树突状细胞相关GPCR与多发性硬化①

段彦辉 杜昌升 (上海市信号转导与疾病研究重点实验室同济大学生命科学与技术学院受体生物医药实验室同济大学生命科学与技术学院，上海200092)

1 多发性硬化症与树突状细胞

多发性硬化症(Multiple sclerosis，MS)是一种由CD4+T细胞介导的自身免疫性疾病，其病理特征是免疫细胞攻击中枢神经系统导致脱髓鞘，从而引发功能障碍。最新研究显示，分泌干扰素-γ(IFN-γ)的TH-1细胞和分泌白介素17(IL-17)的TH-17这两个CD4+细胞亚群失调是多发性硬化症及其实验动物模型EAE(Experimental autoimmune encephalomyelitis，实验性变态反应性脑脊髓炎)的主要病因。在TH细胞移植诱导EAE的实验研究中人们发现，TH-17受体小鼠主要表现为脑部巨噬细胞浸润产生炎症，最终形成非典型性的EAE，而TH-1受体小鼠只表现出脊髓部的中性粒细胞浸润而形成典型的 EAE［1］。

树突状细胞(Dendritic cells，DC)最先由Steinman等人发现，是机体内功能最强的抗原提呈细胞，在免疫反应的启动过程中起着重要的作用。在免疫应答过程中，未致敏的T细胞(naïve T cell)的发育由抗原激活的成熟DC细胞提供的信号决定:DC细胞表面的MHC-抗原复合体、共刺激信号，结合一系列的细胞因子，使未致敏的T细胞成为活化的效应T细胞;DC细胞通过调节自身细胞因子的分泌，打破细胞因子稳态，决定T细胞的分化方向与免疫应答的类型。研究结果显示，白细胞介素1(IL-1)、转化生长因子-β(TGF-β)［2］、白细胞介素 6(IL-6)［3］等细胞因子水平上调会导致T细胞向TH-17分化，IL-23对于维持TH-17细胞活性以及其增殖有重要作用［4］，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)能够增强 IL-6 和IL-23的作用，从而促进TH-17的分化［5］。而IL-12、IL-18、IL-27、IFN-γ 等能够促进 TH-1 分化，特别是IL-12与IL-18更是起着决定性作用［6］。IL-10可以诱导T细胞向Treg方向转化［7］，抑制IL-23和TNF-α的在影响T细胞分化中的作用［8］。

2 GPCR与树突状细胞

G蛋白偶联受体(GPCRs)是细胞表面蛋白中最大的一个家族，人类共有1 000多种GPCR，是细胞外的信息向胞内传递过程中重要的中间体。它们介导的信号不仅涉及视觉控制、肿瘤发生等，而且参与调节免疫应答和炎症反应。免疫或炎症反应中的多种介质如组胺、嘌呤核苷、前列腺素等都通过GPCR传递信号。树突状细胞的细胞膜上能够表达种类繁多的GPCR，如:组胺受体(HRs)、半胱氨酸白三烯受体(Cys-LTRs)、前列腺素受体(EPRs)、阿片受体和腺苷受体(ARs)等等。

树突状细胞膜表面GPCR能通过调节树突状细胞的功能与细胞因子分泌，间接影响下游T淋巴细胞的活化与分化，缓解或加剧MS、EAE的发病。

2.1 组胺受体 组胺(Histamine)是一类内源性的短效生物胺，因其在速发性过敏反应等方面起了重要作用而成为医学领域近一个世纪以来研究最为热点的物质之一。组胺受体家族目前有四个成员:H1R，H2R，H3R，H4R。研究发现，这几种受体在树突状细胞中均有表达，组氨通过这些受体可以调节成熟树突状细胞细胞因子的分泌，从而改变T淋巴细胞的极化。

