调节性b细胞的研究进展

调节性b细胞的研究进展

传统观点认为，b细胞在自身免疫病的发生和发展中发挥着决定性作用。新近研究显示,B细胞也参与机体免疫应答的调节,在自身免疫病过程中起免疫抑制作用,这种具有保护作用的抑制免疫应答炎性反应的B细胞亚群被命名为调节性B细胞(regulatoryBcell,Bregs)。Bregs通过与其他细胞相互作用及分泌细胞因子或抗体等多种机制介导免疫耐受,抑制炎性反应,发挥免疫调节作用。有研究发现,此种Bregs亚群主要包括CD1dhiCD5+CD19hi表现型。Bregs通过其产物白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)对T细胞活化和炎性应答产生影响。这个能产生IL-10的具有CD1dhiCD5+CD19hi表型的Bregs亚群被命名为B10细胞,它们能特异的产生IL-10并且是IL-10的主要B细胞来源,而且它们可能只产生IL-10。此外,还存在一种产生转化生长因子β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)的Bregs,其可以在体外被脂多糖刺激活化而分泌TGF-β1并表达Fas配体。Bregs在小鼠的一些自身免疫病包括实验性自身免疫性脑脊髓炎、炎性肠病、1型糖尿病、系统性红斑狼疮、胶原诱发性关节炎的发生和发展中起重要作用。我们主要就B10细胞亚群以及目前了解的Bregs在小鼠自身免疫病模型中抑制免疫炎性反应的作用做一综述。1bregs在免疫调节作用方面的作用Bregs主要通过产生IL-10起免疫调节作用。在体脾脏B细胞并不分泌可检测的IL-10,体外刺激培养脾脏B细胞可诱导野生型小鼠0.5%~1%的脾脏B细胞表达IL-10。而IL-10在体内表达所需要的刺激物目前仍然未知。炎症微环境是Bregs分化激活所必需的,野生型小鼠脾脏B细胞产生的IL-10很难被检测到,但如果把这些脾脏B细胞转入B细胞缺失T细胞受体(Tcellreceptor,TCR)α敲除、患有肠炎的小鼠则会产生IL-10。IL-10活性B细胞主要定位在CD1dhiCD5+CD19hi细胞亚群,此种IL-10活性CD1dhiCD5+B细胞亚群被定义为B10细胞,它们已在多种淋巴组织中被发现,主要包括脾脏、肠系膜淋巴结及成年鼠的腹腔。尽管Bregs只占正常小鼠脾脏B细胞的1%~2%,但这些细胞可产生强大的免疫抑制性细胞因子IL-10,并借此调节T细胞功能,抑制自身免疫病中的炎性反应。IL-10发挥抗炎作用及抑制功能与辅助性T细胞2有关,并抑制辅助性T细胞1的产生。IL-10通过抑制抗原提呈功能和减少抗原提呈细胞来抑制抗原特异性CD4+T增殖。在免疫调节作用缺失情况下,IL-10-/-小鼠会自发产生炎性肠病。IL-10缺乏也会使实验室性自身免疫脑脊髓炎、胶原诱发性关节炎病情加重。相反,给予全身的、系统的IL-10干预治疗对胶原诱发性关节炎、NOD小鼠模型1型糖尿病有治疗作用。然而,外源性IL-10功能并不能代表由细胞所产生的IL-10的功能。IL-10在微环境中释放或在细胞—细胞相互作用时释放是否比在全身释放起到更大的免疫调节作用还存在争议。除产生IL-10的Bregs外,还有一种产生TGF-β1的Bregs。产生TGF-β1的Bregs是介导低剂量口服免疫耐受的主要细胞。对B细胞缺失非肥胖糖尿病NOD小鼠的研究表明,B细胞是作为致病性抗原向效应T细胞呈递的关键抗原提呈细胞,是免疫耐受形成所必需的。把体外经脂多糖刺激形成的产生TGF-β1的B细胞转移到NOD小鼠体内,可诱导效应T细胞凋亡,抑制小鼠糖尿病发展进程。但产生TGF-β1的Breg细胞在体内可能不进一步扩增。除通过产生细胞因子发挥作用外,Bregs还可能通过以下方面发挥免疫调节作用:募集调节性T细胞、NKT等抑制性细胞,在炎症过程中起调节作用;直接抑制病理性细胞(自身反应性T细胞和固有免疫细胞)活性和功能;通过CD40/CD40L相互作用抑制效应T细胞增殖,从而减缓慢性结肠炎;与其他免疫细胞相互作用,间接影响T细胞功能;通过产生IL-10等降低抗原提呈细胞活性、抑制其迁移;通过产生IgG等抗体,中和免疫应答与损伤组织中的有害的可溶性因子;抑制树突状细胞/巨噬细胞活性,增强凋亡细胞清除,减少激活自身反应性T细胞的潜在自身抗原,抑制炎性反应等。2bregs的分离和表达B细胞分为Bl细胞和B2细胞两种亚群。