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Effects of Th22 subtype on asthma

Th22细胞与支气管哮喘



全 文 :第24卷 第4期
2012年4月
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
Vol. 24, No. 4
Apr., 2012
文章编号:1004-0374(2012)04-0350-04
Th22细胞与支气管哮喘
文丹丹,王 敏*
(三峡大学第一临床医学院,宜昌 443000)
摘 要: 支气管哮喘是一种临床上常见的呼吸道疾病,研究发现 CD4+T细胞在哮喘的发病过程中起重要作
用。Th22细胞是最近发现的一类 CD4+T细胞功能亚群之一,其主要效应因子 IL-22在炎症性疾病、组织修
复、创口愈合及自身免疫性疾病中起重要作用,但其具体机制尚未完全清楚。从 Th22的细胞因子来源、生
物学特性、分化和调控出发,简要探讨 Th22 细胞与哮喘之间的可能关系。
关键词:Th22细胞;IL-22;支气管哮喘
中图分类号:R562.25   文献标志码:A
Effects of Th22 subtype on asthma
WEN Dan-Dan, WANG Min*
(First Clinical Medical College of China Three Gorges University, Yichang 443000, China)
Abstract: Asthma is one of the most common chronic lung diseases in clinical. Recent evidence has shown that
CD4+T cells play a critical role in the occurrence of asthma. Th22 cells were identified recently in CD4+T cell
lineages. As a main effector of Th22 cells, IL-22 has a close association with the development of inflammatory,
tissue repair, wound healing and autoimmune diseases, but the specific mechanisms are not fully understood. In this
paper, we introduced the origin of effect cytokines, and the biological characteristics, differentiation and regulation
of Th22, and then summarized the possible relationship between Th22 cells and asthma.
Key words: Th22 cells; IL-22; bronchial asthma
收稿日期:2011-10-17; 修回日期:2012-02-17
基金项目:三峡大学2011年研究生科研创新基金
(2011CX062)
*通信作者:E-mail: wmin120@yahoo.com.cn
支气管哮喘 (bronchial asthma,简称哮喘 )是
近年来十分引人关注的全球公共健康问题,也是临
床上常见呼吸道疾病之一。它是由气道内嗜酸性粒
细胞、肥大细胞、T 淋巴细胞、中性粒细胞等多种
炎症细胞及其细胞组分共同参与的气道慢性炎症性
疾病,主要引起气道炎症、气道高反应及气道重塑
等改变。目前哮喘的确切发病机制仍不十分清楚,
研究认为,CD4+T细胞在哮喘的发病过程中起重要
作用 [1]。Th22细胞是最近发现的一类独立于 Th1、
Th2和 Th17细胞的 CD4+T细胞功能亚群,主要表
达 CCR6、CCR4和 CCR10等趋化因子,分泌产生
IL-22和 IL-13,但不产生 IFN-γ、IL-4和 IL-17等
细胞因子 [2-4]。Th22细胞具有稳定的效应因子体系
和独特的信号转导方式,其分泌产生的成纤维细
胞生长因子及趋化因子参与组织重塑和新血管生
成;主要产生的效应因子为 IL-22,在炎症性疾病、
组织修复、创口愈合及自身免疫性疾病中起重要作
