调节性细胞调控h17细胞的研究进展

调节性细胞调控h17细胞的研究进展

treg是一种非感染性疾病，由th17细胞诱导，具有一系列炎症反应。两者的功能和分区过程相互对抗。通常，两者都会保持相同的平衡，以促进身体的免疫稳定。在炎症反应、自身免疫性疾病以及移植排斥反应时,IL-6等促炎症细胞因子的过度表达通过影响初始T细胞的分化格局,增加Th17细胞分化,破坏Treg/Th17平衡,导致一系列炎症反应损伤机体。因此在分子水平研究Treg/Th17平衡的调节机制,控制Th17细胞分化的细胞因子环境,抑制Th17细胞分化及相关促炎症细胞因子的表达并增强Treg的活性,进而调节体内Treg/Th17平衡,从而调节机体免疫状态,最终实现控制炎症、防治自身免疫性疾病以及诱导免疫耐受。本文从细胞因子、转录因子及其分子调节机制等角度对近几年此领域的研究进展做一综述。1不同treg信号途径抑制剂治疗traf基因表达的调节机制1.1TGF-β1TGF-β1能够下调转录因子T-bet和GATA3表达,分别抑制Th1细胞和Th2细胞分化,也能够通过抑制IL-2产生从而促进Th17细胞的分化。TGF-β1是影响Th17细胞分化关键的细胞因子,同时也是Treg功能的重要调节因子,因此可以推测这两个细胞亚群的分化和功能调节存在密切的联系。低浓度的TGF-β1和IL-6的协同作用能诱导RORγt的产生,而高浓度的TGF-β1能够上调Foxp3的表达,因此,细胞因子调节的RORγt/Foxp3平衡决定了初始T细胞受抗原刺激后向Th17细胞或Treg方向分化。Foxp3也可以通过下调IL-23和IL-17等细胞因子的表达抑制Th17细胞的分化,其中的调节机制仍不清楚。另外,有研究表明在特定的细胞因子环境中,Treg自身可以转化成Th17细胞。1.2IL-2众所周知,IL-2是体内重要的T细胞生长因子,它不仅能够促进Treg的分化,也能够通过SATA5介导的信号途径抑制Th17细胞的分化。SATA5是IL-2信号途径中重要的转录因子,介导IL-2对Treg的诱导功能以及对Th-17细胞的抑制作用。SATA5被激活后聚集并结合IL-17基因启动子,通过竞争性抑制SATA3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的分化以及IL-17的表达。SATA5同时也是Foxp3表达必不可少的转录因子,其通过与Foxp3基因直接结合,增加Foxp3基因的转录促进Foxp3的表达,从而增强Treg的调节功能。IL-2基因敲除小鼠或SATA5缺陷小鼠体内Treg产生都减少,而Th17细胞产生增加。这说明IL-2可以通过SATA5途径影响Foxp3与RORγt的平衡,降低RORγt的表达,抑制Th17细胞分化,增强TGF-β1诱导的Foxp3表达和Treg的功能。这也是Treg调节Th17细胞分化的重要机制。1.3IL-6、IL-21、IL-23IL-6、IL-21和IL-23都能够通过激活JNK(janusfamilykinases)进一步激活SATA3,继而促进Th17细胞分化以及IL-17的表达。Mathur等发现SATA3缺陷T细胞中Th17细胞的分化受到影响,并且RORγt的表达也受到抑制,相反,过度持续表达的SATA3能增加IL-17表达。SATA3的激活也会导致抑制蛋白SOCS3的上调。SOCS3则可以通过减少SATA3磷酸化以抑制SATA3功能,从而抑制IL-6和IL-23对IL-17生成的诱导作用,并形成IL-17的抑制性自分泌反馈环路。另外,IL-6、IL-21和IL-23也可以通过SATA3依赖途径上调IL-23R的表达。一旦IL-23R在T细胞表达,IL-23就可以结合IL-23R并在TGF-β1的存在下替代IL-6的作用诱导IL-17的产生。低浓度的TGF-β1、IL-6以及IL-21的协同作用可以增强IL-23RmRNA的转录以及IL-17的表达。但是高浓度的TGF-β1却抑制IL-23R的表达,反而增加Foxp3的表达。因此,高浓度TGF-β1能促进Treg分化而并不增加Th17细胞分化。这就解释了为什么当初发现在体外IL-23对Th17细胞分化没有作用,因为在当时的体外培养环境中,过高的TGF-β1浓度抑制了IL-23R的表达,从而阻断了IL-23的功能。在体内,IL-6、IL-21等促炎症细胞因子的存在足以诱导Th17细胞的分化,IL-23/IL-23R信号途径提供的扩增信号可以维持Th17细胞的表达水平。2rort与sa3对trad细胞分化的调节作用2.1RORγtRorc基因编码ROR(retinoicacidrelatedorphanreceptor)γt和RORγ两种亚型,这两种亚型分子仅在氨基末端有区别,其中RORγ在很多组织中都有表达,而RORγt仅发现在淋巴细胞表达。RORγt调节胸腺T细胞的发育过程中相关基因的表达,缺乏RORγt会导致CD4+CD8+胸腺T细胞的早期凋亡以及淋巴结的发育障碍。RORγt也是Th17细胞的谱系特异性转录因子,对Th17细胞分化至关重要。RORγt缺陷小鼠体内产生的Th17细胞数显著降低,而过度表达RORγt可以促进Th17细胞的表达。