平衡与肝纤维化

Th17/Treg平衡与肝纤维化Th17细胞、Treg细胞与Th1、Th2细胞同属于辅助性T细胞，是人体免疫系统的组成部分之一。以前有关肝纤维化的研究主要集中Th1与Th2这两种经典的T细胞亚型上面，Th1/Th2亚群平衡在维持人类正常机体功能中具有重要作用，这种模型也解释了部分肝纤维化的发病机制。但随着免疫学的发展，近几年来，两种新的T细胞亚群Th17、Treg相继被发现，补充了经典的Th1/Th2模式［1］。Thl7细胞和Treg细胞作为新的细胞亚群在肝脏疾病免疫机制方面的研究虽然是有限的，但越来越多的证据表明，Th17/Treg失衡在肝纤维化的发生发展中起着重要的作用。Th17主要通过产生IL-17等细胞因子介导炎症反应，在机体防御病原微生物感染中发挥重要作用，但其过度表达则可造成机体组织损伤。而Treg细胞则与之相反，它主要防止机体的免疫过程过于强大，抑制免疫系统，防止免疫系统进攻自身组织，实现机体的免疫耐受。IＬ-１７是Ｔｈ１７的主要细胞因子，ＩＬ-１０是Ｔｒｅｇ的主要细胞因子，研究表明，不论是肝纤维化患者还是四氯化碳的小鼠肝纤维化模型中，肝组织中的L-17mＲNA的表达量明显增加，与肝纤维化的程度有关［3-5］。另外在血吸虫肝纤维化病人以及动物模型中也发现:与正常机体比较，病人或动物模型IL-17及胶原含量都增多［6-7］，提示Th17可能通过IL-17的表达来参与肝纤维化的进程。肝纤维化是一种肝脏受到外界损伤后的代偿反应。正常情况下，肝脏会合成一定量的细胞外基质，而基质金属蛋白酶(MMP)会降解过量的基质，这种合成与降解的动态平衡使肝脏中的细胞外基质(ECM)维持在一个合理的水平，保证了肝脏的结构与功能的完整。但当肝脏发生慢性肝损伤(包括毒物、酒精、代谢障碍、病毒感染等)后，损伤因子就会刺激肝脏,导致肝内的肝星状细胞(HSCs)活化，合成过量的细胞外基质，超出MMP酶的降解范围，从而造成肝内ECM的病理性沉淀，进一步引发肝脏结构和肝功能的异常，最终发展成为肝纤维化[8］。因此，在肝纤维的发展过程上，HSCs的激活是其中一个重要的事件，针对活化的HSCs治疗策略一直是抑制肝纤维化的思路之一。越来越多的研究表明，Th17/Treg失衡可能直接或间接激活HSCs，并进一步促进肝纤维化的发展。Meng等[9]的研究证实，Th17细胞分泌的IL-17是通过两个独立的机制来促进肝纤维化:(1)IL-17刺激KCs分泌炎症细胞因子IL-6，IL-1β，TNF-α，TGF-β1，这些炎症细胞因子刺激HSCs活化;(2)IL-17直接刺激STAT3信号通路，激活HSCs表达胶原蛋白I，促进激活后的HSCs向促纤维的成肌纤维细胞转化，导致大量的细胞外基质的合成。Sun等［10］的研究表明，四氯化碳肝纤维化小鼠模型的Th17/Treg的比例明显上升，这说明这两种细胞与小鼠的肝纤维化发展可能有一定关系;接下来的实验中，Th17与Treg细胞分别与HSCs细胞共培养发现，Th17能够促进HSCs的激活，而Treg能够抑制HSCs的激活，呈相反的作用。这从某种程度上进一步说明，Th17与Treg的平衡在肝纤维化的发病过程与HSCs细胞的激活有关，这两种细胞通过抑制或激活HSCs来发挥促肝纤维化或抑制肝纤维化的作用。此外，有体外实验表明，维生素A能够抑制活化的HSCs，发挥抑制肝纤维化的作用，维生素A的代谢物维A酸能够抑制由IL-6介导的Th17的分化，促进Treg的分化，这说明维生素A及其代谢产物在Th17与Treg平衡方面发挥一定作用，并且有可能参与肝纤维化的发病过程［11］。叉头蛋白P3(Foxp3)是Treg细胞的特性核转录因子[1],FoxP3主要表达于淋巴细胞的细胞核，起调控Treg细胞分化发育和维持其功能的作用，从而被公认为Treg细胞单一的特异标志物[2]。Foxp3在Treg细胞中特异性高表达，在小鼠和人体中，Foxp3都是由CD4+CD25+7Treg细胞分泌的，Foxp3可促使小鼠体内CD25-T细胞转化为Treg细胞[3]。