炎症性肠病相关细胞亚群的研究进展

炎症性肠病相关细胞亚群的研究进展

炎症性肠病（ibd）是一种非特异性肠炎（包括克罗恩病和溃疡性肠炎，其病因和发病机制尚不完全清楚。免疫因素在IBD中发病的作用最为肯定,很多证据提示,CD4+T细胞在IBD的发病中起重要作用,活化的CD4+T细胞亚群——调节性T细胞(regulatoryTcell,Treg)和辅助性T细胞17(Thelper17cells,Th17)在分化和功能上互相对抗,生理情况下二者保持平衡,维持机体的免疫稳定状态。当存在炎性反应或者自身免疫性疾病时,一些细胞因子的过度表达将影响初始T细胞的分化格局,增加Th17分化,破坏Treg/Th17平衡,从而引发一系列的炎性反应。有研究表明,Treg/Th17分化失衡可能参与了IBD异常自身免疫反应。现就Treg/Th17分化失衡在IBD发生发展中的作用予以综述。1初始t细胞不同分化介导免疫耐受的Treg与介导炎性反应的Th17均来源于初始T细胞,二者的分化过程和功能相互抑制,在其分化发育、功能发挥的过程中受机体免疫应答网络中多种细胞因子及转录因子的正向和负向调节。1.117吨/天的调整1.1.1tgf-1和trag3β1(transforminggrowthfactor-β1,TGF-β1)是影响Th17分化的关键细胞因子,同时也是Treg功能的重要调节因子,低浓度的TGF-β1与白细胞介素(interleukin,IL)-6协同作用能诱导孤独受体γt(orphannuclearreceptorgammat,RORγt)的产生,高浓度的TGF-β1能够上调叉头样转录因子p3(forkheadtranscriptionfactorP3,Foxp3)的表达,RORγt/Foxp3平衡可确定初始T细胞受抗原刺激后向Th17或Treg方向分化。缺乏IL-6时,单独存在的TGF-β1并不能诱导初始型T细胞向Th17分化,而是促使其向Treg分化,据此认为,TGF-β1在调节T细胞分化过程中具有双重作用,TGF-β1和IL-6的共同存在是Th17分化启动的必要条件。据报道,在小鼠体内,TGF-β1在Th17早期分化中起重要作用,而人类的Th17分化受IL-1β、IL-6和IL-3调节,而不依赖TGF-β1。总之,TGF-β1和IL-6在人和小鼠内的Th17和分化中的作用还需进一步确定1.1.2th17的抑制效果IL-2是体内重要的T细胞生长因子,能够促进Treg的发育和扩增,同时可通过信号转导与转录活化因子5(Signaltransducerandactivatoroftranscripton5,STAT5)途径抑制Th17的生长。有研究者发现,IL-2基因剔除小鼠或STAT5缺陷小鼠体内的Treg均减少,而Th17细胞明显增加,并进一步证明IL-2可以通过STAT5途径影响Foxp3与RORγt的平衡,降低RORγt的表达,抑制Th17分化,增强TGF-β1诱导的Foxp3表达和Treg的功能,这也是Treg调节Th17分化的重要机制。1.1.3式的ccp3表达对treg表达的影响IL-21与IL-2是同一家族成员,具有相同的γ链,但与IL-2相反,IL-21能抑制由TGF-β1诱导的Foxp3表达,从而抑制Treg产生。最近有文献报道,IL-21不仅是Th17的表达产物,同时可通过自分泌途径协同TGF-β1促进Th17的分化,并可替代IL-6诱导RORγt和Th17分化。尽管IL-21可有助于Th17细胞的分化,但不是Th17的谱系定型或其他的病理作用的主要调节因子。1.1.4il-33对th17的影响IL-23不参与Th17的分化,但在维持Th17的效应方面发挥重要的作用,缺乏IL-23的小鼠体内几乎没有Th17的存在。小鼠感染枸橼酸杆菌后诱导的Th17应答中,如果缺乏IL-23,机体则不能完全清除炎性反应,细菌清除率明显下降。IL-23能够通过活化络氨酸激酶(Janustyrosinekinase,JAK)激活SATA3,继而促进Th17分化以及IL-17A的表达。IL-23也可以通过STAT3依赖途径上调IL-23R的表达,一旦IL-23R在T细胞表达,IL-23就可以与IL-23R结合并在TGF-β1的存在下替代IL-6的作用诱导IL-17A的产生。1.2分散调节treg和th171.2.1全rort抑制剂对il-17a表达的抑制作用Foxp3是Treg特异性的转录因子,与Treg的调节功能密切相关。人类Foxp3有两种亚型,一种是全长型,另一种是缺失外显子2编码序列的较短型。而RORγt是Th17主要的转录因子,对Th17分化至关重要。Foxp3全长亚型能够与RORγt结合从而抑制后者的功能,减少RORγt对IL-17A表达的抑制作用。另外,抑制Foxp3与DNA的结合能力可以减少对IL-17A表达的抑制。在存在促炎细胞因子的环境中,TGF-β1诱导表达的Foxp3水平极大地下降,而RORγt的表达水平升高,从而促进Th17的分化。