用 [5-8],但其具体作用机制尚未完全清楚。目前关
于 Th22细胞与哮喘的关系了解甚少。本文从 Th22
细胞的细胞因子来源、生物学特性、分化和调控出
发,简要探讨 Th22 细胞与哮喘疾病发生发展中的
关系。
1 Th22细胞的来源
Th22 细胞亚群最初在牛皮癣和变应性皮炎 (AD)
的病理性研究中被发现,Nograles等 [9]在 AD患者
外周血和皮肤中发现有大量 IL-22 存在,而 IL-17、
文丹丹,等:Th22细胞与支气管哮喘第4期 351
IL-23等细胞因子含量较少,Th17细胞也低频表达,
这一特殊现象说明,血液中可能存在一群能独立分
泌 IL-22 的 T细胞亚群。随着研究的深入,Duchen
等 [4]和 AcostaRudriguez等 [10]在对 CD4+记忆性 T
细胞的分化进行研究时,分别发现一群表型为
CLA+(皮肤淋巴细胞相关抗原 )CCR4+CCR6+ CCR10+
的 T细胞,其功能和生物特性完全不同于其他
CD4+T细胞亚群,暂称为 CCR4+CCR6+CCR10+记
忆 T细胞,又因其仅分泌 IL-22,不分泌 IL-4、IL-17
和 IFN-γ等,被命名为 IL-22+IL-17-T细胞或 Th22
细胞。
Th22细胞为 CD3+CD4+亚群,经检测其相关
标志物为 CD56- 、NKp44-、NKp46-、Foxp3-、T-betlow、
ROR-Clow、GATAlow、AHR+(芳香烃受体 )[2-3],由于
AHR与配体结合可刺激 IL-22产生,提示 Th22细
胞可能为非 Tc、NK、Treg、Th1、Th2和 Th17细
胞的一个新的、可分泌 IL-22的 Th细胞亚群。实
验证明,皮肤来源的记忆性 Th22细胞克隆在 Th1、
Th2、Th17或 Treg细胞诱导环境下,不仅不会失
去分泌 IL-22的能力,也不会分泌其他 T细胞亚群
的特征性细胞因子,由此证明 Th22细胞是一个独
立稳定的谱系 [3]。
2 Th22细胞的生物学特性
Th22细胞的表型为 CCR6+CCR4+CCR10+,具
体表面标志尚不完全清楚。Th22 细胞能够分泌多
种细胞因子,包括成纤维细胞生长因子、趋化因子、
IL-22、IL-10 和 TNF-α等,其中以 IL-22 的作用为主;
分泌的成纤维细胞生长因子 FGF1与 FGF5是强效
的丝裂原,分别作用于包括内皮细胞在内的多种细
胞以及神经元的分化;分泌的趋化因子 CXCL9、
CXCL10和 CXCL11因可募集 T细胞而具有抗菌活
性,并通过诱导角质细胞中 T细胞和 NK细胞,产
生相关因子 IL-15和 IL-7等而促进机体的适应性免
疫应答和固有免疫应答 [2-3]。Th22 细胞的上清液还
可以诱导 T细胞产生 IL-7 和 IL-15,诱导巨噬细胞
产生 IL-23,并能诱导抗菌肽 S100A7、TLR3和
TLR6参与机体抗菌防御,诱导生成补体第一成分 s
单位 (C1s)和 r 单位 (C1r),在补体经典途径中起重
要作用 [3]。
Th22 细胞及其效应因子的生物学特性及作用
机制目前尚未完全明确。在其主要分泌因子 IL-22
方面,IL-1β 和 TNF- γ 能够增强 IL-22 受体分子表
达途径,特别是 IL-22R1和 STAT3 途径 [11]。另有
研究发现,减少体内 TNF-α的量,也可以加速 IL-22
的转录过程 [12]。
3 Th22细胞的分化与调控
在免疫调控网络中,Th22细胞的分化也如其
他 CD4+T细胞亚型一样,受多种细胞及相关因子
的调控。现有研究表明,皮肤边缘区的朗格汉斯细
胞 (LCs)和树突状细胞 (DCs)均可诱导初始 CD4+T
细胞向 Th22 型细胞分化,尤其是 LCs[13]。另有报
道称,独用 IL-6刺激便可诱导外周血初始 T细胞
向 Th22细胞大量分化,说明 IL-6有可能是 Th22
细胞分化的启动因子 [4]。当 TNF-α和 IL-6共同刺
激初始 T细胞时,IL-22+IL-17-IFN-γ-细胞比例较单
独应用 IL-6时更高,表明 TNF-α在 Th22细胞的分
化中可能起促进作用,Th22细胞的分化可能部分
依赖于 IL- 6 和 TNF-α的调节作用。
在对人类脐带血中 CD4+记忆性 T细胞进行研
究时,发现 RORγt促进 IL-17和 IL-22产生,但不
能诱导人类 T细胞分泌 IL-22,而另一种转录因子
