樹突狀細(xì)胞與免疫調(diào)節(jié)的研究進(jìn)展

1、樹突狀細(xì)胞與免疫調(diào)節(jié)的研究進(jìn)展         11-04-12 10:23:00     作者：李寧,劉冠賢，石詠軍    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  樹突狀細(xì)胞;自身免疫性疾病;免疫耐受    1973年 Steiman和Cohn1首次從脾臟中分離出一類與粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞形態(tài)和功能都不同的白細(xì)胞,因其細(xì)胞膜向外伸出,形成與神經(jīng)細(xì)胞軸突相似的膜性樹狀突起,故而命名為樹突狀細(xì)胞 (

2、dendritic cells,DCs)。此后的研究發(fā)現(xiàn)DCs在免疫應(yīng)答的首要環(huán)節(jié)-抗原提呈中起著重要的作用，是目前公認(rèn)的體內(nèi)功能最強(qiáng)大的專職性抗原提呈細(xì)胞( antigen - presenting cell,APC)。它能激活靜息型T細(xì)胞，主要參與細(xì)胞免疫和T細(xì)胞依賴的體液免疫反應(yīng)，在維持機(jī)體自身免疫耐受和活化外周T、B淋巴細(xì)胞中發(fā)揮重要作用,與炎癥反應(yīng)、自身免疫性疾病、移植免疫及腫瘤治療關(guān)系密切。1  DCs的生物學(xué)特性    DCs是具有典型的樹突狀形態(tài)、膜表面高表達(dá)MHC-I類和MHC-類分子、 能移行至淋巴器官,刺激靜息型T細(xì)胞增殖活化，并且

3、具有一些相對特異性表面標(biāo)志的一類細(xì)胞。1.1  DCs的來源與分布 DCs起源于骨髓CD34+細(xì)胞,數(shù)量極少, 僅占人外周血的1%以下, 占小鼠脾細(xì)胞的0.2% 0.5%2。DCs前體細(xì)胞由骨髓進(jìn)入外周血,再分布到全身各組織,根椐其移行部位不同而命名不同: (1)濾泡樹突狀細(xì)胞（Follicular dendritic cell,FDC）：其樹突能有效地捕捉復(fù)合形式的抗原,并將抗原長期保留在其表面,以維持二級濾泡的記憶功能,也與B記憶細(xì)胞的產(chǎn)生有關(guān); (2)并指狀樹突細(xì)胞(interdigitating dendritic cells，IDC)：定位于淋巴組織胸腺依賴區(qū),是

4、淋巴組織胸腺依賴區(qū)的重要APC,其表面缺乏Ig受體和C3受體,但富含MHCI類和類抗原;(3)朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cell,LC)：位于皮膚和胃腸上皮層,是這些部位的重要 APC,其表面有豐富的MHC I類和類抗原,胞漿內(nèi)有birbeck顆粒,為LC的重要特征; (4)隱蔽細(xì)胞(veiled cells)：分布于輸入淋巴管。1.2  DCs的分化發(fā)育 一般認(rèn)為成熟DCs是已知最強(qiáng)的專職APC，在機(jī)體內(nèi)可誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。但隨著對DCs發(fā)育、分化和功能認(rèn)識的不斷深入，發(fā)現(xiàn) DCs的來源、表型及其功能都具有明顯的多樣性和異質(zhì)性。根據(jù)DCs 的來源、功能和分布可

5、將DCs分為髓系DCs 和淋巴系DCs3，前者與單核細(xì)胞、粒細(xì)胞有共同的祖細(xì)胞,而后者與T細(xì)胞、B細(xì)胞有共同的前體細(xì)胞。近年在人胎肝、臍血、骨髓、脾臟、人外周血以及小鼠的骨髓和外周血中分離出髓系前體,在體外合適的培養(yǎng)條件及刺激因素下獲得了具有典型形態(tài)、表型及功能的DCs。目前淋巴系 DCs的分化發(fā)育過程尚不十分清楚,有研究表明IL-3能刺激淋巴系前體獲得淋巴系 DCs4。髓系DCs的分化發(fā)育分為 4個(gè)階段:前體階段、未成熟DC (immature DC , iDC)、遷移期和成熟DC (mature DC , mDC)，不同分化階段的DCs功能不同。正常情況下絕大多數(shù)體內(nèi)DCs (主要位于非淋

