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Runx3在机体免疫细胞发育过程中的作用研究进展.doc

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Runx3在机体免疫细胞发育过程中的作用研究进展.doc

Runx3在机体免疫细胞发育过程中的作用研究进展【关键词】Runx3基因T淋巴细胞树突状细胞Runx3Runt相关转录因子3基因是新近发现的一种抑癌基因,属Runt结构域Runtdomain,RD转录因子家族成员,参与对细胞生长与凋亡的调控。研究发现其表达异常如甲基化、突变等与多种恶性肿瘤,尤其是胃癌有关[1],近年来研究发现,Runx3与多种免疫细胞的发生发育也有关,尤其在淋巴细胞发生、发育及成熟中发挥重要作用,本文就近年来Runx3在免疫细胞中的作用研究进展作一综述。1Runx3基因的结构及其蛋白表达哺乳动物的Runx3家族包括Runx1、Runx2和Runx3三个基因,其中Runx3是该家族中最小的一个,但其具有所有Runx家族成员的结构特征,可能是该家族基因进化的基础。人类Runx3基因位于染色体1p36,基因全长67kb,含p1、p2两个启动子、6个外显子和1290bp的开放阅读框。Runx3mRNA主要来自p2启动子转录的产物[2]。鼠Runx3基因位于4号染色体,与人类Runx3高度相似。人类和鼠的Runx3基因都有两个大的保守CpG岛,其中一个位于外显子2的附近,另一个位于外显子6的起始部位[2]。人类Runx3蛋白是由415个氨基酸残基组成,在结构上与Runx1、Runx2蛋白有相似性,均由α和β亚单位构成的异二聚体。α亚单位含有一个由128个氨基酸残基组成的RD保守域,RD域位于Runx蛋白的氨基末端,包含一个S型免疫球蛋白折叠,介导Runx蛋白与DNA的结合以及与核心结合因子CBFβ相互作用β亚单位能增加α亚单位与DNA的结合力,对于维持其正常功能是必要的,Runx蛋白的羧基端在转录方面起重要的调控作用[2]。2Runx3在免疫细胞发育过程中的作用2.1在T淋巴细胞发育过程中的作用T细胞发育是一个复杂的多阶段过程。在T细胞的发育过程中,胸腺细胞经历阳性和阴性选择,从不表达CD4和CD8共受体分子的双阴性doublenegative,DN细胞发育成二者都表达的双阳性doublepositive,DP细胞,最后发育成CD4CD8或CD4CD8单阳性singlepositive,SP细胞,这些成熟的T细胞离开胸腺进入脾脏等外周免疫系统或器官才可以发挥正常的免疫功能。2.1.1Runx3基因对CD8细胞分化过程中CD4的沉默发挥重要作用关于Runx3基因在CD8细胞分化过程中CD4沉默的作用,已有几个实验室用不同的方法证实。Taniuchi等[3]研究发现,在Runx3基因敲除小鼠,一些外周性和胸腺CD8细胞同样有CD4表达,它们不同于未成熟的DP细胞,而是成熟的细胞,因为它们有高水平的TCRβ和低水平的CD69表达。此外,基因敲除小鼠的外周CD8细胞总量减少,使CD4∶CD8比率从正常的2.3增至5.8。然而在胸腺,成熟胸腺细胞中CD4∶CD8比率不变,这提示Runx3基因在CD8SP细胞向外周迁移的过程中或这些细胞转运后的自体平衡中起作用,除外周性CD8细胞CD8SP和DP细胞数量减少外,这些细胞对刺激的增殖效应也下降,由此可见,Runx3可能也在CD8阳性细胞的生存和或增殖中发挥作用此外,Ehlers等[4]采用反义寡核苷酸介导的基因敲除技术研究发现,Runx3蛋白的表达仅见于CD8SP胸腺细胞,而在CD4SP或未成熟DP胸腺细胞中未见表达,且Runx3基因表达的调控在转录后水平,在IL7依赖型细胞培养体系和重聚胸腺器官培养reaggregatedthymicorganculture,RTOC中,作者发现,Runx3基因表达降低可抑制CD8SP细胞发育中CD4表达的下调,可见,Runx3蛋白在发育中的胸腺细胞的表达对诱导CD4基因的抑制是必需的。