芳香烃受体 (AHR)的激动剂 β-萘黄酮 (βNF)和 6-
甲酰吲哚 [3,2-b]咔唑 (FICZ)可促进 IL-22的产生;
而 TGF-β等细胞因子在 Th22细胞分化中起抑制作
用 [2,14]。
4 Th22与哮喘的发展关系
哮喘是由多种炎症细胞及其细胞组分共同参与
的气道慢性炎症性疾病,主要引起气道炎症、气道
高反应及气道重塑等改变,常表现为反复发作的喘
息、气促、胸闷和咳嗽等症状。哮喘的确切发病机
制目前仍不十分清楚,随着对其研究的深入,越来
越多的证据表明哮喘不仅与 Thl/Th2细胞比例失衡
相关,而且与 Treg及 Th17细胞密切相关 [15]。
目前为止,大量报道证实,IL- 22在哮喘等炎
症性疾病中可能起一种负性调节作用。例如 IL-22
能够促进上皮细胞内环境的稳定,保护肝脏等组织
免受免疫损伤而增加其存活率 [16-17];能正性调节纤
维蛋白原、血小板、血清蛋白质类 [18];IL-22还被
证明能保护博来霉素诱导上皮细胞凋亡和肺部损伤
及炎症反应 [19]。Kolls研究组 [20]利用基因芯片技术
分析 IL- 22对呼吸道上皮细胞的影响,发现粒细胞
集落刺激因子 (G -CSF)、抗菌蛋白 BD2、S100A7
和 S100A12、中性粒细胞趋化因子CXCL1和CXCL5、
人支气管上皮细胞甲状腺氧化酶 2、抗菌蛋白载脂
蛋白 (LCN)-2、多聚免疫球蛋白受体及小鼠气道上
生命科学 第24卷352
皮细胞黏液蛋白MUC1均上调。以上研究均表明,
IL-22可以有效促进呼吸道上皮修复,对肺部组织
炎症具有一定保护作用。
在哮喘临床研究中显示,哮喘患者外周血单核
细胞中 AHR的 mRNA水平和血浆中 IL-22含量明
显增高,血浆中的 IL-22水平和哮喘患者 FEV1%、
FEV1/ FVC%及哮喘严重性评分 (ASS)呈高度负相
关,并表明 IL-22水平的高低反映了哮喘的气道局
部炎症程度,有可能成为一个潜在的评估哮喘严重
程度的指标 [21]。Taube等 [22]发现过敏原致敏的
IL-22缺陷小鼠在呼吸道激发时有显著的气道高反
应表现,且嗜酸性粒细胞及淋巴细胞大量入侵肺
部并产生 CCL17、IL-5和 IL-13;在抗原作用前用
IL-22治疗小鼠时,CCL17及 IL-13表达降低,并
显著改善气道收缩和炎症反应。所以 IL-22可限制
气道炎症、组织损伤和变应性肺部疾病的发生。因
此,临床上可以利用检测 IL-22来评估哮喘病情及
预后,而 IL-22亦可能成为哮喘临床治疗的一个重
要靶点。
研究发现,促炎症反应细胞因子 IL-23、抗
CD3 和抗 CD28 抗体在体外条件下刺激哮喘患者外
周血单核细胞 (PBMC)均可诱导 IL-22生成,IL-22 通
过修复受损组织缩小哮喘患者炎症的区域,从而减
少支气管的炎症范围 [23]。另有学者在研究重组
IL-22对DCs的作用时,发现 IL-22抑制DCs的活化,
并减轻致敏原卵蛋白 (OVA)诱导体内 Th2细胞及其
细胞因子的炎症反应,DCs因 IL-22的存在而减少
对 OVA的摄取及共刺激分子的表达 [24]。这一现象
说明,Th22细胞因子可能通过影响抗原提呈细胞
的激活而降低哮喘的免疫反应。
关于 IL-22在哮喘中的分子机制的研究目前还
不是很完善。研究表明,IL-22可能通过影响抗原
提呈细胞的激活而降低哮喘的免疫反应,从而在哮
喘等炎症性疾病中可能起一种负性调节作用,同时
IL-22可能是哮喘的气道局部炎症的系统性反射,
有可能成为一个潜在的评估哮喘严重程度的指标。
这些就提示 IL-22在哮喘疾病的预防、治疗以及严
重程度评估等临床应用方面有潜在的应用价值。
5 结语
随着对 CD4+T细胞不同亚群及其相应细胞因
子谱的深入研究,研究人员对于多种炎性疾病也有
了更新的认识。哮喘是一种慢性炎症性疾病,机体
各种免疫细胞、非免疫细胞及细胞组分均参与到其
免疫反应及病理损伤中。Th22 细胞为 CD4+T细胞
亚群家族的新成员,其被发现在炎症性疾病、组织
修复、创口愈合及自身免疫性疾病中均扮演重要角色。
IL-22 作为其主要效应分子亦通过多种作用途径在
免疫调节网络中发挥重要作用,同时赋予了 Th22
细胞各种免疫调节功能。但是,目前对于 Th22 细
胞在免疫应答和免疫调节中的具体作用机制还不是
很清楚,而且在其他疾病中的作用也有待于进一步
研究。
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