树突状细胞与移植免疫耐受

1、树突状细胞与移植免疫耐受【摘要】 树突状细胞（dendritic cells，DC）在机体外周与中枢免疫耐受维持中发挥重要作用，其以多种机制参与自身免疫耐受的形成，且具有极强可塑性，因此成为近年来移植免疫耐受领域的研究热点。本文概述了DC的分型及作用、DC诱导免疫的间接通路、F1t3L和凋亡细胞的作用、基因工作修饰DC及免疫抑制剂。【关键词】 树突状细胞；移植免疫；移植耐受 Dendritic Cells and Transplantation Immune Tolerance ?Review AbstractDendritic cells (DC) play an important rol

2、es in the maintenance of central immune tolerance and peripheral immune tolerance. DC can be involvd in tormation of autoimmune tolerance by many mechanisms and demonstrate strong plasticity，so that DC become hot issue in the research of transplantation tolerance recently. In this article the DC typ

3、ing and its role，the indirect pathway of DC-inducing immune tolerance，the F1t3L and apoptotic cell role，the modified DC by genetis engineering and the immune inhibitors were summarized. Key wordsdendritic cell; transplantation immune; transplantation tolerance近年来，随着细胞或器官移植广泛开展和移植免疫深入研究，了解到树突状细胞（dend

4、ric cells，DC）在移植排斥及移植耐受中发挥双向调节作用：一方面，DC作为专职抗原呈递细胞触发和调节固有性及获得性免疫反应，启动免疫应答，介导免疫排斥；另一方面，DC通过多种机制诱导抗原特异性T细胞无能，且在免疫耐受中展示出极强的可塑性。本文就目前DC参与移植耐受的作用机制作一综述。 DC的分型及作用 未成熟DC 人体内DC具有成熟和未成熟两种功能状态。正常情况下，多数DC处于未成熟状态。DC成熟受多种因素影响，IL-10、TGF-等可抑制其成熟。未成熟DC可分泌IL-10，IL-10诱导无能T细胞产生、抑制T细胞增殖，诱导Th2型细胞反应和通过调节性T细胞（regulatory T

5、cell，Treg）下调DC表面共刺激分子表达、抑制IL-12合成。微生物细胞成分如细菌脂多糖、集落刺激因子（如GM-CSF）和细胞因子（如IL-4、IL-12）等均能促使DC成熟。成熟DC是早期免疫应答强有力的抗原呈递细胞，它活化初始和记忆T细胞，启动免疫应答。器官移植后作为“过客”白细胞，供体DC从移植器官中游走至受者的次级淋巴器官内，呈递抗原特异性MHC分子，激活受者T细胞，启动免疫应答，触发排斥反应，此过程为直接异体识别途径；另外，受者DC或DC祖细胞参与移植后初始炎症反应，浸润到移植器官内，凋亡或坏死细胞崩解碎片，经加工处理并结合自身MHC分子，最终把限制性供体MHC分子及自身MHC

6、分子复合肽呈递给受者T细胞，触发排斥反应，此过程为间接异体识别途径1。一般认为直接异体识别途径参与急性排斥反应，而间接异体识别途径则与慢性排斥有关。最近研究认为识别的途径取决于植入器官类型、实验模型、排斥时相（慢性、急性）等1，2。未成熟DC具有截然不同的生物学特性，低水平表达MHC、CD40、CD80、CD86、B7等共刺激分子和黏附分子，具有极强的抗原摄取、加工处理能力，而激发免疫应答能力却较弱，未成熟DC可诱导抗原特异性 T 细胞耐受及 Treg 细胞产生。 体外实验表明：未成熟DC与 CD4 CD25 CD45RO Treg 细胞接触后可上调其表面抑制性分子ILT3、ILT4表达，从而

7、获得调节活性，抑制异体反应性CD4 T细胞增殖或使之转化为Treg细胞，发挥免疫抑制功能3。移植后耐受受者中的调节DC可促使源于初始T细胞中CD4 CD25 Treg细胞扩增，而这些Treg细胞可诱导造血祖细胞向调节DC方向分化并降低DC表面共刺激分子CD80、CD86及MHC-II类分子表达，维持DC于未成熟状态4。调节DC再诱导Treg细胞，如此反复互相激发形成反馈环路，阻碍移植物排斥。浆细胞样DC（plasmacytoid DC，pDC） 人DC也可根据其分化来源分为髓样DC和pDC。pDC主要存在于血液循环及次级淋巴组织非抗原进入T细胞区，它受CD40L激活后可促使CD8 T细胞分泌I