2.1.2Runx3对细胞毒性T细胞的功能性分化是必需的Taniuchi等[3]通过对外源刺激的增殖反应和对靶细胞杀伤能力的研究提示,Runx3基因敲除小鼠CD8T细胞完全丧失了对特异性靶细胞的杀伤能力,而与此形成对照的是,Runx3基因敲除小鼠CD4CD8T细胞对所有刺激的反应都正常。Woolf等[5]通过将肿瘤细胞注射入小鼠腹腔免疫小鼠来研究细胞毒性细胞对靶细胞的杀伤作用,发现Runx3基因敲除小鼠的特异性杀伤作用降低,尽管Runx3基因敲除小鼠的CD4CD8细胞也能形成效应细胞靶细胞复合物,但数量减少。2.1.3Runx3对调节性T细胞的影响调节性T细胞regulatoryTcells,Treg是具有调节功能的成熟T细胞亚群,根据其来源、表位特性及发挥效应机制,Treg分为自然发生的CD4CD25Tr细胞naturalregulatoryTcells,nTreg和适应性Tr细胞inducedregulatoryTcellsoradaptiveregulatoryTcells,它们通过细胞接触依赖机制及分泌抑制性细胞因子IL10、TGFβ1等调节免疫,其调节功能在机体免疫稳态维持、移植耐受、过敏反应及微生物感染等方面均得到了证实[6]。Das等[7]研究发现,CD4CD8ααT细胞是肠黏膜上皮内淋巴细胞的重要组成部分,通过分泌IL10来抑制CD4Th1细胞介导的肠黏膜炎症,而Runx3是CD8T细胞分化中CD4沉默和增殖重要调节基因,Runx3基因敲除小鼠CD8T细胞数量及功能降低。Grueter等[8]研究发现,Runx3不仅对CD8T细胞分化中的CD4沉默起作用,而且还调节CD4CD8T细胞表面整合素αE/CD103表达,Runx3基因敲除小鼠胸腺和外周血中CD8CD103T是一种特殊的调节性T细胞细胞数目减少甚至消失,且成熟CD8T细胞增殖能力下降。由此可见,Runx3对CD8SPT细胞发育过程中的表型起一定的调节作用。2.1.4Runx3对辅助性T淋巴细胞Th细胞因子分泌的调节幼稚的CD4T细胞根据其产生的细胞因子不同分为Th1和Th2,Th1细胞主要产生γ干扰素IFNγ,介导细胞免疫反应[9],而Th2细胞主要产生白细胞介素4IL4、白细胞介素10IL10等细胞因子,介导体液免疫反应[10]。Th1和Th2之间的单独和相互作用调节着机体的免疫平衡,维持机体内环境的相对稳定。近年来研究证实,Th1/Th2的免疫失衡与自身免疫性疾病、多种炎症性疾病的发生有关,尤其在肠道的炎症性疾病的发生发展中有重要作用[11]。Naoe等[12]研究发现,幼稚的CD4T细胞和Th1细胞有IL4沉默子位点,而Th2细胞则不包含这种沉默子,Runx3可通过与IL4沉默子的结合,抑制Th1细胞分泌IL4。这说明Runx3在免疫调节中起关键的作用。也有学者研究发现,Runx3基因敲除小鼠表现为肠道的自发性炎症,细胞因子的分析发现Th1型细胞因子IFNγ明显增加,而Th2型细胞因子IL4轻度增加,调节性细胞因子IL10和TGFβ变化不明显,同时也发现转录因子Tbet和GATA3增加后两者分别是诱导Th1和Th2分化的关键转录调节因子,说明Runx3还可以通过负性调节Tbet和GATA3来抑制Th1和Th2型细胞因子的分泌,达到调节免疫的目的[13]。2.2Runx3对树突状细胞DC发育的调节DC是主要的抗原提呈细胞之一,由骨髓样或淋巴样细胞的前体演化而来,与其他免疫细胞形成免疫调节网络,参与识别、摄取、加工抗原等作用。DC在不同的肠道部位、不同成熟阶段以及不同特异性亚型,产生不同的免疫调节功能,即免疫激活或免疫抑制,维持肠道免疫平衡和内环境稳态。按照其表面标志CD11b和CD8α表达情况,分为CD11bCD8α、CD11bCD8α、CD11bCD8α和CD11cintCD8αB220四种亚型[14]。Runx3作为转化生长因子βTGFβ信号转导通路的一个重要转录调节因子,在TGFβ信号转导过程中激活的smadsmad蛋白是TGFβ超家族细胞内重要的信号转导和调节分子复合物需在Runx蛋白包括Runx3指导下从细胞内转入细胞核内特定位点,调节靶基因的转录,从而影响TGFβ对多种细胞包括上皮细胞、免疫细胞等的分化与增殖、发育模式及形态发生等的调节作用[15,16]。