树突状细胞与免疫调节的研究进展

树突状细胞与免疫调节的研究进展
（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）
【关键词】树突状细胞;自身免疫性疾病;免疫耐受
1973年 Steiman和Cohn［1］首次从脾脏中分离出一类与粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞形态和功能都不同的白细胞,因其细胞膜向外伸出,形成与神经细胞轴突相似的膜性树状突起,故而命名为树突状细胞 (dendritic cells,DCs)。

此后的研究发现DCs在免疫应答的首要环节-抗原提呈中起着重要的作用，是目前公认的体内功能最强大的专职性抗原提呈细胞( antigen - presenting cell,APC)。

它能激活静息型T细胞，主要参与细胞免疫和T细胞依赖的体液免疫反应，在维持机体自身免疫耐受和活化外周T、B淋巴细胞中发挥重要作用,与炎症反应、自身免疫性疾病、移植免疫及肿瘤治疗关系密切。

1 DCs的生物学特性
DCs是具有典型的树突状形态、膜表面高表达MHC-I类和MHC-Ⅱ类分子、能移行至淋巴器官,刺激静息型T细胞增殖活化，并且具有一些相对特异性表面标志的一类细胞。

1.1 DCs的来源与分布
DCs起源于骨髓CD34+细胞,数量极少, 仅占人外周血的1%以下,
占小鼠脾细胞的0.2%～ 0.5%［2］。

DCs前体细胞由骨髓进入外周血,再分布到全身各组织,根椐其移行部位不同而命名不同: (1)滤泡树突状细胞（Follicular dendritic cell,FDC）：其树突能有效地捕捉复合形式的抗原,并将抗原长期保留在其表面,以维持二级滤泡的记忆功能,也与B记忆细胞的产生有关; (2)并指状树突细胞(interdigitating dendritic cells，IDC)：定位于淋巴组织胸腺依赖区,是淋巴组织胸腺依赖区的重要APC,其表面缺乏Ig受体和C3受体,但富含MHCI类和Ⅱ类抗原;(3)朗格汉斯细胞(Langerhans cell,LC)：位于皮肤和胃肠上皮层,是这些部位的重要 APC,其表面有丰富的MHC I类和Ⅱ类抗原,胞浆内有birbeck颗粒,为LC的重要特征; (4)隐蔽细胞(veiled cells)：分布于输入淋巴管。

1.2 DCs的分化发育
一般认为成熟DCs是已知最强的专职APC，在机体内可诱导强烈的免疫反应。

但随着对DCs发育、分化和功能认识的不断深入，发现DCs的来源、表型及其功能都具有明显的多样性和异质性。

根据DCs 的来源、功能和分布可将DCs分为髓系DCs 和淋巴系DCs［3］，前者与单核细胞、粒细胞有共同的祖细胞,而后者与T细胞、B细胞有共同的前体细胞。

近年在人胎肝、脐血、骨髓、脾脏、人外周血以及小鼠的骨髓和外周血中分离出髓系前体,在体外合适的培养条件及刺激因素下获得了具有典型形态、表型及功能的DCs。

目前淋巴系 DCs的分化发育过程尚不十分清楚,有研究表明IL-3能刺激淋巴系前体获得淋巴系 DCs［4］。

髓系DCs的分化发育分为 4个阶段:前体阶段、
未成熟DC (immature DC , iDC)、迁移期和成熟DC (mature DC , mDC)，不同分化阶段的DCs功能不同。

正常情况下绝大多数体内DCs (主要位于非淋巴组织 )处于非成熟状态,未成熟的DCs仅表达低水平的MHC分子、协同刺激分子（CD80、CD86）和粘附分子（CD40、CD44、CD54）等,且体外激发混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR)的能力较弱,但具有极强的摄取和加工处理抗原的能力。

在摄取抗原后或接受某些刺激因素(如LPS、IL- 1β、TNF-α)后,可以分化成熟。

成熟DCs表达高水平的MHC分子、协同刺激分子和黏附分子、整合素(β1、β2 )及特征性标记(CD1 a、CD11c、CD83 )等,并能分泌IL-12、IL-21、IL-26、IL-28、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IFN-α等细胞因子, 同时激发 MLR 能力很强, 但抗原摄取能力大大下降。