8、L-10从而抑制Th1型细胞应答。Kuwana等5报道，从人外周血分离出的新鲜未成熟pDC可诱导抗原特异性CD4 T细胞无能，这与T细胞不能上调CD40L表达及分泌IL-2有关。未成熟pDC上的抑制性Ig样转录受体ILT3、ILT4亦参与此种无应答6，而可溶性IL-10、INF-、TGF-与此无关。体外初始CD8 T细胞与异体CD40L活化的成熟pDCs共培养易向高分泌IL-10 CD8 Treg细胞分化，并通过其分泌的IL-10抑制CD8 效应T细胞旁路增殖7。移植患者血循环内CD8 CD28-细胞（一类独特Treg细胞）抑制抗原特异性CD4 T细胞应答，阻断CD40-CD40L活化信号介导

9、的DC成熟，上调供体未成熟pDC上的ILT3、ILT4表达3，这是独特的Treg细胞经G-CSF动员的供体pDC进入受者，并在其有效俘获异体抗原后分化为成熟pDC，并通过诱导CD8 Treg细胞、Th2型免疫应答抑制供体Th1、CTL，使其无能，从而减轻GVHD程度8。以上表明机体接触异体抗原后其血循环中pDC可抑制Th1型细胞介导的免疫应答，这使pDC在移植物排斥、GVHD等Th1型疾病中发挥重要作用。 间接通路 DC通过直接、间接通路呈递异体抗原启动免疫应答。但Inaba 等9认为，移植后供体DC可把其表面部分供体型MHC分子转给受者DC，在受者DC上形成供体MHC分子与自身MHC分子结合

10、的复合物而干扰间接识别途径，诱导免疫耐受。受者DC负载供体抗原肽（MHC-I类分子或凋亡细胞）后无论是直接进入血液循环，还是进入胸腺均可显著延长移植物植活时间。DC通过静脉进入受者后在外周可诱导抗原特异性T细胞产生，这些T细胞再迁移至胸腺获得中枢耐受10，另外供体DC进入胸腺后与受者DC起清除CD4 CD8 胸腺T细胞及高亲和力结合自身MHC分子复合物的循环T细胞克隆。 F1t3L 细胞因子F1t3L在体内能潜在诱导造血祖细胞和DC增殖。在实验模型中，预先建立一供体鼠，使受者鼠在不使用任何免疫抑制剂下能够耐受MHC不相合供体肝而不表现排斥反应。如先对供体鼠予Flt3L处理后，再移植异体肝给受者

11、鼠，小鼠则表现出急性排斥反应11。在另一模型中，接受全身照射的实验小鼠在行T细胞清除、MHC不相合造血干细胞移植后再输注Flt3L，小鼠则易发生致命GVHD12。由此可见，无论是器官移植还是造血干细胞移植，无论对供体还是受者，这些实验都表明Flt3L增加了宿主抗移植物、移植物抗宿主病发生率。近来有研究报道，预先以造血干细胞因子Flt3L扩增供体脾区CD8 DC，然后将其经静脉输注给受体鼠，发现心脏植活时间延长，且此种效应不依赖CD8 DC状态（成熟、未成熟）及在静脉输注过程中是否发生状态转换13。Yunusuv等14最近提出，如降低全身照射强度，F1t3L则有助于异基因骨髓的稳定持久植入，且没

12、有明显GVHD表现。 Eto等15研究表明，对于接受环磷酰胺预处理、去T细胞性骨髓移植的受体鼠，在其骨髓造血尚未重建前，如输注Flt3L动员的供体造血干细胞（DC数量明显扩增），可诱导受体鼠对MHC错配的异体皮肤耐受。推测此种耐受与供体特异反应性T细胞持续清除有关，确切机制有待进一步阐明。尽管目前评价Flt3L在移植中的作用为时尚早，但随着对Flt3L的研究深入、这一潜在DC动员剂必会有良好应用前景。凋亡细胞 实验表明，静脉注射供体凋亡细胞可诱导抗原特异性T细胞耐受。机制如下：未成熟DC高效吞噬凋亡细胞，处理并呈递其抗原，而未引发炎症反应及自身状态转换；下调前炎症因子IL-1、IL-1、IL-

