钙通道与调节性T细胞效应功能的研究进展

钙通道与调节性T细胞效应功能的研究进展
孙志娟;刘毅
【摘要】调节性T细胞(Treg)为一类具有免疫抑制作用的T细胞,在维持免疫系统
正常的外周耐受中发挥了重要作用,其中经典的CD4+ CD25+ Foxp3+Treg,无论
是其数量还是抑制功能异常均可导致自身免疫性疾病.钙离子通道在免疫细胞发挥
功能效应中是必不可少的,同样在Treg的发展和效应功能中也起着重要的作用,特
别是STIM,ORAI,calcineurin-NFAT通路.现对钙离子通道在Treg的作用作—归
纳总结.
【期刊名称】《现代诊断与治疗》
【年(卷),期】2012(023)003
【总页数】3页(P144-146)
【关键词】钙通道;调节性T细胞
【作者】孙志娟;刘毅
【作者单位】泸州医学院,四川泸州646000;四川大学华西医院,四川成都610000【正文语种】中文
【中图分类】R392.11
调节性T细胞（Regulatory T cell，Treg）约占外周CD4+T细胞的5％～10％。

该类细胞以“主动”的方式参与免疫应答/免疫耐受的调控，在肿瘤免疫和移植免
疫中具有重要的作用。

Treg亚群主要有:CD4+CD25+Treg、Tr1型CD4+Treg、
Th3型 CD4+Treg、CD8+Treg、NK细胞等。

本文主要讨论的为
CD4+CD25+Treg。

Treg分为两种：（1）天然的CD4+CD25+Treg细胞（nTreg），来源于胸腺然后迁移到外周发挥作用；（2）诱导的
CD4+CD25+Treg细胞（iTreg），主要来源于iDC、IL-10、IFN-α、TGF-beta
或者低剂量抗原诱导下由外周CD4+CD25+细胞转变而来。

其表面表达IL-2αR、IL-2βR、CTLA-4、TNFRSF、GITR、HLA-DR、CCR4、Toll样受体等。

Foxp3
是其特征性的标志。

Treg作用机制分为两种：（1）直接作用：在趋化因子的作用下，迁移到免疫反应区，通过细胞表面CTLA-4和膜型TGF-β的作用，以细胞-细胞接触的方式，抑制靶细胞表面IL-2Rα链的表达，抑制靶细胞增殖，或是通过释放颗粒酶和穿孔素来杀伤APC或反应性T细胞，或是通过直接分泌免疫抑制因子（TGF-β、IL-10、IL-35、Galectin-1）。

（2）间接作用：Treg通过抑制APC
的表型和功能而间接抑制CD4+或CD8+细胞分化和增殖。

1 钙离子通道
Ca2+在所有的真核细胞中作为一种普遍的第二信号，在免疫细胞，包括T cell、B cell、肥大细胞和许多其他的类型的细胞，Ca2+通道控制这些细胞的增殖、分化
和效应功能以及基因转录[1，2]。

在淋巴细胞中，Ca2+通过钙释放-激活钙通道（CRAC）进入细胞内，成为细胞内钙内流的主要机制[3]。

Ca2+通道引起短期和
长期效应。

短期效应主要发生数分钟，不依赖于新的基因的表达。

长期效应发生在数小时后，与一系列基因的表达相关，包括淋巴细胞增殖、细胞因子和趋化因子的产生，不同的幼稚T cell转化为各种效应T cell或是记忆T cell。

1.1 STIM和 ORAI STIM（一种内质网中钙离子感受器）和ORAI（CRAC通道的一个单位）为储存Ca2+内流的两个关键调节器[4，5]。

在哺乳动物中表达两种STIM蛋白质，即STIM1和STIM2，二者均为单一跨膜蛋白质，带有配对N末端EF-hand，占据内质网的内腔，并且相互反应的蛋白质占据内质网的内腔和细胞质。

STIM1为储存钙离子进入首要激活剂，主要在早期阶段，即内质网中钙离子被强烈耗竭时。

STIM2主要是通过调控储存饱和的钙控制基础钙离子的流入，主要在应答的后期阶段，即内质网储存被重新填满时[6，7]。

Roos和Liou分别证实STIM1与SOC激活高度相关[4]，而STIM2在HEK293，A7rR5细胞研究中发现对SOC有抑制作用。

ORAI在哺乳动物中表达三种同系物，ORAI1、ORAI2、ORAI3。

ORAI蛋白质有四个跨膜区域组成，分别带有N和C-termini都占据在细胞质中，在人类ORAI基因中，任何一种基因错位都会引起缺乏SOCE和ICRAC，进而引起严重的免疫缺陷病[5~8]。