DCs 在成熟过程中同时发生迁移, 由外周组织进入次级淋巴器官, 在CD40L的作用下,分泌Th1型细胞因子,有效地将抗原提呈给初始T细胞并使之激活,促进细胞介导的免疫应答。

2 DCs诱导的免疫激活
DCs是目前体内功能最强大APC,既能活化CD4+T细胞又能活化CD8+T 细胞［5,6］。

不同成熟程度的DCs具有不同的生物学功能。

外源性抗原进入体内,被未成熟 DCs捕获后,加工成抗原肽,这些抗原肽被呈递给DCs表面的MHC-Ⅱ类复合物。

而内源性抗原,首先被蛋白酶分解为肽,然后在内质网上组装成稳定的MHC-Ⅰ肽复合物,再呈递到DCs表面。

未成熟 DCs主要通过TLR-NF-kB途径［7,8］识别并捕获抗原, 然后迁移至次级淋巴器官并成熟，成熟DCs的主要任务是抗原提呈。

在
DCs转移并成熟化过程中,表现为DCs抗原摄取能力下调,但加工、呈递抗原的能力上调［9］，同时其表面 MHC-Ⅰ及MHC-Ⅱ类分子及CD80、CD86、CD40、CD87等的表达也同时上调,进而诱导T细胞产生特异性细胞毒T细胞。

DCs诱导的免疫激活主要应用于机体抗肿瘤免疫,在炎症反应及自身免疫性疾病中也有重要的研究价值。

3 DCs介导的免疫耐受
DCs诱导机体免疫耐受的具体机理还不十分清楚 ,但许多研究都表明未成熟 DCs是引起免疫耐受的基础。

未成熟DCs只低表达MHC抗原提呈分子。

DC诱导免疫耐受机制可能涉及到以下几点: (1)DC诱导中枢免疫耐受:研究表明,胸腺内的耐受性DC( tolerogenic DC,tDC)通过T细胞克隆清除与诱导T细胞无能,清除自身反应性T细胞,从而诱导中枢免疫耐受［10］；(2) DCs诱导外周免疫耐受的机理［11］: ①诱导外周T细胞的无能或低能反应:未成熟DC具有很强的抗原摄取加工能力,但由于缺乏多种共刺激分子而不能活化T细胞,导致T细胞的无能或低反应,从而诱导抗原特异性耐受。

Delgado M等［12］研究发现 VIP-DC刺激 T细胞增殖的能力减弱、Th1细胞因子的分泌减少,从而诱导免疫耐受；②诱导激活T细胞的调亡: DCs能表达抑制T 细胞生长或诱导T细胞凋亡的分子(如NO、FasL等),使得DCs具有破坏T细胞应答的能力。

NO不但可以抑制同种异体T细胞增殖,也可诱导T细胞和 DC的自身凋亡。

胸腺内 DCs产生的NO是导致胸腺细胞凋亡和产生自身耐受的重要原因; ③诱导调节性T细胞: DCs可诱导产生调节性T细胞,调节性T细胞通过与DCs的相互作用,反馈性加强
了其耐受状态。

调节性 T细胞能反过来限制T细胞的增值［13］。

其作用可能与调节性T细胞分泌IL-10、IFN-γ等细胞因子有关,其中IFN-γ可诱导DC表达吲哚胺并产生色氨酸分解作用,从而导致T细胞增殖必需的色氨酸缺乏而抑制T细胞应答［14］。

Machen J 等［15 ］利用可抗CD40、CD80、CD86混合的反义寡核苷酸修饰NOD小鼠 DCs,使其表面共刺激分子的表达下调,将修饰后的DC重新输入同基因的小鼠体内,明显延缓NOD小鼠的发病,并且与未治疗的小鼠相比,在这些小鼠的体内CD4 +CD25 +T 细胞的比例均有所增加；④选择性激活Th2 样T细胞亚群：DC的耐受性可能与选择性激活Th2样T细胞亚群有关。

