免疫細胞的家族成員-Th亞群-文獻綜述-資訊-生物在線

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免疫細胞的家族成員-Th亞群

作者:美國PeproTech(派普泰克)公司中國代表處 2020-04-20T00:00 (訪問量:18988)



CD4
+?T細胞是一群高度異質性細胞,自1986年Mosmann等揭開了Th1、Th2亞群的神秘面紗后,其他科學家又陸續發掘了Th3、Treg、Tr1、Tfh、Th17、Th9和Th22等CD4+?輔助性T(Th)細胞亞群。Th各亞群之間相互協調,共同發揮免疫調節作用,維持機體穩態。Th細胞亞群比例及功能異常,會導致多種免疫系統性疾病及癌癥等,因此Th細胞亞群一直是相關領域的研究熱點。本文將對不同類型的Th細胞做一闡述,以便研究者更好的了解Th細胞亞群。


01?Th1/Th2?

1986年Mosmann等[1]發表了一篇開創性文章,描述了CD4+Th細胞群是一個不均一的亞群,根據CD4+Th克隆產生細胞因子類別及其功能的不同,將其分為Th1和Th2兩個亞群。
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Th1細胞分泌IFN-γ, IL-2, TNF-α和LN-α等,介導巨噬細胞活化,殺傷胞內病原體,在細胞免疫中發揮作用。
Th2細胞分泌IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IL-25和IL-31等,介導嗜酸性粒細胞活化,對抗胞外病原體,在體液免疫中發揮作用,其功能是刺激B細胞增殖并產生抗體。
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Th1和Th2細胞由Th0 (na?ve T) 細胞極化而來。IFN-γ和IL-12可分別激活信號傳感器STAT-1和STAT-4,誘導Th1極化。T-bet是其特征化轉錄因子。CD4和CXCR3的共表達是鑒別Th1細胞的表面marker。
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誘導Th2細胞極化的是IL-4,當其激活STAT-6后,進一步誘導Th2細胞特征性轉錄因子GATA-3表達,從而促進Th2的極化。轉錄因子c-MAF通過IL-4依賴機制也可促進Th2的分化。CD4和CCR4的共表達是鑒別Th2細胞的表面marker。
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Th1-Th2比例平衡共同維持機體穩態,一旦其比例失衡,將導致多種疾病的發生和發展。通常認為Th1及其分泌的細胞因子具有促炎功能;Th2及其分泌的細胞因子具有抑炎功能。在器官移植免疫排斥反應中發現,Th1型的細胞因子增高和Th2型細胞因子降低;而在免疫耐受中,情況剛好相反。在自身免疫性疾病中,Th1誘導發病,加重病情;而Th2阻止發病或減輕病情。在類風濕性關節炎 (RA)、1型糖尿病、萊姆病、多發性硬化 (MS)、慢性甲狀腺炎中,Th1細胞比例及分泌的細胞因子占優勢,與激活細胞免疫有關;在系統性紅斑狼瘡 (SLE)、硬皮病以及人類免疫缺陷病毒 (HIV) 感染中,Th2占主導作用。

在抗腫瘤免疫反應中,Th1細胞在對抗腫瘤免疫反應中起非常重要作用;而Th2細胞在促進腫瘤免疫反應中起非常重要作用。進展期腫瘤病人外周血中往往發現IL-2和IFN-γ分泌減少,IL-10分泌增多的情況,表明在腫瘤生長時Th2細胞占優勢。現已發現非小細胞肺癌、直腸癌、卵巢癌、絨癌、黑色素瘤、胃癌、骨肉瘤、淋巴瘤、鼻咽癌等多種腫瘤與Th2細胞漂移有密切關系,且與腫瘤的惡性程度呈正相關。

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02?Th3

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1994年,Chen等[2]首次在口服抗原的小鼠腸系膜淋巴結中分離的一類分泌TGF-β1的調節性T細胞,該細胞是不同于Th1和Th2細胞的新的Th亞群,即Th3細胞。

Th3細胞在粘膜免疫應答中分化而成,無明確的特異性轉錄因子,具體分化機制尚不明確,有待進一步研究。CD4和LAP的共表達,CD25和Foxp3不表達可用于鑒別Th3細胞。

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Th3細胞主要通過分泌TGF-β,在外周免疫耐受中發揮重要作用,在炎癥疾病中發揮免疫抑制功能。Oida等[3]在小鼠模型中發現CD25-?LAP+?細胞能夠抑制TGF-β依賴性腸炎的發生。此外,Th3細胞在腫瘤的發展過程中起一定的促進作用。Han等[4]研究發現腫瘤微環境中存在的CD4+?CD25-?CD69+?Foxp3-?LAP+?細胞通過分泌TGF-β可抑制T細胞增殖,為探究腫瘤免疫逃逸機制,提供了新思路。
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03?Treg?

