摘要: SLE病人体内的T细胞在SLE的发生发展中起着重要的作用,其主要异常包括粘附分子表达异常、分泌炎性细胞因子,激活DC和B细胞等来促进炎症的发生发展。SLE确切的发病机制并没有完全阐明,但显而易见的是,一旦体内的免疫平衡被打破,T和B细胞就会扩增从而导致自身免疫性反应以及炎症反应。如果该过程不能被体内体液和细胞的抑制机制所阻止,炎症和组织损伤就会加重,进而导致器官损伤。 激素和免疫抑制剂是现在常规治疗SLE的手段。传统的治疗手段其特异性低,毒副作用较大。这篇文章我们主要探讨过去几年间在SLE治疗策略上在T细胞行为研究的最新进展,这些发现可能帮助我们更好的理解SLE T细胞的行为,为进一步研究T细胞作为SLE治疗靶点打下坚实的基础。
细胞信号通路的异常 T细胞捕获抗原后,协同其表面各种信号分子,始动T细胞的激活,并根据传递信号的差异诱导T细胞分化为炎性细胞或者调节性T细胞(Treg)。这部分主要讨论SLE病人体内信号改变。 CD3-TCR信号通路的改变 SLE病人体内的T细胞其CD3-TCR信号通路传导更快,能够更快速度的募集表面的CD3信号分子。激活的TCR信号通路使钙离子水平增加,从而胞质络氨酸蛋白磷酸化滞留,这些都会导致SLE T细胞的功能异常,包括CD40-CD40L表达增加及转录抑制CREM的增加等。 TCR分布异常 变化的钙离子信号通路会导致SLE的T细胞相关信号通路的重排[4]。作为CD3-TCR复合体的核心信号分子CD3ζ在SLE病人体内的表达水平较正常人水平下降,同时伴随着FcRγ的表达,该分子在正常的T细胞内并不表达,重要的是,FcRγ的表达会导致Syk的表达,从而阻断了Zap-70的表达,因此,CD3-TCR的信号传导方向错位。 T细胞凋亡异常 SLE病人体内其自发的凋亡会增加。这主要是因为T细胞内线粒体超极化以及氧自由基的过度表达,这些变化会导致对氧化敏感的细胞因子的表达异常,如IL-10和TNF。增加的T细胞凋亡和坏死会提供更多抗原从而促进炎症细胞的增殖最后加重炎症反应。 CD44表达增加 CD44是一个细胞表面分子,和T 细胞的粘附和迁移相关,在SLE病人T细胞表达水平异常的高。CD44与ERM蛋白聚合形成脂筏模型,在SLE病人的肾脏体内发现浸润的T细胞其磷酸化的ERM蛋白表达上调,意味着高水平的CD44的表达能够促进SLE T细胞进入炎症部位[12]。在CD44亚型中,CD44v3和CD44v6与病人的疾病的活动周期、自身抗体水平以及狼疮肾炎呈现出相关关系。基于此,CD44v3和CD44v6可能能够作为器官浸润和疾病进展的分子标志 基因表达异常 大量基因组水平研究发现有几个基因位点和SLE的发生发展相关。然而,我们上述的CD44、CD247和FCER1G并没有出现在这项研究中。可能原因是基因多态性可能和疾病的发生发展有关,但是并不是这些差异一定能够导致疾病的发生。免疫系统能够根据环境的变换及时的改变自身的状态。上述信号通路的异常激活T细胞可能会导致基因的改变,从而改变细胞的行为进而促进炎症的发展。 NFAT NFAT家族的蛋白受钙离子信号调控,TCR介导的钙信号能够使非激活状态的NFAT去磷酸化从而进行核转位,促进相关基因的表达。SLE病人分离的T细胞其核水平的NFAT表达增加,导致CD40L的过表达,进而诱导B细胞抗体的产生以及DC的激活。 CREB/CREM CREB和CREM都是cAMP控制的转录因子,两者在SLE病人的T细胞表达都有一定的缺陷,且两者功能拮抗。磷酸化的CREB诱导转录而CREM抑制转录。pCREB和CREM结合到IL2启动子的-180位置,两者比例调控IL-2的表达水平。有两种确定的机制影响着pCREB和CREM的比例,一个是蛋白磷酸酶2(PP2A),另一个是丝苏氨酸磷酸酶,这两种磷酸酶都能够诱导pCREB的去磷酸化。然而CAMK4的核转位能够促使CREM与DNA的结合。因此,SLE 病人T细胞IL-2表达降低可能是由于CREM:pCREB比例上调导致的,进而降低了API的激活。 DNA的甲基化 DNA的甲基化能够抑制基因的表达。在SLE病人T细胞整体甲基化水平降低,从而导致了多种蛋白过表达,包括PP2A、CD70以及CD40L。这种改变可能是通过降低MAPK的活性从而调节DNA甲基化酶的活性。 T细胞亚群 根据T细胞表面协同受体CD4和CD8分子的不同,TCRαβ+T细胞可以被分为CD4+单阳性、CD8+以及CD4-CD8-三群细胞。CD4和CD8分子是在胸腺中发育形成的,然而有部分的DN T细胞来源于激活的CD8+ T细胞。 