研究认为表达Foxp3是Treg细胞具有调节性功能的一个标志[4-5]。孤独受体(Orphannuclearreceptor，RORγt)是Th17细胞所特有的转录因子[7],为Th17细胞分化所必须的关键转录因子[8]，研究证明在分化成熟的Thl7细胞内,RORγt特异性高表达，而且在初始T细胞内转入编码RORγt的逆转录病毒可诱导Th17细胞分泌IL-17，表明RORγt在Th17细胞分化发育过程中发挥着重要作用[9]。TGF-β和IL-6是启动Th17细胞分化所必需的细胞因子，Mangan等的研究首先证明TGF-β1是在Thl7的分化上起核心作用的细胞因子[12],Veldhoen等在进一步的研究中发现只有在IL-6与TGF-β共有的情况下，并且发挥协同作用才能大量诱生Thl7细胞的形成[13，14]。Th17/Treg平衡调节与疾病的关系研究进展Veldhoen等[1]研究表明,TGF-β缺乏的小鼠中Thl7细胞数量减少,而过表达TGF-β的小鼠Thl7细胞数量增加。提示TGF-β在诱导初始T细胞分化为Thl7细胞中起着重要辅助作用。Bettelli等[2]的研究进一步发现由活化树突状细胞分泌的细胞因子IL-6是决定初始CD4+T细胞是向Treg细胞还是Thl7细胞方向分化的关键因子。目前认为IL-6参与诱导Thl7细胞分化可能与STAT-3的激活有关。因此,初始CD4+T细胞在TGF-β单独存在的条件下被诱导分化成具有免疫抑制作用的Treg细胞,当TGF-βT与IL-6共同存在时,初始CD4+T细胞分化成分泌IL-l7的Thl7细胞。在小鼠体内的Treg也可以在IL-6存在下转化为Thl7细胞。Kom等[3]的研究发现细胞因子IL-21联合TGF-β可通过激活STAT3途径增加RORγt的表达,使初始CD4+T细胞产生IL-17,从而促进初始CD4+T细胞向Th17细胞分化,而体内IL-21受体缺陷CD4+T细胞介导的Th17细胞反应会受损。Nurieva等[4]分析经IL-6刺激后TCR活化的初始CD4+T细胞的诱导基因表达谱,发现IL-21mRNA水平显著增高,证明Thl7细胞经IL-6诱导后可高表达IL-21。而Zhou等[5]提供的实验数据进一步说明,IL-21不仅可经IL-6诱导产生,它还可通过自分泌的方式诱导更多的IL-21和IL-23R表达,形成一个自分泌环,从而使Thl7细胞能够接受更多的IL-21和IL-23分化信号,而更大程度地促进其极化。这些数据可能提供了Th17细胞分化过程中选择扩增放大Th17效应的机制。最近的研究发现,IL-21对CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞可有抑制作用。IL-21与TGF-β联用可抑制Treg的主要调节者Foxp3的表达,从而减少CD4+T细胞分化形成Treg细胞[3]来减轻Treg介导的免疫抑制,因此,通过调控IL-21的水平有望在缓解自身免疫性疾病和炎症中起到一定的作用。研究发现缺乏IL-23的小鼠体内几乎没有Thl7细胞的存在[7],这提示了在缺乏IL-23时即使Thl7细胞能正常产生,但如果没有IL-23这种细胞因子的支持Thl7细胞是不能正常扩增或生存的。体内研究数据显示,无论是Thl7细胞针对细菌感染的抗感染免疫反应还是Thl7介导的自身免疫病的慢性炎症的维持[2]都需要IL-23的参与。IL-23在Thl7细胞分化过程中具体的作用机制也被认为与STAT-3有关,因为IL-23可以介导STAT-3的磷酸化过程,使STAT-3激活从而促进IL-17的分泌[8]。IL-27是Th1分化的协同分子,同时能抑制IL-6与TGF-β诱导的Thl7细胞分化。实验证明,IL-27对IL-17产生的抑制作用强于IFN-γ对IL-17产生的抑制作用[6];而IL-35则由Treg分泌,不仅是Treg发挥负调控的重要细胞因子,也参与Treg的分化Vignali和Liew两个小组初步证明IL-35主要由Treg分泌,是Treg发挥免疫负调控的效应分子[9]。