6、巴組織 )處于非成熟狀態(tài),未成熟的DCs僅表達(dá)低水平的MHC分子、協(xié)同刺激分子（CD80、CD86）和粘附分子（CD40、CD44、CD54）等,且體外激發(fā)混合淋巴細(xì)胞反應(yīng) (mixed lymphocyte reaction,MLR)的能力較弱,但具有極強(qiáng)的攝取和加工處理抗原的能力。在攝取抗原后或接受某些刺激因素(如LPS、IL- 1、TNF-)后,可以分化成熟。成熟DCs表達(dá)高水平的MHC分子、協(xié)同刺激分子和黏附分子、整合素(1、2 )及特征性標(biāo)記(CD1 a、CD11c、CD83 )等,并能分泌IL-12、IL-21、IL-26、IL-28、腫瘤壞死因子-(TNF-)、IFN-等細(xì)胞因子

7、, 同時(shí)激發(fā) MLR 能力很強(qiáng), 但抗原攝取能力大大下降。DCs 在成熟過程中同時(shí)發(fā)生遷移, 由外周組織進(jìn)入次級淋巴器官, 在CD40L的作用下,分泌Th1型細(xì)胞因子,有效地將抗原提呈給初始T細(xì)胞并使之激活,促進(jìn)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。2  DCs誘導(dǎo)的免疫激活    DCs是目前體內(nèi)功能最強(qiáng)大APC,既能活化CD4+T細(xì)胞又能活化CD8+T細(xì)胞5,6。不同成熟程度的DCs具有不同的生物學(xué)功能。外源性抗原進(jìn)入體內(nèi),被未成熟 DCs捕獲后,加工成抗原肽,這些抗原肽被呈遞給DCs表面的MHC-類復(fù)合物。而內(nèi)源性抗原,首先被蛋白酶分解為肽,然后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上組裝成穩(wěn)定

8、的MHC-肽復(fù)合物,再呈遞到DCs表面。未成熟 DCs主要通過TLR-NF-kB途徑7,8識別并捕獲抗原, 然后遷移至次級淋巴器官并成熟，成熟DCs的主要任務(wù)是抗原提呈。在DCs轉(zhuǎn)移并成熟化過程中,表現(xiàn)為DCs抗原攝取能力下調(diào),但加工、呈遞抗原的能力上調(diào)9，同時(shí)其表面 MHC-及MHC-類分子及CD80、CD86、CD40、CD87等的表達(dá)也同時(shí)上調(diào),進(jìn)而誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生特異性細(xì)胞毒T細(xì)胞。DCs誘導(dǎo)的免疫激活主要應(yīng)用于機(jī)體抗腫瘤免疫,在炎癥反應(yīng)及自身免疫性疾病中也有重要的研究價(jià)值。3  DCs介導(dǎo)的免疫耐受    DCs誘導(dǎo)機(jī)體免疫耐受的具體機(jī)理還不十分

9、清楚 ,但許多研究都表明未成熟 DCs是引起免疫耐受的基礎(chǔ)。未成熟DCs只低表達(dá)MHC抗原提呈分子。DC誘導(dǎo)免疫耐受機(jī)制可能涉及到以下幾點(diǎn): (1)DC誘導(dǎo)中樞免疫耐受:研究表明,胸腺內(nèi)的耐受性DC( tolerogenic DC,tDC)通過T細(xì)胞克隆清除與誘導(dǎo)T細(xì)胞無能,清除自身反應(yīng)性T細(xì)胞,從而誘導(dǎo)中樞免疫耐受10；(2) DCs誘導(dǎo)外周免疫耐受的機(jī)理11: 誘導(dǎo)外周T細(xì)胞的無能或低能反應(yīng):未成熟DC具有很強(qiáng)的抗原攝取加工能力,但由于缺乏多種共刺激分子而不能活化T細(xì)胞,導(dǎo)致T細(xì)胞的無能或低反應(yīng),從而誘導(dǎo)抗原特異性耐受。Delgado M等12研究發(fā)現(xiàn) VIP-DC刺激 T細(xì)胞增殖的能力減