B1细胞存在于胸腔和腹腔,B2细胞存在于次级淋巴器官。未成熟B细胞离开骨髓后进入脾脏分化成过渡1型和过渡2型B细胞,然后变成无柄的边缘带B细胞或在淋巴器官和淋巴结中反复循环的滤泡B细胞。根据炎症类型,脾脏过渡2型B细胞主要通过两种途径分化成“获得型”或“固有型”Bregs。Mizoguchi等提出,产生IL-10的Bregs可分为来自边缘带的“固有型”(多克隆刺激诱导产生IL-10)亚群和来自B-1a细胞或滤泡型B细胞的“获得型”(抗原特异性产生IL-10)亚群。在获得性免疫介导的疾病中,活化滤泡B细胞可通过B细胞受体与自身抗体等相互作用分化形成“获得型”Bregs。在炎性肠病等炎性疾病中,脾脏边缘带B细胞在脂多糖和Toll样受体激动剂刺激下可分化形成“固有型”Bregs。肠系膜淋巴结B细胞在炎症条件下也可分化为Bregs。其与脾脏边缘带B细胞有共同的表型和功能:高水平CD1d表达和对脂多糖的反应性,在不同炎症条件刺激下均可分化形成“固有型”Bregs。边缘带B细胞可在脂多糖等刺激下产生大量IL-10,抑制肠内炎症,而其缺失会引起Y连锁自身免疫加速变异,最终导致自身免疫病发生。边缘带B细胞发展为致病性还是调节性B细胞主要依据辅助因素。Allman等在胶原诱发性关节炎动物中还发现了过渡2型边缘带前体Bregs。其主要出现在幼稚小鼠脾脏,可通过产生IL-10抑制CD4T细胞分化和效应T细胞活性,从而抑制过度炎性反应。另外,腹膜腔B1细胞是公认的IL-10的富集源,但免疫球蛋白分泌模式提示Bregs是从B2细胞衍生而来。B1细胞是否能分化为Bregs尚不确定。3b细胞缺失的自身免疫病鼠模型研究表明,Bregs通过产生IL-10来调节炎症和自身免疫病。在B细胞缺失的自身免疫病鼠模型中疾病表现为恶化现象。这表明虽一些B细胞为致病性,而另存在具有调节功能的B细胞。当前研究主要针对Bregs是如何控制自身免疫反应。3.1器官独特的免疫病3.1.1使用il-10-/-多突专四细胞来减少实验室性自身免疫的tregsMatsushita等发现,给野生型小鼠过继转移髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白致敏的能产生IL-10的CD1dhiCD5+Bregs(即B10细胞),将显著降低实验室性自身免疫性脑脊髓炎的发病。而一旦患上实验室性自身免疫性脑脊髓炎,B10细胞并不会在疾病早期抑制其进展。同样,在疾病初始去除体内的B10细胞将促进实验室性自身免疫性脑脊髓炎的发病,而去除调节性T细胞(regulatoryTcell,Tregs)将会加重晚期疾病。因此,B10细胞主要控制疾病的发生,Tregs抑制疾病晚期进展。Fillatreau等发现B细胞缺失小鼠发生严重的实验室性自身免疫性脑脊髓炎,且在用髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白免疫后没有缓解;在对照组小鼠,通过与髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白免疫相关的CD40刺激B细胞活化产生IL-10而使疾病康复。在IL-10-/-的基因敲除小鼠,辅助性T细胞1细胞介导的免疫反应持续存在,实验小鼠不能康复,给其转移IL-10+B细胞则会抑制实验室性自身免疫性脑脊髓炎的发展,这种作用与辅助性T细胞1应答下调相关。因此,B细胞可通过产生IL-10和随之发生的辅助性T细胞1自身反应性调节而促进实验室性自身免疫性脑脊髓炎痊愈。综上,分泌IL-10的Bregs很可能是B10细胞,其对于控制实验室性自身免疫性脑脊髓炎的严重程度及该病的缓解非常重要。3.1.2tcr-/-ig/-鼠肠道炎症的发生炎性肠病包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,因对共生的微生物区系的异常黏膜辅助性T细胞2免疫应答而使肠组织被破坏。Mishima等发现患回肠炎的小鼠肠系膜淋巴结B细胞分泌IL-10和TGF-β水平明显下降。而产生IL-10和TGF-β的B细胞主要存在于CD1d+表型的细胞。Mizoguchi等在患有肠炎的小鼠肠道相关淋巴组织中检出CD1d表达上调的B细胞亚群,与WT鼠相比,TCRα-/-小鼠发生肠炎时,其肠系膜淋巴结表达CD1d的B细胞增多。