在树突状细胞中，H1受体对于IFN-γ和IL-17的平衡十分重要。利用从人体中分离出的DC细胞进行实验发现，H1受体能够提高树突状细胞提呈抗原和分泌促炎因子的能力，从而激活TH-1细胞。利用基因敲除小鼠进行实验发现，在过敏性皮炎实验动物模型中，H1r-/-小鼠相对于野生小鼠发病减轻，小鼠体内分泌IFN-γ的CD8+细胞比例相对于野生型小鼠要小。而且在H1r-/-小鼠体内分离出的树突状细胞IL-12分泌水平有所下降，而IL-6、IL-23的水平上调。从上述细胞因子变化情况研究者猜测:H1r-/-小鼠体内TH-17分化会剧，EAE发病会相对严重，但是，实验发现H1r-/-小鼠不仅表现出病发延迟，而且临床症状也相对于野生鼠较轻，这一现象与TCR下游p38MAPK活性受抑制而导致CD4+T细胞分泌的IFN-γ显著下降有关［9］。树突状细胞也表达H2和H3受体。H2受体一定程度上能够调节树突状细胞抗原提呈能力以及TH-1和TH-2免疫应答:H2R受体激活后，树突状细胞分泌的IL-10上调而IL-12被下调从而促进Naïve T向TH-2分化而抑制TH-1 的分化［10-11］。Gschwandtner等［12］还发现 H2受体能够协同H4受体抑制树突状细胞分泌TNF-α和IFN-α。但关于H3R在免疫方面特别是在调节树突状细胞功能方面的研究还比较鲜见。

H4受体在2001年被发现，因其在调节固有免疫和适应性免疫均发挥重要作用而成为近些年来的研究热点。H4受体相比于H1受体，对组胺有更强的亲合力，组胺通过作用于树突状细胞 H4受体，能够促进T细胞分化为TH-2细胞而且组胺作用于H4R使得 DC 抗原提呈能力下降［13］。Simon 等［14］后来用H4R-/-小鼠实验发现受体敲除小鼠的树突状细胞抗原提呈能力增强，IFN-γ和 IL-10分泌水平下降。作为一个具有良好前景的治疗炎症性疾病与自身免疫病药物靶点，H4R受到许多研究机构、公司的关注、并致力于开发 H4R 特异性药物［15，16］。

2.2 白三烯受体 白三烯是花生四烯酸的衍生物，由花生四烯酸经磷酸化酶 A2α，5-脂氧化酶等一系列下游酶作用(5-脂氧化酶途径)而生成白三烯 B4和半胱氨酸白三烯(包括 LTC4，LTD4，LTE4)两类物质。其中白三烯B4可作用于两种G蛋白偶联受体BLT1和BLT2，半胱氨酸白三烯可作用于两种受体CysLT1和CysLT2。白三烯在哮喘、风湿性关节炎、动脉粥样硬化、肠炎等一系列自身免疫性疾病中，都作为一个促炎介质存在。LTB4主要由多核白细胞释放，近些年来，它与PGE2作为两个主要的由抗原提呈细胞在炎症条件下分泌的酯类物质而在免疫学研究中日益受到关注。

Machida［17］发现在小鼠的树突状细胞上有半胱氨酸白三烯受体的表达，同时还发现，半胱氨酸白三烯主要通过 CysLT1受体来调节树突状细胞的功能。用CysLT1受体的激动剂处理树突状细胞能够抑制细胞分泌IL-12、提高IL-10分泌水平从而促进T细胞向TH-2分化、抑制TH-1细胞分化。由此看来CysLT1受体药物或许可以成为良好的MS治疗用药。但是，新的研究发现，CysLT1信号并不影响T细胞的分化，CysLT1拮抗剂可以阻断 T细胞的趋化及改善血脑屏障的通透性，从而延缓及减轻EAE小鼠发病［18］。在两个半胱氨酸白三烯受体中，Cys-LT2相比于CysLT1作用没那么显著，再加上到目前为止，CysLT2受体的特异性拮抗剂还没有被发现，因此针对于 CysLT2的研究还比较少。不过，Jiang等人在巨噬细胞中CysLT1和CysLT2是共表达的，CysLT2会与CysLT1争夺配体，从而影响CysLT1的功能，而且在巨噬细胞中CysLT2受体表达下调会相对提高CysLT1受体的表达量［19］。

关于LTB4，最初人们发现，BLT1/2的激活会提高树突状细胞中CCR7的表达量，影响树突状细胞与CCL-19/21相关的迁移。之后又发现，BLT1-/-树突状细胞激活T细胞的能力和分泌IL-12的能力下降，这也就提示BLT1或许能够最终调控EAE等与T细胞介导的自身免疫疾病的病发，而后续的研究也观察到了 BLT1-/-表现出了对 EAE 的抗性［20，21］。

2.3 代谢性谷氨酸受体 代谢性谷氨酸受体(mGluRs)是谷氨酸受体的一个分支，包括mGluR1、mGluR2、mGluR3、mGluR4、mGluR5、mGluR6、mGluR7、mGluR8。在这些受体中，mGluR4在树突状细胞中有较高水平的表达。研究发现，树突状细胞上的mGluR4对于树突状细胞控制TH细胞分化过程是必不可少的。谷氨酸受体被激活后能够降低细胞内的cAMP水平，从而提高IL-12和 IL-27的分泌水平，降低IL-6与IL-23水平。利用来源于Grm4-/-小鼠的树突状细胞分进行实验发现其分泌的IL-23和IL-6水平上升，IL-12和IL-27水平下降有，利于TH-17细胞分化。利用EAE小鼠模型进行实验发现，mGluR4敲除小鼠发病相比于正常小鼠也要严重的多［4］。

