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调节性B 细胞与自身免疫病研究进展

2014-08-15石桂秀

实用医院临床杂志 2014年2期
关键词:靶细胞活化调节

何 燕,石桂秀

HE Yan,SHI Gui-xiu

(1.四川大学生物治疗国家重点实验室,四川 成都610041;2.厦门大学附属第一医院风湿免疫科,福建 厦门361000)

调节性B 细胞(Breg)是一群可以降低炎症诱导免疫耐受的B 细胞新亚群,在免疫耐受中起着关键的作用,如果缺失则会导致自身免疫性疾病的发生[1~3]。研究人员发现缺乏Breg 会导致自身免疫性脑脊髓膜炎(EAE)[4,5]、慢性结肠炎[6]、接触性过敏性皮炎[7]、胶原诱导关节炎[8,9]、非肥胖型小鼠糖尿病[10]等疾病的症状恶化。Breg 主要通过分泌白细胞介素10(IL-10)来调控免疫系统[11~13]。在人类许多自身免疫性疾病[13~18]中均发现有Breg 的参与,并且部分小鼠模型实验证实Breg 对疾病病情控制和治疗有着至关重要的作用,这为未来治疗自身免疫性疾病提供了新的思路。

1 Breg 的表型及来源

由于生发器官不同,B 细胞分为两个主要的细胞亚群:B1 细胞,产生于胎儿肝前体细胞,主要集中在黏膜组织、胸腔和腹腔;B2 细胞,产生于骨髓源性前体细胞,主要集中于次级淋巴器官。Bl 细胞被认为是先天免疫细胞,它们应答迅速,不依赖T 细胞,可分为B1a 细胞(CDllb+CD5+)和B1b 细胞(CDllb+CD5-)。而B2 细胞又分为滤泡(Fo)B 细胞和边缘区(MZ)B 细胞[19]。很多B1 和B2 细胞的亚群都可以诱导产生Breg 或者Breg 前体细胞。在人和小鼠中,CD19+的Breg 细胞都高表达CD1d[13]。有文献报道CD1dhiCD5+的B 淋巴细胞具有免疫抑制功能[20],也有报道人类Breg 细胞来自于外周血CD24hiCD27+B 细胞[14]。

从缓解的关节炎模型小鼠分离的MZ 前体B 细胞T2-MZP(CD19+CD21hiCD23hiCD24hiIgDhiIgMhiCD1dhi)产生大量的IL-10[9]。Evans 等认为CIA 小鼠炎症缓解期产生IL-10 的MZ 和T2-MZ 细胞增多,过继转移T2-MZP 细胞可以阻止病情进展[9]。Breg 也可来源于FO B 细胞[21]。Mizoguchi 等认为LPS 或者CpG 和TLR 炎症信号刺激下固有的Breg来源于脾脏的MZ B 细胞;而获得性Breg 是Fo B 细胞被CD40L 和/或与自身抗原结合的BCR 刺激诱导产生的[3]。也有研究者认为所有活化的B 细胞都有发育成Breg 的潜力[22]。还有研究者认为不同的B 细胞亚群包含了特定的B 细胞前体,是否发育为成熟的分泌IL-10 B 细胞依赖于是否被活化[23]。鉴定Breg 的来源和发育将是一个非常有挑战性的工作。

2 Breg 的免疫调节机制

Breg 通过多种机制靶向不同的免疫细胞来调控免疫应答,这些靶向细胞包括树突状细胞(DC)[24]、巨噬细胞[25]以及Th1 和Th2 细胞[10]。分泌免疫抑制细胞因子IL-10 是Breg 细胞调节功能的主要方式。

在胶原诱导关节炎(CIA)、实验性自身免疫脑膜炎(EAE)、非肥胖型糖尿病(NOD)和炎性肠病(IBD)模型研究中,Breg 主要是通过IL-10 来保护模型鼠,一旦B 细胞分泌IL-10 功能缺失则Breg 的保护功能消失[4]。B 细胞分泌IL-10 可以有效地抑制T 细胞增殖和炎症因子的释放[4,26]。很多疾病模型也证明Breg 产生的IL-10 对于Treg 的分化或维持很重要。

还有一些Breg 亚群也可通过TGF-β 的表达来下调炎症免疫反应[10,27]。类似于IL-10、TGF-β 可以抑制T 细胞分泌炎症因子并阻止抗原提呈细胞(APC)的功能。此外,TGF-β 也可通过诱导靶细胞的凋亡进行免疫应答负调节[28]。此外,Sugimoto 等提出B 细胞分泌的IL-12 也具有免疫调节功能[29]。细胞之间相互作用也是Breg 行使调节功能的一种方式。CD1d 是主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ样分子,负责将脂类抗原提呈给自然杀伤T(NKT)细胞[30,31]。B 细胞表面CD1d 分子的上调与B 细胞介导的肠膜炎抵抗相关[6]。Amu 等证实在涡虫介导的过敏性气管炎保护模型中,保护机制是CD1dhiBreg 细胞依赖的[32]。CD40 信号也许与B 细胞的抑制机制相关。B 细胞活化后表达CD40L[33],CD40-CD40L 的相互作用可抑制T 细胞从而对结肠炎有抑制作用[34]。B 细胞表面另一对共刺激分子CD80 和CD86 也与B 细胞抑制功能相关。CD80 和CD86 是B7 共刺激受体。它们与靶细胞表面的细胞毒T 淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)或CD28 的相互作用对于Treg 细胞活化相当重要[35]。对于通过Treg 细胞的产生和富集而导致的EAE 康复来说B 细胞表达B7 分子对于Treg 的生成具有重要作用[36]。而B 细胞表达B7 分子也可通过抑制效应T细胞增殖而抑制结肠炎[34]。也有实验证明在与靶细胞表面受体相互作用时,Breg 细胞可通过上调Fas 配体(FasL)和程序性死亡配体1(PD-L1)从而直接诱导靶细胞凋亡。LPS 刺激的B 细胞表达FasL 导致Th1 细胞凋亡从而保护NOD 小鼠避免自发糖尿病[10]。Lundy 等在小鼠关节炎模型中证明CD5+B 细胞高表达FasL 并通过FasL 介导的直接杀伤作用使得T 细胞凋亡[37]。在雌激素保护EAE 模型中,不仅表达IL-10 的调节B 细胞增加,B 细胞表面的PD-L1 也上调[38]。