10、弱、Th1細(xì)胞因子的分泌減少,從而誘導(dǎo)免疫耐受；誘導(dǎo)激活T細(xì)胞的調(diào)亡: DCs能表達(dá)抑制T細(xì)胞生長或誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡的分子(如NO、FasL等),使得DCs具有破壞T細(xì)胞應(yīng)答的能力。NO不但可以抑制同種異體T細(xì)胞增殖,也可誘導(dǎo)T細(xì)胞和 DC的自身凋亡。胸腺內(nèi) DCs產(chǎn)生的NO是導(dǎo)致胸腺細(xì)胞凋亡和產(chǎn)生自身耐受的重要原因; 誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞: DCs可誘導(dǎo)產(chǎn)生調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過與DCs的相互作用,反饋性加強(qiáng)了其耐受狀態(tài)。調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞能反過來限制T細(xì)胞的增值13。其作用可能與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌IL-10、IFN-等細(xì)胞因子有關(guān),其中 IFN-可誘導(dǎo)DC表達(dá)吲哚胺并產(chǎn)生色氨酸分解作用,從而導(dǎo)

11、致T細(xì)胞增殖必需的色氨酸缺乏而抑制T細(xì)胞應(yīng)答14。Machen J 等15 利用可抗CD40、CD80、CD86混合的反義寡核苷酸修飾NOD小鼠 DCs,使其表面共刺激分子的表達(dá)下調(diào),將修飾后的DC重新輸入同基因的小鼠體內(nèi),明顯延緩NOD小鼠的發(fā)病,并且與未治療的小鼠相比,在這些小鼠的體內(nèi)CD4 +CD25 +T 細(xì)胞的比例均有所增加；選擇性激活Th2 樣T細(xì)胞亞群：DC的耐受性可能與選擇性激活Th2樣T細(xì)胞亞群有關(guān)。有研究者將 DC根據(jù)其功能的不同分為DC1、DC2 ,其中DC1可產(chǎn)生大量IL-12、TNF-和少量IL-6，誘導(dǎo)Th 向Th1分化;而DC2可分泌大量 IL-6 和少量 IL-

12、12 ,誘導(dǎo)Th向Th2分化16。DC2可通過誘導(dǎo)Th2 型反應(yīng)而抑制Th1 型應(yīng)答的產(chǎn)生, Th2型反應(yīng)產(chǎn)生的 IL-10能影響DC的成熟, 減少其 MHC II類分子、共刺激分子和粘附分子的表達(dá), 并能誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞的分化17,進(jìn)而誘導(dǎo)免疫耐受。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn), CD40L 激活的 DC2 還能誘導(dǎo)CD8 +T細(xì)胞分泌 IL-10 , 發(fā)揮抑制作用,這種抑制作用能被IL-10抗體阻斷, 所以與CD8+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的作用機(jī)制不同。這種抑制性CD8+T細(xì)胞在接受再次抗原刺激時(shí)表現(xiàn)出自身低增殖和低細(xì)胞毒作用, 并能強(qiáng)烈抑制未致敏的CD8+T細(xì)胞的反應(yīng)性; 而CD40L激活的DC1誘導(dǎo)CD8

13、+T分化為具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒作用的CTL, 后者分泌大量的IFN-。移植免疫研究中發(fā)現(xiàn), 移植DC2前體細(xì)胞可捕獲宿主的同種異體抗原, 并被同種異體T細(xì)胞表達(dá)的CD40L激活, 誘導(dǎo)供者Th2 型反應(yīng)和分泌IL-10的CD8+抑制性T細(xì)胞的形成, 可導(dǎo)致供者T細(xì)胞耐受18。所以DC2在免疫耐受中發(fā)揮重要作用, 可用于自身免疫病及移植相關(guān)免疫病的治療。    未成熟 DCs誘導(dǎo)自身免疫耐受的功能還可能與以下因素有關(guān):(1)能捕捉到凋亡細(xì)胞并遞呈自身抗原給T細(xì)胞; (2)骨髓中的不斷產(chǎn)生和在機(jī)體的廣泛分布使其有機(jī)會接觸并遞呈不同的抗原給T細(xì)胞; (3)在捕捉自身抗原后不再成熟。另外，DCs表面受體也參與介導(dǎo)免疫耐受的形成。DCs攝取抗原有兩種方式:一種是通過內(nèi)吞作用攝收各種抗原。另一種方式是受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用,由特