CD8+T细胞和DN T细胞 CD8+T细胞在病人体内的作用还未完全阐明。有研究发现活动期的SLE病人其激活的CD8+T细胞数量增加[27, 28],在狼疮肾炎的肾脏中有CD8+T细胞的出现[29]。另一方面,在SLE病人体内,CD8+T细胞其细胞毒活性。在SLE病人的体内,TCRαβ+DNT细胞会表达增加,也有可能是CD8+T细胞丢失其表面的CD8分子。DN T细胞浸润到目标的器官,产生炎症因子促进B细胞抗体的产生[31, 32]。 Th17细胞 经抗原刺激后,CD4+T细胞会向着特定的方向分化。Th17细胞表达特异性的转录因子RORγt和RORα以及产生细胞因子IL17A、IL17F、IL21和IL22[33]。其通过诱导IL17的表达产生强烈的炎症反应。SLE病人以及狼疮小鼠体内Th17细胞数量增加,血清中IL17的表达上调[34]。另外,SLE病人有IL17阳性的T细胞浸润在肾脏部位。IL17能够刺激B细胞抗体的产生,在狼疮小鼠模型体内生发中心的形成。 Tfh细胞 Tfh定位在生发中心,其通过表达IL21和CD40L能够刺激B细胞产生抗体[36],促进其类别转换以及细胞抗体的高频突变。SLE病人体内其CD4+CXCR5+数量上调,该群细胞和Tfh相似。同样,狼疮发病小鼠发病过程中伴随着Tfh细胞数量的增加。另外,Tfh细胞的缺陷对狼疮小鼠有保护作用。同样,IL21受体的基因突变能够延长狼疮小鼠生存时间。同样SLE病人体内的IL21水平增加[38]。 Treg细胞 调节性T(Treg)细胞是维持机体外周免疫耐受的关键因子,其表达缺失可导致致命的自身免疫性疾病[39]。SLE患者体内Treg数量减少[40-42]、功能限制,可能是其对自体核抗原不耐受的关键因素。且在SLE患者体内,IL-2表达降低,可能导致Treg发育和分化的障碍。我们和其他课题组的研究发现IL-6的存在会导致nTreg向Th17转分化,另外有研究证实IL-6在病人体内表达上调限制Treg的功能。 T细胞治疗SLE的可能途径 细胞水平的治疗 自体的造血干细胞转移已经被用来治疗对传统型治疗方法抵抗的SLE病人。经治疗后的病人CD4+CD25+Foxp3+的T细胞以及CD8+Foxp3+的Treg细胞与正常人水平无异。另外在狼疮小鼠的研究中,nTreg细胞阻止该疾病的发生发展。这些实验数据进一步的促进了细胞治疗SLE的可能性。 同源细胞的相互作用 CTLA4-Ig(Abatacept) 抗原提成激活T细胞需要TCR和CD28分子的激活。抑制CD28-CD80/86的相互作用即使有丰富的TCR和MHC分子信号的激活,T细胞也不能被活化。T细胞表达CTLA4能够终结自身的激活。比起CD28,CTLA4与CD80/86亲和力更高,能够竞争性的结合CD80/CD86抑制T细胞的激活。Abatacept就是这样的一个药物。这个药物在狼疮小鼠体内是有效的,尤其是其与免疫抑制剂合用能够显著改善狼疮小鼠的发病。Abatacept与免疫抑制剂合用于临床治疗狼疮肾炎正在进行三期临床实验。 CD40:CD40L 在SLE病人体内的CD4+T、CD8+T和B细胞过表达CD40L[18]。研究表明,Anti-CD40L抗体能够减轻狼疮的严重程度,能够增加小鼠的存活率[50]。现有的CD40L临床用来治疗SLE的有BG9588和IDEC-1。用BG9588能够治疗SLE病人,显著降低疾病的严重程度。意想不到的是,Anti-CD40L的抗体会导致血栓的发生。可能该抗体能过结合激活的血小板表面的受体从而发生血栓。从而阻止了该抗体的使用,SLE病人T细胞的异常增加可能可以通过其他作用于钙离子和钙调磷酸酶药物。这也许可以阻止血栓的发生。 ICOS-B7RP1 激活的T细胞表达ICOS,能够结合B7RP1。T细胞利用这条通路诱导B细胞的抗体类别转换和IgG的产生。当用Anti-B7RP1注射进入狼疮小鼠体内[53],能够显著改善疾病。其机制可能是通过抑制Tfh的发育。人源化的Anti-B7RP1的抗体已经进入一期临床用来治疗SLE病人[54]。 LFA1-ICAM1 这是一组粘附分子,表达在内皮细胞表面,起着稳定免疫突触的作用。人源化的多克隆抗体efalizumab,能够结合LFA1的α亚基,已经被用来治疗严重的lupus疾病。然而,efalizumab治疗与脑白质病变有一定的关联从而使其从市场撤回。 细胞因子 IL-6 单核细胞分泌IL6[55],能够与TGF-β促进Th17的分化。