调节性T细胞.doc

CD4+CD25+调节性T细胞研究摘要：调节性T细胞(regulatoryTcells,Treg)是机体维持自身耐受的重要组成部分。CD4+CD25+Treg细胞来源于胸腺，其主要功能是抑制自身反应性T细胞，并且其作用是通过直接的Treg-T效应细胞之间的相互接触方式来实现的。CD4+CD25+Treg细胞可分泌多种抑制性细胞因子，但与其抑制功能关系并不明确，目前有证据表明GITR和Foxp3与CD4+CD25+Treg细胞的抑制功能有关，并且Foxp3已作为CD4+CD25+Treg细胞的特异性标志。通过IL-10、TGF-等抑制性细胞因子、imDC以及转基因技术可以产生具有免疫抑制功能的调节性T细胞。调节性T细胞在免疫相关性疾病、肿瘤免疫和抗感染免疫等方面具有重要意义。关键词：调节性T细胞；免疫耐受1.CD4+CD25+Treg的来源与分化机体内天然产生的CD4+CD25+Treg细胞来源于胸腺，大约占小鼠或人外周CD4+T细胞数的5%10%，其表面表达CD25、CTLA-4和GITR等膜分子，其特征性的分子标记是Foxp3(forkheadboxP3)。最初的研究表明CD25+T细胞存在于胸腺中，CD25的表达似乎是在CD4+单阳性阶段，大约5%的CD4+CD8-胸腺细胞表达CD25，其功能与外周CD4+CD25+T细胞相似。通过荧光标记显示CD25+T细胞是从胸腺向外周迁移，表明它们并不是来自于外周淋巴再循环。CD4+CD8-T细胞库中CD25+T细胞的确定，使得人们推测这些细胞是在阴性选择过程中由髓质DC驯化，CD25+T细胞对自身抗原肽具有中等亲和力，这使得它们不能被清除，在这种替代的阴性选择过程中，CD25+T细胞则获得一种具有无能或抑制功能的信号。Jordan等及Lerman应用表达流感病毒HA特异性受体的TCR转基因鼠和表达HA抗原的转基因鼠进行杂交，发现TCR转基因鼠30%的胸腺细胞和50%的淋巴结T细胞是CD4+CD25+T细胞。而当用表达低亲和力的TCR转基因鼠和表达HA抗原的转基因鼠进行杂交时，CD4+CD25+T细胞没有增加,从而证实通过胸腺可产生特异性CD4+CD25+T细胞。同时发现具有放射性抵抗作用的胸腺基质细胞(如胸腺上皮细胞)，而不是髓系来源的DCs，是选择CD4+CD25+T细胞所必需的成分。Bensinger等通过K14转基因鼠的研究也发现CD4+CD25+Treg细胞在胸腺的分化依赖于MHC-II类分子阳性的皮质上皮细胞。此外，现在发现CD28分子及其信号通路是CD4+CD25+T细胞生存所必需的信号分子。2.CD4+CD25+Treg的功能2.1.1维持内环境的稳定CD4+CD25+Treg可通过调节作用有效地维持机体内环境的稳定。值得注意的是,内环境稳定维持的基本机制是由TCR介导自身反应性T细胞对自身肽段的识别,若免疫调节和内环境的稳定确有相关性,则可推测CD4+CD25+Treg可能和致病T细胞共同竞争APC而被活化。研究发现,IL-2缺失或CD25阴性小鼠可能会发生淋巴组织样增生性自身免疫疾病、严重的自身免疫性结肠炎等,但若在IL-10存在的条件下,输入野生型CD4+CD25+Treg,小鼠即可恢复至正常,表明小鼠机体内环境达到了稳定。由于机体抗感染免疫应答可引起淋巴细胞的增殖,CD4+CD25+Treg维持内环境稳定的调节功能至少可以部分解释机体免疫系统在感染引起的自身免疫性疾病和过敏性疾病以及机体内环境恢复至正常过程中的作用,也可部分解释抗感染免疫应答与淋巴细胞增殖强度之间的关系。2.1.2抑制机体对同种异体移植物的排斥反应在人类及啮齿类动物中,现已广泛认为CD4+Treg具有有效的同种异体特异性免疫调节作用,至今分离CD4+CD25+Treg仍是获得CD4+Treg的最佳方法,表明CD4+CD25+Treg在CD4+Treg发挥的同种异型特异性免疫调节中发挥了主要作用。CD4+CD25+Treg主要通过抑制机体对同种异体移植物排斥反应而有效提高了移植物的存活率。CD4+CD25+Treg的此类作用,最近在移植领域受到广泛的关注。Sakihama等研究发现,若去除正常小鼠的CD4+CD25+Treg可增强移植排斥反应,降低移植物的存活。而相反的是,将同种异体移植物、正常小鼠来源的CD4+CD25+Treg以及初始型T细胞同时接种至同源T细胞缺失的小鼠,移植物的存活时间将大大延长。Hall等检测了经环孢霉素处理后同种异体心脏移植后长期存活小鼠T细胞各亚群的功能,结果显示CD4+CD25+Treg不但可增强移植心脏的存活时间,还具有过继性转移耐受的作用。