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1995年Sakaguchi[5]等首次發現小鼠外周血5%-10%的CD4+?T細胞高表達CD25,提出了調節性T細胞的概念。根據Treg細胞的成熟部位不同可以將其分為兩類:天然Treg細胞 (nTreg),由胸腺中正常T細胞成熟而來; 誘導Treg細胞 (iTreg),由外周T細胞誘導分化而來。


IL-2和TGF-β可在外周誘導iTreg細胞的分化,特異性轉錄因子Foxp3在其分化過程中發揮重要作用。通常認為CD4和CD25共表達的細胞為Treg細胞,Treg細胞主要分泌TGF-β和IL-10等,具有免疫抑制和免疫調節功能。在RA患者外周血單核細胞和滑液中發現,TNF-α通過誘導Foxp3去磷酸化,抑制Treg合成導致其數量減少;與健康組相比,SLA患者體內的Treg比率也顯著降低;提示Treg數量及功能異常可能是自身免疫病異常發生發展的重要原因。

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人們對 Treg 細胞在癌癥中發揮的作用一直很感興趣。大量研究發現 Treg 細胞能夠抑制效應性T細胞增殖、分泌細胞因子,參與部分腫瘤的免疫逃逸,從而促進腫瘤的發生、發展。如Betts等[6]發現Treg細胞在致癌物誘導的肉瘤小鼠模型中會抑制腫瘤發展過程中的免疫監視;在子宮癌患者體內Treg細胞高表達,并且Treg細胞與子宮癌的發展與侵襲有關。但也有研究發現,Treg具有抑癌作用。Treg細胞能夠以IL-10依賴的方式抑制Th17細胞,進而阻止小鼠模型中因慢性炎癥引起的腸癌。Treg細胞的存在和密度還與良好的預后有關。有報道稱在結腸腺癌中,瘤內具有高表達 Treg細胞的患者的預后較好。Treg細胞與不同癌癥的關系較為復雜,有待深入研究。
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04?Tr1??

1997年,Groux等[7]發現了一類由IL-10誘導產生的新的CD4+T亞群,該亞群能在體內抑制抗原特異性免疫反應并主動下調病理免疫應答,被稱之為Tr1細胞。因Tr1細胞不表達Foxp3而區別于經典的Treg。
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IL-27和IL-21協同作用,激活 STAT1, STAT3和c-MAF,共同促進Tr1細胞的分化。與Tr1細胞分化有關的轉錄因子還包括AHR、HIF1α、IRF1和BATF,但其特征性轉錄因子尚未明確。LAG-3, CD49b和CD226的共表達是現在鑒別這類細胞的表面marker。

Tr1細胞主要通過分泌IL-10發揮抑制功能,廣泛參與到自身免疫病、移植物排異和腫瘤細胞免疫逃逸等T細胞應答介導的疾病中。Groux等[8]研究發現Tr1細胞能夠抑制小鼠炎癥性腸炎 (IBD) 疾病的進展。Cobbold等[9]發現在小鼠皮膚移植模型中,體外擴增的Tr1細胞可以防止皮膚移植排斥反應的發生,表明Tr1細胞在器官移植微環境中介導免疫耐受。與其他具有抑制作用的T細胞類似,Bergmann等[10]發現Tr1細胞在頭頸部鱗狀細胞癌患者外周血中被激活,可能作為免疫抑制的介質,從而促進腫瘤的進展。

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05?Tfh?

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2000 年Schaerli等[11]初次在扁桃腺中發現了一類特殊的CD4+T細胞,其定位在淋巴濾泡中,具有輔助 B 細胞活化成熟的功能,被命名為 Tfh 細胞。Tfh可分泌多種細胞因子如IL-21, IL-6和IL-10等。
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Tfh分化主要由IL-21介導,通過激活STAT3,作用于na?veT細胞,誘導其向Tfh分化。IL-6和IL-27對于IL-21依賴的Tfh的分化發揮重要的調節作用。BCL-6是Tfh細胞分化所必需的特異性轉錄因子。CD4和CXCR5的共表達是鑒別Tfh細胞的表面marker。
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Tfh功能缺陷或者亢進都會導致機體免疫狀態的紊亂。Tfh過表達會對B細胞產生過強的輔助信號,針對自身抗原反應的B細胞活化,分泌大量針對自身抗原的抗體,從而導致自身抗體介導的自身免疫性疾病。WU等[12]觀察了40例SLA病人,發現SLA的發病機制可能與Tfh過表達,IL-21過量分泌,高滴度自身抗體等有關。在RA病人的血循環中,Tfh表達的免疫球蛋白超家族受體CD200大量地增加,提示了Tfh 與RA之間也有著重要的關系。

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Tfh與惡性淋巴瘤尤其是外周T淋巴瘤 (PTCL) 和實體瘤的發生發展有著緊密的聯系。Rodriguez 等[13]發現Tfh 的標記在原發性皮膚CD4+小/中型多形性T細胞淋巴瘤中表達,如 CXCL13, PD-1和 Bcl-6等,并且局部的環繞在皮膚B淋巴母細胞周圍。
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06?Th17??