Fainaru等[17]研究发现,Runx3介导TGFβ对DC的成熟抑制作用,Runx3基因敲除后,一方面DC细胞成熟加快,且上调MHCⅡ分子和共刺激分子的表达,刺激并使T细胞成熟和分化加快。另一方面,DC的表型发生改变,表现为CD11bCD8αDC显著增加,而CD11bCD8αDC则减少,两者分别与Th1和Th2反应有关[18]。3展望综上所述,Runx3不仅是一种肿瘤抑制基因,而且在免疫细胞的发育、分化及其表型特征中同样具有不可忽视的作用。我们知道,机体多种疾病包括肿瘤、自身免疫性疾病和功能性胃肠病等均与免疫异常存在相关性。Runx3如何通过调节免疫细胞的发育过程来影响疾病的发生,值得进一步探讨,并可能为许多病因不明疾病的发生发展提供新的遗传和免疫学基础。【参考文献】[1]LiQL,ItoK,SakauraC,etal.CausalrelationshipbetweenthelossofRUNX3expressionandgastriccancer[J].Cell,2002,1091113124.[2]BangsowC,RubinsN,GlusmanG,etal.TheRUNXgenesequence,structureandregulatedexpression[J].Gene,2001,2792221232.[3]TaniuchiI,OsatoM,EgawaT,etal.DifferentialrequirementsforRunxproteinsinCD4repressionandepigeneticsilencingduringTlymphocytedevelopment[J].Cell,2002,1115621633.[4]EhiersM,LaulekilianK,PettetM,etal.MorpholinoantisenseoligonucleotidemediatedgeneknockdownduringthymocytedevelopmentrevsealsroleforRunx3transcriptionfactorinCD4sliencingduringdevelopmentofCD4/CD8thymocytes[J].JImmunol,2003,171735943604.[5]WoolfE,XiaoC,FainaruO,etal.Runx3andRunx1arerequiredforCD8Tcelldevelopmentduringthymopoiesis[J].ProcNatlAcadSciUSA,2003,1001377317736.[6]ChatilaTA.RoleofregulatoryTcellsinhumandiseases[J].JAllergyClinImmunol,2005,1165949959.[7]DasG,Augustine,DasJ,etal.AnimportantregulatoryroleforCD4CD8alphaalphaTcellsintheintestinalepitheliallayerinthepreventionofinflammatoryboweldisease[J].ProcNatlAcadSciUSA,2003,100953245329.[8]GrueterB,PetterM,EgawaT,etal.Runx3regulatesintegrinalphaE/CD103andCD4expressionduringdevelopmentofCD4/CD8Tcells[J].Jimmunol,2005,175316941705.[9]LemosMP,FanL,LoD,etal.CD8alphaandCD11bdendriticcellrestrictedMHCclassⅡcontrolsTh1CD4Tcellimmunity[J].JI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