IL-6等细胞因子通过SATA3促进RORγt的表达,但在RORγt缺陷的细胞中过度表达活化SATA3仍会导致IL-17的低水平表达,说明SATA3是IL-17表达所必须但并非足够的条件,并且RORγt与SATA3这两种转录因子互相协助促进Th17细胞分化,其中确切的调节机制仍不清楚。2.2RORα最近,Yang等发现RORγt缺陷并不完全阻断Th17细胞相关细胞因子表达,而IL-6和TGF-β通过激活SATA3可以诱导Th17细胞高表达另一种维甲酸依赖性孤儿受体—RORα,RORα缺陷会导致体内外IL-17表达减少。RORα与RORγt的协同作用会诱导Th17细胞大量分化,两者同时缺陷会阻碍Th17细胞的产生并能使小鼠完全避免发展为EAE(experimentalautoimmuneencephalomyelitis)。因此,Th17细胞的分化受到两种谱系特异性核受体RORα以及RORγt的共同调节。其中机制仍不明确,可能是过表达的RORα通过结合IL-17/IL-17f基因座的保守非编码序列2促进Th17细胞分化。2.3Foxp3Foxp3是Treg的谱系特异性转录因子,与Treg的调节功能密切相关。人类Foxp3有2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。这两种亚型在循环中的Treg的表达量非常接近,并且可以在CD4+CD25-T细胞激活后的一定时期内同等水平表达。2.4ROR与Foxp3的相互作用Foxp3全长亚型能够与RORγt结合从而抑制后者的功能,而缺乏外显子2的短型无此抑制功能,说明Foxp3通过外显子2编码序列与RORγt结合,减少RORγt对IL-17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-17表达的抑制。相反,在存在促炎症细胞因子的环境中,TGF-β诱导表达的Foxp3水平大大下降而RORγt的表达水平升高,从而促进Th17细胞的分化。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-17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细胞的产生。Du等发现Foxp3可以与RORα相互作用并抑制其转录活性。两种Foxp3亚型中只有全长型能够通过外显子2与RORα相互作用,而缺乏外显子2的短型Foxp3无此功能。另外,通过诱导Foxp3基因外显子2的LxxLL序列突变,可以消除Foxp3对RORα的抑制作用。因此,RORα的表达可以诱导Th17细胞分化相关基因的表达,而这些基因的表达受到全长型Foxp3的抑制。3其他因素的调整，th173.1irf4与rort、stat3的关系最近,Brustle等发现IRF4在Th17细胞分化过程中也具有重要的作用。IRF4基因敲除小鼠可以避免发生EAE,而且来自这些小鼠的T细胞亦不能分化成Th17细胞,这提示IRF4对Th17细胞的分化必不可少。另外,IRF4敲除小鼠的T细胞几乎不表达RORγt,而高表达Foxp3,这也进一步说明RORγt与Foxp3的平衡对Th17细胞分化的重要性。但是,通过在IRF4基因敲除小鼠体内高表达RORγt可以产生少量IL-17,这说明、IRF4可能是RORγt的上游分子,IRF4通过与SATA3的相互作用诱导RORγt的表达,进而诱导Th17细胞的分化和IL-17的产生。因此,IRF4与RORγt、STAT3以及其他因子协调作用并组成复杂的转录因子调节网络调控Th17细胞分化。另外,IRF4对Foxp3表达的重要作用提示着Treg对Th17细胞分化调节的又一重要分子机制,但是这一机制仍有待进一步研究。3.2ra的调节作用RA可以降低RORγt的表达,增加Foxp3的表达,抑制Th17细胞的分化。并且,在RA和TGF-β1共同培养体系中,T细胞表现出很强的免疫抑制功能,这可能与Foxp3表达的增加有关。RA受体(RAR)的抑制物能够抑制Foxp3的表达,说明Foxp3的表达受到内源性RA以及RAR的正调节。最近有研究表明,RA通过诱导Th17细胞表达Foxp3抑制Th17细胞进一步分化,并且使IL-17和IL-21的分泌显著下降。但目前仍不清楚Foxp3是否能够通过与IL-17a、Rorc、或IL-21等基因的启动子直接结合发挥调节效应。3.3ccp3+treg的表达Lim等发现Th17细胞不但表达Th1细胞相关转运受体(如CCR2、CXCR3、CCR5、CXCR6等)以及Th2细胞相关转运受体(如CCR4),也表达Foxp3+Treg的主要非淋巴组织转运受体CCR4、CCR5、CCR6、CXCR3、CXCR6等。这个发现提示了在体内Th17细胞与Treg亚群之间有密切的相关调节关系。4treg在细胞水平和th17细胞分化中的作用不同的细胞因子环境通过不同的信号途径对初始T细胞向Treg和Th17细胞的分化进行调节,并通过相关转录因子在分子水平介导Treg和Th17细胞的平衡。TGF-β1单独作用或与IL-2协调作用会上调Foxp3的表达从而增