 類分子的表達(dá)、下調(diào)單核細(xì)胞CD80和CD86的表達(dá)以及T細(xì)胞共同刺激分子CD28的配體。并且,通過抑制APC,IL-10有效抑制IL-12的產(chǎn)生,而IL-12是Thl細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子。IL-10還可阻止T細(xì)胞受體介導(dǎo)的CD4+T細(xì)胞活化。以I

10、L-10處理T細(xì)胞導(dǎo)致持久的抗原特異性T細(xì)胞無反應(yīng),以抗CD3和CD28抗體重新刺激細(xì)胞不能逆轉(zhuǎn)IL-10誘導(dǎo)的T細(xì)胞無能,加入外源性的IL-2也不能逆轉(zhuǎn)IL-10誘導(dǎo)的T細(xì)胞無能。除了主動(dòng)抑制T細(xì)胞增殖,在特定條件下,IL-10可誘導(dǎo)Trl的分化,人和小鼠CD4+T細(xì)胞在IL-10存在時(shí)經(jīng)慢性活化可產(chǎn)生Trl,增強(qiáng)Trl的抑制作用。IL-10對(duì)其他炎癥細(xì)胞也具有較強(qiáng)的抑制作用,可抑制單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及嗜酸粒細(xì)胞產(chǎn)生前炎癥因子和趨化因子,并可抑制單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-10,提高IL-1和IL-1的自然拮抗劑IL-1RA的產(chǎn)生。IL-10還可抑制APC HLA-DR及多種共同刺激分子如

11、CD54、CD80和CD86的表達(dá)。IL-10還可通過抑制嗜酸粒細(xì)胞表達(dá)CD40發(fā)揮抗過敏效應(yīng),導(dǎo)致嗜酸粒細(xì)胞加速凋亡。在體內(nèi),IL-10表現(xiàn)出較強(qiáng)的免疫抑制和抗炎效應(yīng),在內(nèi)毒素血癥、自身免疫性甲狀腺炎以及過敏原誘導(dǎo)的氣道炎癥小鼠模型中,IL-10都表現(xiàn)出保護(hù)作用。TGF-從三個(gè)方面對(duì)免疫功能起抑制作用:一是抑制免疫效應(yīng)細(xì)胞的增殖;二是抑制免疫效應(yīng)細(xì)胞的分化和活性;三是抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生及其免疫調(diào)節(jié)作用。將TGF-加入到非純化入T淋巴細(xì)胞培養(yǎng)基抑制IL-2依賴性ConA誘導(dǎo)的增殖,同時(shí)T細(xì)胞表達(dá)的IL-2R和CD71下降。TGF-可使葡萄球菌毒素刺激的鼠CD8+T細(xì)胞毒性減低90%。混合淋巴細(xì)

12、胞反應(yīng)開始加入TGF-可抑制細(xì)胞溶解效應(yīng)細(xì)胞的產(chǎn)生,加入IFN-可逆轉(zhuǎn)該效應(yīng)。TGF-抑制新鮮分離的T細(xì)胞IL-4及IFN-的產(chǎn)生。4 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的應(yīng)用前景Tr所具有的免疫抑制特性使得其在自身免疫性疾病的調(diào)節(jié)中具有廣泛的應(yīng)用前景,具有許多研究顯示調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在Th1或Th2介導(dǎo)的疾病中具有良好效果。4.1 炎癥性腸病在炎癥性腸病(IBD小鼠模型,同時(shí)輸入Trl細(xì)胞和致病性CD4+CD45RBhiT細(xì)胞可抑制嚴(yán)重免疫缺陷小鼠IBD的形成。該研究同時(shí)證實(shí)Trl必須在體內(nèi)被活化才能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,因?yàn)橹挥性诮邮艿目乖杀籘rl識(shí)別的小鼠中才能阻止IBD的形成。Trl克隆抑制免疫反應(yīng)的特性與CD45R