TCRα-/-CD1d-/-双敲鼠自发疾病的发生率增加。此外,从TCRα-/-CD1d-/-小鼠转移B细胞给TCRα-/-Igμ-/-小鼠不能抑制其肠炎的进展。这些研究表明Bregs功能缺陷可能是炎性肠病的发病机制之一。Mizoguchi等证明B细胞和它们产生的自体免疫球蛋白对存在TCRα链缺陷、患慢性结肠炎的小鼠肠道炎症具有抑制作用。缺乏B细胞的双重突变型TCRα-/-Igμ-/-鼠自发的慢性肠炎比TCRα-/-鼠严重得多。分别把缺乏CD80、CD86和CD40共刺激分子的不同品系的鼠B细胞转移给TCRα-/-Igμ-/-鼠,转移来自CD80-/-鼠的B细胞可降低致病性CD4+T细胞数量,而转移CD40-/-和CD86-/-鼠B细胞则不影响致病性T细胞数量以及慢性肠炎的发生、发展,提示通过CD40和CD86共刺激分子而直接与致病性T细胞相互作用的成熟活化B细胞是慢性肠炎中起抑制作用的原因。3.1.3b细胞参与糖尿病预防在NOD小鼠模型中,将B细胞在体外激活后能维持免疫耐受并且防止1型糖尿病的发生。给小鼠反复输注B细胞受体刺激的小鼠脾脏B细胞可延缓并减少1型糖尿病发病。研究发现给小鼠输注活化的NOD-IL-10-/-B细胞并不能减少1型糖尿病和严重的胰岛炎症,所以B细胞需通过分泌IL-10对1型糖尿病起预防作用。体外用脂多糖刺激后的B细胞也上调Fas配体和分泌TGF-β1,当过继转移上述B细胞给糖尿病前期NOD小鼠能抑制辅助性T细胞1免疫并增加脾脏单核细胞凋亡。此外,将这种经脂多糖刺激后的B细胞和致糖尿病的脾脏T细胞同时转移给严重的联合型免疫缺陷病小鼠能够预防糖尿病的发生。然而体外产生TGF-β1与脂多糖刺激后的B细胞在体内的保护性作用是否存在确切联系及这些B细胞是否还分泌IL-10尚不确定。这些研究结果提示,输注自体、分泌IL-10、B细胞受体活化的B细胞或者B10细胞可能会降低人类1型糖尿病的患病风险。3.2非器官特异性自身免疫性疾病3.2.1正常b细胞在体内输注nzb/wf小鼠的活性系统性红斑狼疮发病机制目前还不完全清楚。Yin等报告了IL-10-/-的小鼠与IL-10+/+的对照组小鼠相比辅助性T细胞1应答和自身抗体产生均有所增加,并且患有更严重的肾小球肾炎。这表明IL-10可能下调自身抗体的产生,并且通过抑制辅助性T细胞1细胞因子的产生而缓解狼疮终末器官损伤。有研究将主要组织相容性匹配的或者异基因正常鼠的脾脏B细胞静脉输注给未被辐照的NZB/WF1小鼠,结果显著降低了其血浆自身抗体免疫球蛋白的水平,延缓了其蛋白尿的产生及使其寿命延长,而输注NZB/WF1或X连锁免疫缺陷小鼠的脾脏B细胞则未能抑制自身免疫病的进展。这说明正常B细胞在抑制系统性自身免疫反应中起到了重要的调节作用,而自身免疫性B细胞则没有这种功能。这个研究发现不仅有助于我们阐明NZB/WF1小鼠模型发病的细胞及分子机制,而且为探索系统性红斑狼疮的治疗策略创造了有利条件。3.2.2细胞凋亡细胞治疗胶原诱发性关节炎是T细胞依赖性人类类风湿关节炎小鼠模型。胶原诱发性关节炎中有不同表型、不同起源的产生IL-10的B细胞参与调节炎性反应。Mauri等已通过实验来证实过继转移活化B细胞能抑制胶原诱发性关节炎的发生发展。在胶原诱发性关节炎发病1个月前给予细胞凋亡胸腺细胞可以避免严重的关节炎症和骨质破坏。凋亡细胞治疗效果直接反应在活化的脾脏B细胞产生IL-10增多,这对于诱导T细胞产生IL-10非常重要。此外,被动转移凋亡细胞治疗过的小鼠B细胞对关节炎有显著保护作用。而在体内抑制IL-10会逆转凋亡细胞治疗的益处。因此,细胞凋亡细胞可以诱导影响胶原特异性效应T细胞因子分泌的Bregs产生。综上表明,Bregs在胶原诱发性关节炎小鼠的病程和转归中起免疫调节作用。4cd40和bcr共刺激Bregs的发现为免疫系统中的调节免疫反应的机制的研究开拓了一个新领域。与对Tregs的大量研究成果相比,关于Bregs在人体中存在的可能还知之甚少。与小鼠B细胞一样,人类活化的B细胞也能产生大量改善病理性内环境的细胞因子,CD40和B细胞受体共刺激会诱导包括IL-10的广泛的细胞因子产生。另有研究证实,仅是CD40刺激就会诱导B细胞产生IL-10,而CD40和BCR共刺激将会诱导促炎细胞因子的产生,包括淋巴毒素、IL-6和肿瘤坏死因子α。因为B细胞在成熟和活化的各个阶段对相同刺激可能会有不同的反应,如此或许可解释上述出现的不同的研究结果。在小鼠模型已发现了具