在病人体内IL-6在血液以及受累的肾脏中表达上调。IL-6和IL-6R特异性的抗体能够显著改善狼疮小鼠的临床表现。包括降低dsDNA抗体,减少蛋白尿,增加存活率。IL-6R的抗体已经被用来SLE的一期临床治疗。已经证明能够显著降低Anti-dsDNA的表达水平。但有两例病人出现了严重的嗜中性粒细胞减少症,对于其疗效和毒性还需要进一步的研究。 IL-17,IL-21和IL-23 我们上面讨论过这三者在SLE病人体内的重要性。IL21[37]和IL23受体KO能够显著减轻疾病的症状。通过鼻子给药,狼疮小鼠Anti-CD3的抗体能够诱导CD4CD25-LAP+Treg细胞以及抑制IL-17+CD4+ICOS-CXCR5+Tfh细胞[59]。如上所述,Treg功能的降低以及Tfh数量的增加和SLE的疾病相关。其详细的机制还需要进一步的研究。 信号通路 Syk 其在多种免疫受体的信号转导过程中发挥重要作用。现有的Syk的抑制剂R788是一种前体药物,可以在体内代谢成为R406发挥抑制Syk的作用[60]。现在已经用于RA的二期临床实验。也有预临床实验说明其能够治疗Lupus小鼠。另外,R406能够抑制SLE T细胞钙离子信号通路,从而修正过度激活的T细胞的TCR信号通路。 mTOR 雷帕霉素是一种大环内酯类抗生素,能够改变线粒体跨膜电位以及减弱钙信号,最先用于移植物排斥反应。雷帕霉素能够结合FKBP1B以及mTOR的调节蛋白。这种药物能够纠正SLE T细胞的生物学特征,例如降低T细胞表面CD3ζ的表达,雷帕霉素能够通过降低抗核抗体的产生以及减轻肾小球肾炎来延长狼疮小鼠的寿命。雷帕霉素在9位SLE病人的临床试验中也取得了可喜的效果[63]。 CAMK4-CREM 由于细胞转染技术的快速发展,多种SLET细胞中异常的分子都成为了潜在治疗SLET细胞的靶标。CAMK4能够下调激活的SLET的IL2的表达。当T细胞转染一个缺陷的CAMK4的时,缺失的酶活性被阻断,从而抑制CREM结合到IL-2的启动子区域从而促进IL-2的表达。 干扰T细胞表达CREM也能够显著的增加IL-2和C-Fos的表达,这些研究也说明了在SLE病人体内,CAMK4-CREM在下调IL-2的表达。通过基因治疗的手段干预CREM和CAMK4的表达也许可以成为治疗的一种有效手段。 粘附分子 SLET细胞通过上调粘附分子和重排骨架蛋白侵蚀组织。在SLE病人体内主要通过CD44的表达来增强粘附和迁移能力。体外实验表明通过SiRNA干扰CD44的表达能够抑制SLET细胞的迁移能力。同样利用细胞松弛素D抑制肌动蛋白的聚合也能抑制SLET细胞的粘附和迁移。 结论 SLE病人的T细胞与正常T细胞有很多非常有意思的差异,不论是在胞内还是细胞外,SLE 病人T细胞表现一个相反的信号通路。例如T细胞能够协助B细胞产生自身抗体,却抑制细胞毒作用和Treg的功能。在细胞因子水平,T细胞不能产生IL-2却能够释放大量的IL-6和IL-17。IL-2的低表达可能是由于抑制了细胞毒作用和Treg的功能,通过诱导细胞凋亡减少了自身反应性的T细胞的淘汰。IL-17可以由多种T细胞产生,包括CD4+和CD3+DNT细胞,它们在SLE 病人体内增殖,也出现在炎性的肾脏部位。CD44在SLE病人的T细胞也增加了表达,可能会导致炎性T细胞的错误归巢。 最新在SLE T细胞病人体内分子机制的研究能够解释部分的SLE T细胞的表型。CD3-TCR介导的钙离子信号通路可能是由于NFAT表达升高所致,并进一步的导致了CD40L的上调。病人体内CAMK4表达上调,从而促使CREM分子结合至IL-2的启动子区域从而阻止IL-2的表达,增加了PP2A的表达,从而上调pCREB的去磷酸化。至于IL-17的表达水平上调还并不清楚。从T细胞途径寻找治疗SLE的方法可以从以下几个方面下手,如,抑制T-B细胞间的互作,IL-2表达,抑制IL-17的产生以及限制T细胞组织侵蚀。 寻找病人体内对于异常T细胞功能其重要作用的异常的标志分子对于开发小分子的抑制剂是非常有帮助的。比如Syk、CaMK4以及PP2A,它们在病人体内表达上调,可以作为潜在的治疗靶点。Syk小分子的抑制剂在动物模型试验中能够抑制其发病。同样,CaMK4和PP2A特异性的抑制剂在临床上也有相似的作用。通过重建早期和晚期T细胞的信号通路,这些小分子的药物也许可以用来纠正T细胞的功能,对于临床药物的开发起着非常重要的作用。 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