13、BlowCD4+T細(xì)胞相似,后者也可通過IL-10和TGF-依賴機(jī)制抑制IBD。4.2 移植免疫誘導(dǎo)免疫耐受是移植成功的關(guān)鍵,Tr在移植耐受中起重要調(diào)節(jié)作用。Taylor 等研究顯示,CD4+CD25+Tr在移植物抗宿主病(GVHD的發(fā)生過程中起重要作用,在數(shù)個(gè)動(dòng)物品系的組合中,不論全身放射劑量如何,去除供者T細(xì)胞接種物中CD4+CD25+Tr 或移植前去除受者CD25+T細(xì)胞將導(dǎo)致GVHD的升高。輸注新鮮純化的供者CD4+CD25+Tr 和等量的CD4+T細(xì)胞可適度抑制GVHD的發(fā)生。而體外培養(yǎng)的活化CD4+CD25+Tr與等量的CD4+T細(xì)胞或去除CD25+T細(xì)胞輸注明顯抑制快速致死性GV

14、HD。4.3 支氣管哮喘支氣管哮喘是由Th2細(xì)胞介導(dǎo)的氣道慢性炎癥性疾病,結(jié)合在肥大細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞表面的抗原特異性IgE通過橋聯(lián)抗原促使上述細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì),在速發(fā)相及遲發(fā)相哮喘反應(yīng)中起重要作用。Cottrez等研究發(fā)現(xiàn),將Trl克隆轉(zhuǎn)移入OVA誘導(dǎo)的速發(fā)型超敏反應(yīng)小鼠模型中,使抗原特異性IgE減少90%,抗IL-10抗體可逆轉(zhuǎn)Trl抑制抗原特異性IgE的作用,說明IL-10在Trl的調(diào)節(jié)功能中起重要作用。給予Trl的小鼠淋巴結(jié)T細(xì)胞經(jīng)OVA刺激后分泌的IL-10較對(duì)照組細(xì)胞明顯升高,僅分泌少量的IL-5,無IL-4。將抗原特異性Tr轉(zhuǎn)移入致敏小鼠也可阻止氣道高反應(yīng)的形成。Zuany-Amo

15、rim等研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)滅活分析桿菌懸液SRP299處理的小鼠產(chǎn)生CD4+CD45RBloqTr,可通過產(chǎn)生IL-10和TGF-抑制氣道炎癥的形成。4.4 口服耐受及實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎口服耐受是指通過預(yù)先口服抗原特異性抑制細(xì)胞和(或體液免疫,阻止機(jī)體對(duì)食物蛋白和細(xì)菌抗原的高反應(yīng)性。口服低劑量抗原可誘導(dǎo)產(chǎn)生分泌免疫抑制性細(xì)胞因子TGF-的調(diào)節(jié)性細(xì)胞,抑制實(shí)驗(yàn)性自身免疫性疾病的發(fā)生。低劑量抗原經(jīng)Peyers patch腸相關(guān)APC遞呈后,優(yōu)先誘導(dǎo)產(chǎn)生抗原特異性調(diào)節(jié)性細(xì)胞,這種調(diào)節(jié)性細(xì)胞在體內(nèi)外遇到抗原后可分泌TGF-。而高劑量抗原口服不僅誘導(dǎo)克隆無能和消除,也可誘導(dǎo)產(chǎn)生TGF-的調(diào)節(jié)性細(xì)胞,OVA TCR轉(zhuǎn)基因小鼠口服抗原也可誘導(dǎo)產(chǎn)生CD4+CD25+Tr,其抑制效應(yīng)部分由TGF-介導(dǎo)。Chen等研究發(fā)現(xiàn),小鼠口服給予髓磷脂堿蛋白可誘導(dǎo)周圍耐受,其腸系膜淋巴結(jié)可分離出產(chǎn)生TGF-、IL-10及IL-4的T細(xì)胞克隆,抑制實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE的形成,此病是由Th1介導(dǎo)的多發(fā)生硬化動(dòng)物模型。另外,Kohm等研究發(fā)現(xiàn),在體外,CD4+CD25