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2005年,董晨教授團隊[14]和Harrington等[15]同時發現的輔助性Th17細胞,是一種主要分泌細胞因子IL-17的新型Th細胞亞群。
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TGF-β是人Th17細胞發育所必需的生長因子,然而當僅有TGF-β存在的情況下,na?ve T細胞則會極化為Treg細胞。只有TGF-β與IL-6同時存在,IL-6激活STAT3,TGF-β誘導Th17細胞特異性轉錄因子RORγt表達,na?ve T細胞才向Th17極化。CD4和CCR6的共表達是鑒別Th17細胞的表面marker。
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Th17高表達的IL-17A,可誘導其他炎癥細胞因子和趨化因子到達炎癥部位,導致組織細胞浸潤和組織破壞,進而促進多種疾病的發生。在對實驗性變態反應性腦脊髓炎 (EAE) 動物模型的研究中發現,相比Th1細胞,Th17細胞具有更高的致病性。臨床研究發現,RA患者、SLE患者和銀屑病 (PS) 患者體內均表達高水平IL-17A,而且循環的Th17細胞頻率也顯著增高,提示IL-17A在多種自身免疫性疾病的發展中起重要作用。
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雖然Th17細胞在腫瘤微環境中普遍存在,但它們在腫瘤免疫中的作用是有爭議的。在小鼠腫瘤模型和人癌癥患者中,都曾觀察到IL-17或Th17細胞介導的促腫瘤作用,該作用與其誘導產生的細胞因子及其作用相關。Tartour等[16]發現,IL-17 能在體外誘導宮頸癌細胞分泌細胞因子IL-6和IL-8,并促進宮頸癌細胞的體外增殖。IL-17還可通過廣泛誘導血管生成因子 (如VEGF, PGE2) 提高腫瘤血管生成的能力。然而,越來越多的證據表明IL-17或Th17細胞能夠發揮抗腫瘤免疫作用。有研究表明Th17細胞具有直接清除腫瘤細胞的作用,且該作用依賴于IFN-γ。Martinorozco等[17]發現,Th17細胞能夠通過促進腫瘤特異性CD8+?T細胞活化從而起到間接的抗腫瘤作用。Th17細胞與腫瘤的關系也相當復雜。
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07?Th9?

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2008年,Veldhoen等[18]和Dardalhon等[19]先后發表了兩篇獨立鑒定出分泌IL-9的“Th9”細胞的文章,可能為已有的Th細胞亞群又添新成員。在小鼠中,Th9 細胞主要分泌 IL-9與IL-10。與小鼠不同的是,人類Th9細胞主要分泌IL-9,不分泌 IL-10。
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Th9細胞可在TGF-β和IL-4存在的條件下由naive T細胞分化而來,也可由TGF-β作用于Th2細胞,由Th2轉分化而來。Th9是一個獨立的細胞亞群,還是Th2細胞亞群中的一個分支,有待進一步研究。研究發現Th9細胞分化過程受多種轉錄因子 (GATA3, STAT6和IRF4等) 的調控,但特征性轉錄因子尚不明確,也無特征性鑒定mark。
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在哮*病人、皮炎患者及SLE患者體內均發現了高表達的Th9細胞,表明Th9細胞不僅參與了過敏性疾病及自身免疫病的發生過程,且還可能是相關疾病臨床監測的新靶標。

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Th9細胞在腫瘤發生中的作用具有兩面性,一方面Th9細胞可分泌IL-9, IL-21以激活 NK細胞、肥大細胞等免疫細胞活化或促進Th17細胞分化,導致腫瘤細胞凋亡;另一方面IL-9還能抑制腫瘤細胞的凋亡,促進其增殖,同時降低腫瘤細胞對化療藥物的敏感性[20]。
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08?Th22?

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Th22細胞是Duhen等[21]和Trifari等[22]在2009年分別報道的一類與皮膚功能相關的,新的Th細胞亞群。Th22主要分泌IL-22, IL-13等細胞因子,表達CCR6, CCR4和CCR10等趨化因子。
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Th22細胞可由IL-23,IL-6和TNF-α共同誘導na?ve T細胞分化而來,芳香烴受體(AHR) 是Th22細胞分化過程中的關鍵轉錄因子。

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Th22細胞在多種炎癥性疾病中發揮作用,其功能主要是通過IL-22實現的。IL-22能介導角質細胞增殖和上皮細胞再生,對皮膚表皮的重塑具有重要作用。Ps患者患者血清中IL-22的水平顯著高于正常人,且與疾病的嚴重程度成正相關,提示角化過度,與IL-22的過表達有關。IL-22作為一種促炎因子,還參與了過敏性哮*、RA和MS等的發病過程。然而有研究發現Th22細胞在IBD和EAE中起保護作用。此外,IL-22還是宿主抵抗病毒的重要因素,能夠發揮抗HIV的作用。
09?Th亞群分化用抗體及細胞因子?
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10?Th亞群鑒定用抗體及輔助產品?
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