陈 静 官 蔹 唐 琳 刘士明 周 涯 陈 超 徐 林

(遵义医科大学免疫学教研室暨贵州省基因检测与治疗特色重点实验室，遵义563099)

辅助性T细胞9(Thelper-9，Th9)是CD4+T细胞的一个新亚群，可由初始CD4+T细胞在转化生长因子-β(Transforming growth factor-β，TGF-β)和白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)的作用下诱导分化而来，特征性分泌IL-9。Veldhoen等[1]于2008年将其命名为Th9细胞，并将TGF-β和IL-4称作“Th9分化条件”。此外，Th2细胞在TGF-β诱导下也可转化为Th9细胞，体现了Th9细胞产生的复杂性。在小鼠，Th9细胞主要分泌IL-9与IL-10。与小鼠不同的是，人类Th9细胞主要分泌IL-9，不分泌IL-10[2]。近年来的研究发现，Th9细胞及其相关因子在炎症性疾病、自身免疫性疾病、肿瘤等多种疾病发生中发挥了重要作用。

1 Th9细胞的分化

1.1Th9细胞分化相关的细胞因子和膜分子 如前所述，包括TGF-β和IL-4在内的多种细胞因子参与了Th9细胞的诱导分化过程。Veldhoen等[1]最初在研究中观察到Th2细胞在TGF-β单独诱导下可转化生成Th9细胞，进一步研究发现，在Th2细胞分化早期，其可同时表达IL-4与IL-9，然而在TGF-β的作用下，细胞则进一步分化为Th9，而非Th2；然而，他们从TGF-β信号传导缺陷(TGF-β受体Ⅱ敲出)小鼠中分离出原始CD4+T细胞，将其在TGF-β和IL-4存在的条件下培养，发现并未能诱导Th9细胞产生。Valérie等[3]则发现，初始CD4+T细胞也可在TGF-β和 IL-4条件下被诱导为Th9细胞，进一步提示TGF-β在Th9细胞诱导中关键作用。后续研究进一步显示IL-10和IL-21等细胞因子，也参与Th9细胞的分化过程。Th9细胞可分泌细胞因子IL-21，而Ma等[2]则发现IL-21能有效促进人Th9细胞分泌IL-9，从而对其分化和功能发挥形成正反馈。Rajamanickam等[4]在慢性蠕虫感染中的研究发现，Th9细胞比例增加与血清中IL-10和TGF-β的水平密切相关，且该现象在抗蠕虫治疗后可被逆转，提示IL-10也参与Th9的产生，但其具体机制仍有待深入阐明。

除了上述的多种细胞因子以外，CD4+T细胞表达的膜分子也参与了Th9细胞的分化过程。OX40(Tumor necrosis factor receptor super family 4,TNFRSF4)是肿瘤坏死因子受体超家族成员中的T细胞共刺激分子，与表达在抗原递呈细胞(Antigen presenting cell，APC)膜上的OX40L相互作用后，传递CD4+T细胞活化的共刺激信号，在T细胞介导的免疫应答中发挥重要作用[5]。近来研究发现，OX40/OX40L相互作用对于CD4+T细胞高表达IL-9具有重要作用[6]。机制方面，Xiang等[6]新发现，OX40/OX40L轴主要是通过激活NF-κB途径来促进Th9细胞分化，增加其IL-9的表达。此外，新进研究还显示，Toll样受体2(Toll like receptor 2，TLR2)在TGF-β和IL-4存在条件下也能促进Th9细胞的分化[7]。总之，Th9细胞的分化与细胞因子和膜分子密切相关，体现了不同CD4+T细胞亚群间分化的复杂性。

1.2Th9细胞分化相关的转录因子

1.2.1PU.1 研究证实，PU.1是Th9细胞的特异性转录因子。Th9细胞的分化依赖PU.1，其可调控Th2细胞产生IL-9，而对iTreg、Th17诱导产生IL-9作用不大。实验表明PU.1缺陷的小鼠表达很少的IL-9，若在Th9细胞中上调PU.1可使IL-9大量分泌。同时，Th9细胞分化过程中所必需的TGF-β效应则依赖于Smad途径的激活和PU.1表达[8]。机制方面的研究显示，PU.1可直接结合到IL-9启动子区域，通过染色质修饰方式来促进Th9细胞的分化；此外，PU.1还可干扰GATA结合蛋白3(GATA-binding protein 3，GATA3)与靶基因结合从而抑制 Th2 细胞分化，抑制除Th9细胞外的其他细胞亚型表型分子表达[9]。