后续研究发现受者来源的CD4+CD25+Treg在诱导和维持小鼠同种异体抗原耐受中发挥了有效的调节作用,并且可以将调节作用过继转移至同源初始型受者。另外,也有实验室发现,人类胸腺和外周血中存在一种和小鼠CD4+CD25+Treg基因型及体外功能相似的细胞,这将大大促进临床移植的免疫治疗。3.CD4+CD25+T细胞效应机制目前对CD4+CD25+T细胞的效应机制还不明确,实验结果也存在着矛盾。有些实验支持CD4+CD25+T细胞是通过与细胞接触发挥抑制作用;另一些研究表明CD4+CD25+T细胞也可通过分泌细胞因子(IL-10,TGFB)而介导抑制效应。因此,对CD4+CD25+T细胞效应机制的研究正成为该领域的热点。3.1细胞接触发挥抑制小鼠和人的体外实验表明CD4+CD25+T细胞的显著特征是能够抑制其它细胞群的增殖。并且这种抑制需要由其TCR的活化,通过细胞接触依赖、细胞因子非依赖机制而导致应答细胞抑制,而不是应答细胞死亡。尽管CD4+CD25+T细胞的活化是抗原特异性的,一但活化后,则以抗原非特异性形式抑制CD4+和CD8+T细胞的应答。CD4+CD25+T细胞很可能通过活化后表达的某种或某些细胞表面分子与靶细胞表面相应受体相互作用,使靶细胞休止于细胞周期G0/G1期而停止增殖,从而介导对靶细胞的抑制作用。尽管介导这种CD4+CD25+T细胞和靶细胞的相互作用的分子基础目前还不明了,但一些研究结果表明,活化的CD4+CD25+T细胞表面高水平表达TGF-B1,使用抗TGF-B抗体可以部分消除其对靶细胞的抑制作用,而且TGF-B1基因敲除小鼠体内CD4+CD25+T细胞不能阻止SCID鼠结肠炎的发生。故可初步推测CD4+CD25+T细胞的效应机制是非分泌型细胞因子依赖的,而是通过其活化后表达的膜表面TGF-B与其相应靶细胞表面的TGF-BR以细胞间直接相互作用的方式发挥抑制作用。4.Treg细胞在肿瘤免疫治疗中的作用Sakaguchi等报道了Treg细胞是具有免疫调节(负调节)作用的细胞群,Treg细胞主要存在于淋巴组织,另外也存在于外周血和肿瘤浸润淋巴细胞中。4.1Treg细胞的亚型Treg细胞是异质性的,存在着不同的亚型,且不同亚型的抑制机制也不相同:(1)自然发生的Treg细胞:这部分细胞仅占CD4+T细胞的一小部分(5%6%),来自于胸腺,不需要特异性抗原的刺激,这些细胞表达高水平的GITR和Foxp3分子,通过细胞与细胞之间的接触机制发挥抑制作用;(2)抗原特异性的Treg细胞:抗原特异性的Treg细胞也高表达GITR和Foxp3,一旦被特异性抗原激活,则通过细胞与细胞接触的机制发挥抑制作用,该亚型的起源还不太清楚,可能来源于肿瘤局部抑制性细胞因子环境中抗原刺激的CD4+CD25-T细胞,或者CD4+CD25-T细胞与自然发生的CD4+CD25+T细胞相互作用之后而产生。研究发现:外周的初始CD4+CD25-T细胞在激活后,或者TGF-的刺激下,可转化为CD4+CD25+T细胞。结论CD4+CD25+T细胞呈活性封闭状态并具有抑制功能,Sakaguchi认为CD4+CD25+T细胞的活性封闭状态与抑制功能不可分割。有人发现Th1细胞克隆在体外给予第一信号刺激而不提供辅助信号Th1细胞克隆进入活性封闭状态,细胞具有抑制功能和表型。CD4+CD25+T细胞的活性封闭状态和抑制功能之间的关系是否与Th1相同尚需进一步的研究。最近Shimizu等认为糖皮质激素诱导的TNF受体(GITR)与小鼠CD4+CD25+T细胞的抑制功能相关,人CD4+CD25+T细胞与GITR是否有关尚需进一步研究。培养成系的人CD4+CD25+T细胞仍然具有免疫抑制功能,而且这群细胞持续高表达CD25分子,相比CD4+CD25-T细胞CD25抗原在活化后表达上升,然后逐渐下降,说明CD25可能是CD4+CD25+T细胞的一个较特异的标志。CD4+CD25+T细胞表面CTLA-4持续高表达,CTLA-4在其抑制功能中起何作用,目前还不十分清楚。一种可能是CTLA-4可以选择性地结合CD80和CD86分子,另一种可能是CTLA-4的交联可以诱导TGF-B的分泌。CD25和CTLA-4的持续表达可能是体外长期培养的CD4+CD25+T细胞的重要特点。现在CD4+CD25+调节性T细胞的研究已进入到分子水平,我们正在克隆人CD4+CD25+T细胞,这将为研究人CD4+CD25+T细胞在分子水平的特点提供便利。参考文献1高晓明,鲁琰1CD4+CD25+调节性T细胞的研究现状及展望J1细胞与分子免疫学杂志,2002;8(3):201.2ShevachEA