有研究者将 DC根据其功能的不同分为DC1、DC2 ,其中DC1可产生大量IL-12、TNF-α和少量IL-6，诱导Th 向Th1分化;而DC2可分泌大量 IL-6 和少量 IL-12 ,诱导Th向Th2分化［16］。

DC2可通过诱导Th2 型反应而抑制Th1 型应答的产生, Th2型反应产生的IL-10能影响DC的成熟, 减少其 MHC II类分子、共刺激分子和粘附分子的表达, 并能诱导调节性 T细胞的分化［17］,进而诱导免疫耐受。

进一步研究还发现, CD40L 激活的 DC2 还能诱导CD8 +T细胞分泌 IL-10 , 发挥抑制作用,这种抑制作用能被IL-10抗体阻断, 所以与CD8+调节性T细胞的作用机制不同。

这种抑制性CD8+T细胞在接受再次抗原刺激时表现出自身低增殖和低细胞毒作用, 并能强烈抑制未致敏的CD8+T细胞的反应性; 而CD40L激活的DC1诱导CD8+T分化为具有较强的细胞毒作用的CTL, 后者分泌大量的IFN-γ。

移植免疫研究中发现, 移植DC2前体细胞可捕获宿主的同种异体抗原, 并
被同种异体T细胞表达的CD40L激活, 诱导供者Th2 型反应和分泌IL-10的CD8+抑制性T细胞的形成, 可导致供者T细胞耐受［18］。

所以DC2在免疫耐受中发挥重要作用, 可用于自身免疫病及移植相关免疫病的治疗。

未成熟 DCs诱导自身免疫耐受的功能还可能与以下因素有关:(1)能捕捉到凋亡细胞并递呈自身抗原给T细胞; (2)骨髓中的不断产生和在机体的广泛分布使其有机会接触并递呈不同的抗原给T 细胞; (3)在捕捉自身抗原后不再成熟。