1.2.2信号传导及转录激活因子6和GATA结合蛋白3 近来研究表明，在转录因子信号传导及转录激活因子6(Signal transducers and activators of transcription 6，STAT6)与GATA结合蛋白3(GATA binding protein 3，GATA3)缺失的小鼠中Th9细胞比例明显降低，提示STAT6与GATA3在Th9细胞分化中的重要性。后续研究进一步发现，GATA3在Th9细胞分化中明显增加，但当其成熟时，GATA3表达逐渐消失。机制方面的研究显示，GATA3并不直接调控Th9细胞的诱导分化，而是GATA3通过下调Foxp3的水平间接参与Th9细胞的诱导分化[10]，当然该过程受上述转录因子PU.1的调节，即GATA3先抑制CD4+T细胞分化为Tregs，而PU.1则调控后期向Th9的分化。在STAT6缺陷的情况下，原始CD4+T细胞在IL-4和TGF-β存在的条件下，也不能分化为Th9细胞，反而高表达Foxp3[11]。这些研究提示，STAT6与GATA3参与Th9细胞的分化可能与它们通过抑制Foxp3的表达和IL-9的产生有关[10]。然而，STAT6和PU.1间的相互关系仍有待研究阐明。

1.2.3干扰素调节因子4 干扰素调节因子4(Interferon regulatory factor 4，IRF4)是新发现的Th9细胞转录因子，可被TCR信号诱导，但其也参与Th2与Th17细胞的分化。研究发现，IRF4基因剔除小鼠的CD4+T细胞不能分化为Th9细胞[12]；而IRF4调控Th9细胞中IL-9表达的机制较复杂，包括：IRF4协同碱性亮氨酸拉链转录因子(Basic leucine zipper transcription factor，BATF)协调调控IL-9表达，但该途径依赖于STAT6的调节[13]；同时，IRF4还可通过EICE与PU.1结合，以及与TGF-β信号途径分子smad2、smad3蛋白协同等方式调控Th9细胞的分化[14]。

1.2.4叉头框蛋白1 新近研究显示叉头框蛋白1(Forkhead box protein O1，Foxo1)可增强Th9的分化与IL-9的分泌。Foxo1的功能受到其磷酸化的影响，Foxo1磷酸化后失去转录功能，与Th0、Th2相比，Th9中Foxo1磷酸化降低[15]，提示在Th9细胞中Foxo1的功能强于Th0、Th2细胞。Foxo1调控Th9细胞的分化是通过与各种转录因子相互作用而发挥效应的。如，Foxo1可直接结合到iTreg、Th17、Th2和Th9细胞的IL-9启动子上，促进细胞表达IL-9；并且，Foxo1缺失可以减少PU.1的表达，表明Foxo1可通过对PU.1的调节而影响Th9细胞分化；此外，Foxo1还可与IRF4结合而激活IRF4，从而发挥对Th9细胞分化的促进作用[13]。

2 Th9细胞与临床疾病

2.1Th9细胞与肿瘤 近年来研究显示，Th9细胞在肿瘤发生中的作用具有两面性，涉及到其对免疫细胞和肿瘤细胞两方面的效应。趋化因子受体6(Chemokine receptor 6，CCR6)主要由朗汉斯细胞、记忆T细胞、B细胞、CD25+CD4+调节性T细胞表达[16]。Th9细胞可通过分泌的IL-9能刺激上皮细胞产生CCR6的配体CCL20，募集未成熟树突状细胞(immature dendritic cells，iDCs) 等抗原提呈细胞(APCs) 至肿瘤局部[17]，提呈抗原激活CD8+CTL以杀伤肿瘤细胞[18]。Th9细胞还可通过分泌的其他细胞因子间接抑制肿瘤生长，如，Th9细胞还可通过分泌的IL-21以激活NK、肥大等免疫细胞或促进Th17细胞分化，导致肿瘤细胞凋亡[19，20]；类似的，Fa等[21]发现乳腺癌患者血液中Th9细胞升高，可通过IL-9和IL-21的表达促进CD8+T细胞的细胞毒性，参与抗肿瘤免疫。然而，阻断IL-21能特异性抑制Th9细胞分化和功能，但不会直接影响肿瘤细胞的生长[22]，提示Th9细胞的抗肿瘤效应主要是通过其分泌的细胞因子来实现的。