当T细胞内RORγt与Foxp3同时表达时,用IL-6或IL-21处理可以消除Foxp3对RORγt的抑制作用,从而增加IL-17A的表达。因此,在合适的细胞因子环境中,下调Foxp3的表达或者削弱Foxp3的抑制功能都能够促进Th17的产生。1.2.2stat3在小鼠体内的转录表达STAT5是Foxp3表达必不可少的转录因子,通过与Foxp3基因直接结合增加Foxp3基因的转录及表达,从而增强Treg的调节功能。STAT5通过竞争性抑制STAT3等IL-17活化因子结合IL-17基因,或者通过募集抑制复合物干预IL-17表达环路,抑制IL-17A基因的转录,进而抑制IL-17的分化及表达。同时STAT5介导IL-2对Treg的诱导功能以及对Th17的抑制作用。IL-2基因剔除或STAT5缺陷小鼠体内Treg产生均减少,而Th17比例增加,说明STAT5能够影响Foxp3与RORγt的平衡,降低RORγt的表达,抑制Th17分化,增强TGF-β1诱导的Foxp3表达和Treg的功能。STAT3可促进Th17的分化,STAT3缺失的T细胞,由TGF-β1和IL-6诱导的Th17分化则不完整。STAT3缺失时,不仅IL-17A表达有缺陷,IL-17F、IL-22和IL-23R的表达均下调,而且,RORγt和RORα的表达也下调,因此推测,STAT3可能通过诱导特异性的转录因子影响Th17的基因表达。总之,STAT5和STAT3在Treg和Th17的分化过程中发挥不同作用,STAT5能够诱导Treg的形成,STAT3能够促进Th17分化,其确切机制尚不清楚。217、th17丢失和混乱2.1treg的功能Treg在维持机体免疫平衡中作用不可或缺,其不仅可避免IBD的发生,而且可以逆转已发生的肠炎。如果体内Treg与Th17之间失平衡或者Treg缺乏,正常菌群和食物性抗原的免疫刺激可导致结肠黏膜的炎性反应。目前认为,Treg数量减少或功能异常,均可导致肠黏膜损伤及IBD的发生。动物实验表明,给T细胞缺陷的小鼠注入不含有Treg的幼稚T细胞,可诱发其对肠道共生菌群的高反应性,导致严重的自身免疫性结肠炎;输入全T细胞则可抑制这类炎性反应。另有研究表明,剔除小鼠的Treg细胞会使其T细胞介导的炎性疾病(如肠炎)恶化。IBD患者外周血和结肠黏膜中的Treg数量均明显减少,但是Treg的功能并无异常。Treg可以通过分泌IL-10和/或TGF-β1抑制Th效应细胞,IL-10抑制Th的增殖并减少炎性细胞因子的分泌,TGF-β1除具有类似IL-10的作用外,还可抑制原始细胞向Th细胞分化。Foxp3特异性表达在Treg中,可有效地预防IBD的发生。有学者应用流式细胞术和反转录-聚合酶链法检测IBD患者外周血Treg和Foxp3的表达水平,结果发现,IBD患者体内Treg和Foxp3的表达水平明显低于正常对照组,且活动期低于缓解期。国内学者的研究也证实了以上结果,认为Treg数量的减少或功能异常可能是导致IBD发病的主要因素。总之,Treg主要通过抑制Th细胞维持肠道黏膜的免疫平衡。2.2il-17a的保护作用Th17在许多自身免疫性疾病的发病中发挥重要作用,目前Th17在IBD中的作用已引起广泛关注,且Th17的发现拓宽了对IBD形成机制的认识。Th17相关的细胞因子IL-17A、IL-17FIL-23、IL-21和IL-22在IBD发病中也发挥着不同的作用。IL-17A在IBD中的作用目前尚有争议。有研究表明,在IBD的急性期,肠黏膜内存在大量的IL17A+T细胞浸润,IL17A+T细胞及其分泌的IL-17A与IBD的严重程度呈正相关,IL-17A缺乏可改善小鼠的结肠炎症状。另有报道,在急性结肠炎发生时给予抗体中和IL-17A能够加重病情,移除小鼠的IL-17A(剔除了细胞因子抗体或者受体)可成功制作结肠炎模型等均表明IL-17A对结肠炎的发生具有保护作用。还有研究表明,在T细胞介导的结肠炎模型中,IL-17A在其发展过程中并非必需。上述结肠炎模型,提示IL-17A在IBD中具有不同的作用另有实验表明,IL-17F也具有促炎作用。IL-23在IBD中发挥促炎作用,并且有实验证明IL-23在IBD的发生发展过程中是必不可少的另有研究表明,依赖IL-23的结肠炎与IL-17A无关,IL-23主要影响结肠黏膜中Treg的数量,IL-23缺乏时Treg的数量则会明显增加,从而可导致Th细胞功能的损伤。IL-21与IBD患者的损伤程度呈正相关。IL-21调节肠道黏膜Th17和Treg的平衡,其联合TGF-β1可以促进Th17的分化,缺乏IL-21时Th17的分化将明显减少,结肠黏膜炎症程度将明显减轻。因此,推测IL-21所诱导的Th17分化可促进IBD的发生。与其他Th17的细胞因子不同,IL-22在IBD中起保护作用。在急性和慢性结肠炎模型中,缺乏IL-22的小鼠,不管是先天还是获得性的缺失,病情均较严重。Th17分泌的IL-22可能通过维持上皮屏障的完整性和分泌黏蛋白