3 Breg 分化分子机制

Breg 的分化机制目前还没有明确。鉴于分泌IL-10 是目前Breg 细胞主要标志,以下主要总结免疫细胞分泌产生IL-10 的分子机制,可能为Breg 分化分子机制研究提供思路。Toll 样受体2(TLR-2)激动剂可以诱导抗原提呈细胞分泌IL-10[39~42]。TLR 通 过 活 化ERK 调 节IL-10 的 表 达[39,43~45]。Shun-ichiro Ota 在2011 ACR/ ARHP 年度科学会议上报告在CpG 诱导B 细胞产生IL-10 实验中使用多种信号通路抑制剂,发现ERK、p38 MAPK、PI3K和STAT3 的抑制剂能显著降低Breg 的诱导。NFκB1 缺陷巨噬细胞在TLR 刺激后IL-10 表达水平低于对照细胞[46]。B 细胞缺失STIM1 和STIM2 蛋白在BCR 信号刺激后不能产生活化T 细胞核因子(NFAT)从而不能产生分泌IL-10[47]。BAFF 处理B 细胞产生显著增加的分泌IL-10 B 细胞。

4 Breg 与自身免疫性疾病

效应T 细胞和调节T 细胞的平衡对于维持免疫的动态平衡至关重要,在自身免疫病中Treg 的作用也都被相继报道。最近,许多研究也发现Breg 在自身免疫病中起重要作用[48]。

4.1 Breg 与系统性红斑狼疮(SLE) Amano 证实在小鼠狼疮模型中存在有调节功能的B 细胞[15]。另外SLE 患者外周血中B10 和B10 前体细胞比正常人要增多[14]。但是,SLE 患者的Breg 在功能上有缺陷,对CD40 的刺激没有应答并产生较少的IL-10 而 且 不 能 抑 制T 细 胞 增 殖[13]。过 继 转 移CD1dhiCD5+脾脏B 细胞到CD19 缺陷的狼疮易感小鼠(NZB/W 小鼠)中可以延长小鼠存活时间[49]。过继转移体外anti-CD40 刺激的T2 B 细胞给NZB/W小鼠可以改善小鼠肾脏疾病,体内直接用anti-CD40处理也可以使已发生的狼疮逆转[50]。

4.2 Breg 与类风湿性关节炎(RA) 有关人类RA中Breg 的报道比较少,但是和狼疮患者一样,RA 患者外周血的B10 和B10 前体细胞都比正常人多[14]。目前,有关RA 疾病的实验主要是在CIA 模型鼠上实施。不同研究组发现分泌IL-10 的B 细胞可以阻止关节炎的病情进展[8,9,51]。

4.3 Breg 与多发性硬化(MS) MS 患者外周血用CD40 刺激后产生的分泌IL-10 的CD27-B 细胞比正常对照少。EAE 是模拟人类MS 疾病的小鼠模型。用B 细胞缺陷小鼠造EAE 模型,该模型鼠不能自愈并发展成慢性疾病[5]。近几年的一些研究也证实分泌IL-10 的B 细胞在EAE 模型鼠自愈保护效应中起作用[4,21,52]。在EAE 急性期,B 细胞的动态平衡被改变,调节性B 细胞比例明显减少[53]。

4.4 Breg 与炎性肠病(IBD) TCRα 缺陷小鼠自发UC 样慢性肠炎,Mizoguchi 等发现部分B 细胞与疾病启动无关但是可以抑制炎症[54]。这些B 细胞存在于慢性肠道炎症过程中,上调CD1d 的表达并释放IL-10[6]。过继转移实验证实了B 细胞通过释放IL-10 以及诱导调节T 细胞来实行保护功能[6,34,55]。许多其他学者的研究也证实B 细胞可以调节UC 样肠炎的炎症反应[26,55,56]。

4.5 Breg 与I 型糖尿病(T1D) NOD 小鼠被人们用来研究T1D 疾病。体外活化的B 细胞可以使NOD 小鼠免于疾病维持耐受[10,57]。在发病前从小重复移植BCR 活化的B 细胞可以降低发病或延迟发病[57]。移植体外LPS 刺激的活化B 细胞可以保护NOD 小鼠使其不自发糖尿病[10]。

5 小结与展望

免疫细胞的免疫效应与调节功能的平衡是维持健康状态的重要因素。调节B 细胞是新发现的具有调节功能的细胞群。在正常免疫系统中Breg 通过释放炎症抑制因子以及诱导靶细胞凋亡来控制效应细胞的活化。Breg 调节免疫的靶细胞可以是DC或巨噬细胞也可以是T 细胞。它们也可以通过诱导Treg 细胞来调节免疫应答。越来越多的实验证明Breg 可能在自身免疫性疾病发生过程中起着重要的作用。目前自身免疫性疾病的治疗大多投入到Treg 上,如果直接诱导Breg,再由Breg 间接影响包括Treg 在内的很多靶细胞可能治疗效果会更好。因此,研究清楚它在疾病发生发展中的作用和机理将为临床疾病的治疗提供一种新的靶点。

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