在体外,当Treg与效应T细胞共培养时,Treg中IL-35基因表达上调。IL-35可促进小鼠CD4+T细胞的增殖,包括具有抑制作用的CD4+CD25+Foxp3Treg和CD4+CD25-T细胞亚群。IL-35另一个重要功能是体内和体外均可抑制Th17的分化及其IL-17的产生。IL-35成为继TGF-β和IL-10后一种新的抗炎细胞因子。[1]VeldhoenM,HockingRJ,FlavellRA,etal.Signalsmedatedbytransforminggrowthfactorbetainitiateautoimmuneen-cephalomyelitis,butchronicinflammationisneededtosustaindisease[J].NatImmunol,2006,7(11):l151-1156.[2]BettelliE,CarrierY,GaoWd,etal.ReciprocaldevelopmentalpathwaysforthegenerationofpathogeniceffectorThl7andregulatorycells[J].Nature,2006,441(7090):235-238.[3]KornT,BettelliE,GaoW,etal.IL-21initiatesanalternativepathwaytoinduceproinflammatoryT(H)17cells[J].Nature,2007,448(7152):484-487.[4]NurievaR,YangXO,MartinezG,etal.EssentialautocrineregulationbyIL-21inthegenerationofinflammatoryTcells[J].Nature,2007,448(7152):480-483.[5]ZhouL,IvanovII,SpolskiR,etal.IL-6programsT(H)-17celldifferentiationbypromotingsequentialengagementoftheIL-21andIL-23pathways[J].NatImmunol,2007,8(9):967-974.[6]BettelliE,OukkaM,KuchrooVK.TH-l7cellsinthecircleofimmunityandautoimmunity[J].NatureImmunology,2007,8(4):345-350.[7]LangrishCL,ChenY,BlumenscheinWM,etal.IL-23drivesapathogenicTcellpopulationthatinducesautoimmunein-flammation[J].ExpMed,2005,201(2):233-240.[8]ManganPR,HarringtonLE,O'QuinnDB,etal.Transforminggrowthfactor-βinducesdevelopmentoftheTH17lineage[J].Nature,2006,441(7090):231-234.[9]CollisonLW,WorkmanCJ,KuoTT,etal.Theinhibitorycy-tokineIL-35contributestoregulatoryT-cellfunction[J].Nature,2007,450(22):566-569.可其完整分化过程概括为3个步骤：首先，通过TGF-β和IL-6的共同作用来诱导Th17细胞的起始分化；接着，新分化的Thl7细胞分泌IL-21进而促进Thl7细胞的扩增；最后，Thl7细胞功能的稳定和维持是通过IL-23来实现的[15]。TGF-β是调节Th17和Tr