然而，Th9细胞分泌的IL-9也可促进肿瘤细胞的生长，体现其在肿瘤发生中作用的复杂性。如Tan等[23]研究表明Th9细胞在肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)中具有促进肿瘤生长的作用。Hoelzinger等[24]则进一步研究发现IL-9缺失的荷瘤小鼠生存时间比野生型荷瘤小鼠的生存时间长，并且清除野生型荷瘤小鼠体内的CD4+T细胞或/和CD8+T细胞，均不能影响小鼠的肿瘤生长，提示Th9细胞可通过分泌的IL-9直接促进肿瘤细胞生长。并且Th9细胞还能通过对其他免疫细胞功能的影响，间接参与肿瘤发生。如，Xiao等[25]发现IL-9可增强Treg细胞与肥大细胞的免疫抑制作用，进而参与B淋巴细胞瘤的发生过程，并且IL-9还能抑制肿瘤细胞的凋亡，促进其增殖，同时降低肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。总之，这些研究显示Th9细胞在肿瘤发生中作用的复杂性，且确切机制仍待深入探讨。

2.2Th9细胞与过敏性炎症疾病 研究发现，Th9细胞分泌的IL-9可促进支气管上皮细胞表达嗜酸性粒细胞及T细胞趋化因子，介导嗜酸性粒细胞和肥大细胞等免疫细胞的富集，加重呼吸道炎症；此外，IL-9还可增强IL-4介导B细胞分化及IgE的表达，且影响活化T细胞与肥大细胞的增殖，从而促进过敏炎症的发生[26]。并且，IL-9基因敲减小鼠的过敏性鼻炎(Allergic rhinitis，AR)症状被明显改善，提示针对Th9细胞的免疫治疗可能是过敏性炎症疾病的新治疗策略之一[26，27]。周晴等[28]研究表明Th9细胞在哮喘病人外周血中高表达，对哮喘病人的病情评估具有价值。新近，Hamza等[29]发现临床上特异性皮炎患者的IL-9与PU.1的基因表达水平显著升高，并与IgE水平呈正相关，可通过监控IL-9与PU.1基因水平变化分析特异性皮炎的发展进程，提示Th9细胞不仅参与了过敏性疾病的发生过程，且还可能是相关疾病临床监测的新靶标。

2.3Th9细胞与系统性红斑狼疮 系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus，SLE)是一种慢性自身免疫性疾病，原因不明，多系统脏器受累，临床和血清表现多样，主要影响育龄妇女[30]。Ouyang等[31]研究发现SLE患者血清IL-9的mRNA和蛋白水平均明显高于健康对照组，且Th9细胞百分比也明显升高；进一步分析发现Th9细胞的百分率与SLE疾病活动指数显著相关，且经过糖皮质激素或甲基强的松龙治疗后，血清IL-9的水平降低，提示Th9细胞不仅参与SLE的发生，还可作为临床疗效的重要指标。然而，Th9细胞参与SLE发生的确切机制还有待研究阐明。

3 小结

近年来，关于Th9细胞的研究取得了重要进展，包括新近还发现Th9细胞可能在HIV发生中也发挥重要作用[32，33]；此外，Tregs细胞可通过结扎糖皮质激素诱导的TNFR相关蛋白(Glucocorticoid-induced TNFR-related protein，GITR)等分子促进Th9细胞产生[34，35]，以及转录因子IRF-1也参与Th9细胞分化过程[36]；并且，外周血中Th9细胞的比例变化，还可作为肿瘤临床治疗效果的生物标志物[37，38]等，这些研究不仅显示Th9细胞分化的复杂性，且提示其在相关临床疾病发生中的重要作用。

然而，关于Th9的研究还有许多科学问题仍待深入阐明，比如：Th9细胞与不同CD4+T细胞亚群的网络关系如何？IL-4在Th9分化中的作用和机制又如何？Th9细胞在不同肿瘤中发挥的作用与肿瘤的微环境间是否存在关系？Th9细胞在自身免疫病发生中的作用机制又如何？总之，这些科学问题的深入阐明必将为探讨Th9细胞的生物学功能以及最终诠释免疫应答中复杂的免疫细胞网络和临床相关疾病诊治提供新的思路。