另外，DCs表面受体也参与介导免疫耐受的形成。

DCs摄取抗原有两种方式:一种是通过内吞作用摄收各种抗原。

另一种方式是受体介导的内吞作用,由特异受体结合相应抗原并使相应抗原在细胞内浓集,并被运送至 DCs表面。

绝大多数递呈发生免疫激活。

然而,也有研究表明少数DCs递呈的抗原能诱导抗原特异性T细胞的清除,并诱导产生调节性T细胞从而引起免疫耐受［19］。

C型外源凝集素、整合素是研究较多的与免疫耐受有关的DCs抗原受体。

而C型外源凝集素可能就是通过诱导调节性T细胞的产生及T细胞的清除介导免疫耐受的形成［20］。

整合素可以介导 DCs摄入凋亡细胞,进而诱导免疫耐受［21］。

4 展望
随着研究的逐渐深入，越来越多的证据表明, DCs不仅诱导免疫激活,还可在诱导和维持外周耐受及免疫调节中发挥重要作用。

可以预见,随着DCs参与免疫调节的机制被逐步阐明，DCs作为新的靶点在
自身免疫性疾病、肿瘤等多种疾病的发病与治疗研究中将成为新的可能性。

【参考文献】
［１］Steinman RM, Cohn Z A. Identification of novel cell type in peripheral lymphoid organs of mice: Morphology, quantification, tissue distribution［J ］. J Exp Med， 1973 May 1，137(5): 1142-1162.
［2］Caux C, Massacri C, Vanbervlier B, et al. CD34+ hematopoietic progenitors from human cord blood differentiate along two independent dendritic cell pathways in response to granulocyte–macrophage colony- stimulating factor plus tumor necrosis factor: Ⅱ.functional analysis［ J ］. J Blood, 1997 Aug 15， 90(4): 1458-1470.
［3］Banchereau J, Briere F, Caux C, et al. Immunobiology of dendritic cells［ J ］. Annu Rev Immunol,2000, 18:767-811.
［4］Schwarz F S. Positive and negative regulation of the myeloid dendritic cell lineage ［ J ］. J Leu Bio, 1999 Aug, 66: 209-216.
［5］Jonuleit H, Schmitt E, Schuler G, et al. Induction of Interleukin 10- producing, nonproliferating CD4 (+)T cells with regulatory properties by repetitive stimulation with allogeneic immature human dendritic cells［ J ］. J Exp Med, 2000 Nov 6,192(9): 1213-1222.
［6］Dhodapkar MV, Steinman RM, Krasovsky J, et al. Antigen-specific inhibition of effector T cell function in humans after injection of immature dendritic cells ［ J ］. J Exp Med,2001 Jan 15,193(2): 233-238.
［7］Biragyn A, Ruffini PA, Leifer CA et al. Toll-like receptor 4-dependent activation of dendritic cells by beta-defensin 2 ［J ］. Science, 2002 Nov 1,298(5595): 1025-1029.
［8］唐深,冷静.TLR家族及其功能研究进展［ J ］. 微生物学免疫学进展, 2004,32(2):42.
［9］Reis E, Sousa C. Activation of dendritic cells: Translating innate into adaptive immunity［J ］.CurrOpin Immunol, 2004 Feb,16(1): 21-25.
［10］Rutella S, Danese S, Leone G. Tolerogenic Dendritic Cells :Cytokine Modulation Comes of Age［ J ］. Blood , 2006 Sep 1,108 ( 5) : 1435-1440.
［11］Delgado M, Gonzalez Rey E, Ganea D. Vasoactive Intestinal Peptide: t he Dendritic Cell →Regulatory T Cell Axis［ J ］. Ann N Y Acad Sci,2006, 1070:233-238.
［12］Delgado M, Gonzalez Rey E, Ganea D. VIP/ PACAP Preferentially Attract Th2 Effectors through Differential Regulation of Chemokine Production by Dendritic Cells［ J ］. FASEB J,2004 Sep,18(12): 1453-1455.
［13］Mahnke K, Qian YJ, Knop J, et al. Induction of CD4 + / CD25 + Regulatory T Cells by Targeting of Antigens to Immature Dendritic Cells［ J ］ . Blood,2003 June 15,101(12) : 4862-4869.
［14］Munn DH, Sharma MD, Lee JR, et al. Potential regulatory function of human dendritic cells expressing indoleamine2,3-dioxygenase［J ］.Science, 2002 September
17,297(5588): 1867-1870.
［15］Machen J, Harnaha J, Lakomy R, et al. Antisense Oligonucleotides down-Regulating Costimulation Confer Diabetes-preventive Propertises to Nonobese Diabetic Mouse Dendritic Cells［ J ］.J Immunol,2004 Oct 1,173(7): 4331-4341.
［16］Liu Y J. Dendritic Cell Subsets and Lineages, and Their Functions in Innate and Adaptive Immunity ［ J ］. J Immunol,2001 Aug 10,106(3): 259-262.
［17］Levings MK, Sangregorio R, Galbiati F, et al. IFN-α and IL-10 induce the differentiation of human type I T regulatory cells［J ］. J Immunol, 2001 May 1,166(9): 5530-5539.
［18］Gilliet M, Liu YJ. Generation of human CD8 T regulatory cells by CD40 ligand-activated plasmacytoid dendritic cells［ J ］. J Exp Med, 2002 Mar 18,195(6): 695-704.
［19］Hawiger D, Inaba K, Dorsett Y, et al. Dendritic cells induce peripheral T cell unresponsiveness under steady
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state conditions in vivo［ J ］. J Exp Med, 2001 Sep 17,194(6): 769-779.
［20］Morelli AE, Larregina AT, Shufesky WJ, et al. Internalization of circulating apoptotic cells by splenic marginal zone dendritic cells: dependence on complement receptors and effect on cytokine production［ J ］. Blood, 2003 Jan 15,101(2): 611-620.
［21］Nauta AJ, Daha MR, Roos A, et al. Recognition and clearance of apoptotic cells: a role for complement and pentraxins［ J ］. Trends Immunol, 2003 Mar,24(3): 148-154.。