13、6、TNF-及促Th1细胞因子IL-12P40的分泌，维持TGF-1于高水平。DC膜表面受体?整合蛋白（3、5）、血小板反应蛋白 受体(CD36)、补体受体CR3(CD11b/CD18)、CR4(CD11C/CD18)通过与凋亡细胞表面相应配体务小板反应蛋白、乳脂肪球（milk fat globule）互相识别参与此过程介导生物学效应。凋亡细胞活化补体C3后能促使活化产物iC3b在其胞膜贮积，并借此与DC表面高表达的吞噬受体CD11b/CD18相互识别。在人未成熟DC内化iC3b调理的凋亡细胞后，mRNA水平下调的IL-1、TNF-、IL-12P40等细胞因子转录分泌、降低MHC类分子及CD8

14、6表达，抑制CD40-CD40L活化DC成熟16，即通过细胞因子转换DC以未成熟状态诱导免疫耐受。小鼠移植模型研究表明，静脉注射的供体凋亡脾细胞易于在骨髓中植入，长期诱导受体鼠于免疫耐受状态17。 基因工程修饰DC 近来有应用腺病毒或逆转录病毒为载体，将具有诱导耐受作用的免疫抑制分子靶基因转染给供体DC并使其表达，以期能够: 阻碍异体反应性T细胞增殖如indoleamine 2，3-droxygenase (IDO)； 抑制DC表面共刺激分子表达并诱使抗原特异性T细胞向Th2方向分化（如IL-10）；诱导抗原特异性T细胞无能（如PD-L1）或克隆清除（如CD95L）。已不断有实验证实，单独转导

15、以上各靶基因即可降低移植物排斥机率，延长器官植活时间。但单独基因修饰DC尚不能穿越MHC屏障，诱导耐受。这与目前转基因技术尚未成熟及诸多因素参与免疫耐受有关。如何提高转基因效率，如何确保基因修饰未成熟DC在静脉输注过程中不发生状态转换？这些都是值得研究的问题。转基因中加入增强绿色荧光蛋白或多种免疫抑制靶基因IL-10、TGF-、CTL antigen-4 immunoglobulin fusion protection (CTLA4-Ig)并由逆转录病毒同时转导给未成熟DC，可提高转导效率，确保DC未成熟状态18，19。实验中于移植前36小时静脉输注给受体鼠可使其肾植活时间显著延长。已证实腺病

16、毒可通过核因子-（NF-）诱导DC成熟而降低治疗疗效。但最近发现，NF-特异诱导物（ODNs）能持续阻断DC成熟20，并显著抑制各种刺激下（包括腺病毒）髓样DC成熟，而免疫抑制基因表达并不受阻。动物实验中，将NF-ODN处理后以腺病毒为载体转导CTLA-Ig的供体的髓样DC，于心脏移植前静脉输注给受体，结果MHC完全错配的异体心脏植活时间明显延长21。 免疫抑制剂 免疫抑制剂是临床抗排斥和治疗移植物抗宿主病中最主要的药物。这些免疫抑制剂在控制免疫反应的同时，也在DC的成熟、分化、趋化及活化等环节上起作用而诱导移植免疫耐受。最常用的免疫抑制剂?钙调神经蛋白抑制剂（如环孢菌素、西罗莫司等）、糖皮质

17、激素可以抑制DC的成熟、分化、共刺激分子表达、IL-12分泌及NF-信号途径的活化，而诱导免疫耐受，但糖皮质激素对IL-10的分泌没有影响，而钙调神经蛋白抑制剂虽然对DC的分化没有作用，但可以抑制DC的趋化，并且诱导IL-10的表达22。值得注意的是，钙调神经蛋白信号转导途径激活也是调节性T细胞生成所必需的，有人提出，为诱导有效免疫耐受，应适当减少钙调神经蛋白抑制剂的用量22。 结束语 同种免疫排斥仍是目前移植领域中亟待解决的问题。DC在移植免疫中扮演双重角色：参与免疫排斥和诱导移植耐受。尤其是后者已成为当前研究热点。但目前人们对DC的研究尚处于初步阶段，有必要确切阐述DC参与移植耐受的多重机

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