1.2 STIM与Treg STIM1和STMI2作为内质网中Ca2+感受器，在Ca2+进入细胞内扮演重要角色。

同时敲出小鼠的STIM1和STMI2将导致Treg在所有的免疫器官数量减少，并出现自身免疫反应 [9]。

但向小鼠体内转移CD25+CD4+T cell 可以阻止上述现象。

Yoshihiro指出敲出STIM1和STIM2将引起NFAT无活性，进而损害Treg的发展。

敲出小鼠STIM1基因的表达，可以使T cell缺乏Ca2+的进入及I CRAC和钙依赖的细胞因子的表达，但小鼠的胸腺仍可以正常生长[7]。

STIM2缺乏的幼稚T细胞展现出正常Ca2+进入和细胞因子的产生，然而STIM2对T细胞持续的产生细胞因子和NFAT细胞核定位至关重要。

尽管在敲出Stim的T细胞中完全缺乏Ca2+内流，但是单一缺乏Stim1或Stim2基因的小鼠在胸腺和外周淋巴器官存在正常数量的Foxp3+Treg[10]。

近来 Ma[11]指出STIM1和STIM2缺乏的T cell可以成功的被自身抗原预处理，但是他们不可以产生促炎因子如：IL-17和IFN-r。

同时缺乏STIM1和STIM2可以严重损害Treg的发展和功能，使小鼠易患多发性硬化，主要是由于缺乏Ca2+内流，自身反应性T细胞失去翻译为Treg的功能，进而使得小鼠不能防止中枢炎症的刺激。

1.3 ORAI与Treg ORAI1-3作为CRAC通道的亚单位而被人们所了解。

在ORAI1突变的小鼠模型中，发现显著减少了Ca2+进入CD4+CD8+的胸腺细胞，并严重
损害早期被激活和分化的细胞中Ca2+的进入和CRAC通道的功能。

然而该小鼠模型中的Treg的发展和功能是正常，据此推理残留的Ca2+可能通过其他ORAI进入。

2 PLC-r和ZAP70与Treg
小鼠T细胞跨膜受体LAT（Y136F）的基因突变，PLC-r结合位点被消除，将导致Ca2+在与TCR交联时内流减少，Treg的发展明显受损。

LAT突变小鼠严重损伤，使自身反应T细胞从胸腺中逃离进入外周，引起自身免疫反应[12]，然而这种自身免疫反应可通过转移CD4+CD25+细胞而被防止，暗示LAT突变小鼠其外周残存Treg的抑制功能可能受到损伤[13]。

SKG小鼠为单一Zap70（即一种酪氨酸激酶）基因突变，其Treg功能中度损害使小鼠易患自身免疫性关节炎[14]。

Treg在类风湿关节炎患者的滑液中的百分比明显高于外周血，Treg在靶组织的蓄积被解释为
负反馈系统。

ZAP70突变使胸腺细胞钙平衡被损坏，外周T细胞中严重缺乏
Ca2+内流，但在SKG小鼠中，Foxp3+CD25+CD4+T cell在血管内的抑制功能
与正常的小鼠并无不同。

然而一些实验指出SKG突变将会影响全部
CD25+CD4+Treg[15]。

有人提出Zap基因突变可能阻碍T cell由胸腺细胞双向
选择（DP）到胸腺细胞单向选择（SP）阶段的发展，但是尽管Ca2+内流严重损害，也仍可诱导T cell发展到某一程度并维持外周Treg的抑制功能。

3 钙依赖磷酸酶-NFAT在Treg中的作用
钙依赖磷酸酶-NFAT通路为Ca2+内流下调通路。

钙依赖磷酸酶由起接触反应的CnA和起调节作用的CnB组成。

在哺乳动物有三种被认识的CnA（CnAa、CnAb、CnAr）和两种CnB（CnB1、CnB2）。

NFAT由四种转录因子组成（NFAT1-4，也就是NFATc1-c4）。

除NFAT3外，所有NFAT在外周淋巴细胞均被表达。

NFAT1最先表达在单向选择的胸腺细胞，NFAT2在DP胸腺细胞和B 淋巴细胞，NFAT4在双向选择的胸腺细胞中表达。

NFAT在Treg的发展中扮演重
要的角色，在nTreg和iTreg的发展阶段中，NFAT与Smad3结合来调整Foxp3的表达。

同时敲出小鼠的Nfat1和Nfat4，将会出现自身免疫性淋巴组织增生[16]。

CnAb和CnB1缺乏的小鼠，将阻碍胸腺细胞由DP到SP发展，但自身免疫和过度增殖的症状及Treg的失调未被报道。

NFAT的激活可以增加免疫调节因子IL-10，增强Treg的刺激，进而减少自身免疫性脑脊髓炎的发生，缺乏Ca2+/NFAT信号将引起淋巴增殖和自身免疫疾病[17]。

新型免疫抑制剂FK506可以通过与FKBP12结合，抑制钙依赖磷酸酶，减少Treg数量，诱导免疫耐受与抗增殖。

目前，Chiasson等证实[18]TGF-β受体的激活参与该过程。

4 小结
免疫细胞内Ca2+信号失调是自身免疫和炎症反应失调的发病机制。

由于Treg细胞可以诱导免疫耐受，减少自身免疫反应的发生而备受关注，但目前对于钙通道在Treg细胞内具体调节机制还不是太清楚，如目前仍不能解释单一缺乏Stim1或Stim2小鼠在胸腺和外周淋巴器官中存在正常数量 Foxp3+Treg，及ORAI1突变小鼠Treg发展并功能正常。

因此，对Ca2+通道在Treg作用的进一步研究，将有助于在治疗自身免疫性疾病中寻找新的治疗靶点。

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