2.4 前列腺素受体 前列腺素(Prostaglandin，PG)包括前列腺素 D2、E2、F2α、I2和凝血恶烷，与之对应的有八种受体:PGD受体(DP)，四种 PGE受体亚型(EP1，EP2，EP3，EP4)，PGF 受体(FP)，PGI 受体(IP)和 TXA受体(TP)［22］。利用上述八种受体的基因敲除小鼠进行实验发现，除了EP4-/-小鼠表现出了对EAE抗性外，其他基因敲除小鼠与野生型小鼠一样对EAE易感。前列腺素通过作用于树突状细胞上的EP4受体调节树突状细胞的功能并控制下游T淋巴细胞的分化:EP4受体的激动能够提高树突状细胞分泌IL-23促进TH-17细胞分化增殖加剧病情;而EP4受体被拮抗之后，IL-23分泌下调，病状减轻［23］。有趣的是，EP2虽同是 PGE2的受体，也同样能够引起胞内cAMP水平升高，但是相关的研究发现，EP4受体存在之后，EP2在促进效应T细胞分化以及诱导EAE中的作用就成多余的了，基本不起作用［22］，这也就解释了为什么EP-/-2小鼠同样表出对EAE易感。

2.5 腺苷受体 腺苷是一类重要内源性生物分子，它可以通过 A1、A2A、A2B和A3四种 G蛋白偶联受体来调节组织功能。其中A1和A3通过Gi途径抑制腺苷酸环化酶的活性，引起细胞内cAMP水平下降，而A2A和 A2B通过 Gs蛋白提高细胞内cAMP的浓度。现有的研究资料表明，树突状细胞能够表达 A1、A2A、A2B和 A3四种受体［24］。

A1在树突状细胞中的表达并不是恒定不变的，在未成熟的树突状细胞中A1的表达量比较高，伴随着树突状细胞的成熟，A1的表达水平会下降。未成熟的树突状细胞表现出一定的趋化特性，腺苷通过作用A1受体使树突状细胞向产生腺苷的炎症部位聚集。另外，有研究发现，A1R-/-小鼠的巨噬细胞等单核细胞促炎基因表达相对活跃，A1受体敲除小鼠在做EAE建模中相比于野生型小鼠脱髓鞘更为严重［25］。A2A受体在未成熟的树突状细胞中表达水平不高，但成熟树突状细胞中其表达会显著上调。细胞实验中腺苷类似物作用于树突状细胞引起胞内cAMP浓度升高，抑制树突状细胞分泌促炎因子IL-12和TNF-α［26］，减弱 TH-1免疫应答，从这点上看A2A受体激动剂或许会可以成为治疗 MS药物。但是，小鼠实验发现，A2A受体拮抗剂能够减轻EAE发病，因为A2AR被阻断后，脉络丛中的粘连分子表达量相对较低，从而减少了CD4+淋巴细胞对脑和脊髓的浸润［27］。

关于A2B受体在树突状细胞表达的报道现在还不多，到目前，关于A2B受体免疫学作用的研究主要集中在肥大细胞上。但是最新研究也发现，树突状细胞中A2B激动后能够促进下游TH-17分化［28］。关于A3受体在树突状细胞中的功能的研究目前也不多见。Varani等发现 A3受体激活后 NF-κB的活性受抑，关节滑液细胞分泌 TNF-α和IL-8的水平下降，在一定程度上抑制炎症细胞的分化从而缓解炎症反应。另有报道提到 A3受体激动剂能够诱导外周单核细胞的凋亡，使用 A3的激动剂 IB-MECA处理小鼠后，小鼠血浆中 IL-12、IFN-γ降低，IL-10水平上升［29］。上述资料表明，A3受体激动剂在治疗自身免疫性疾病中有很好的前景，而且IB-MECA已经作为治疗风湿性关节炎的药物进入三期临床试验。或许IB-MECA在治疗与风湿性关节炎一样同为自身免疫性疾病的多发性硬化中有一定功效，值得我们去研究证实。

3 结语

多发性硬化是由T细胞介导的自身免疫性疾病，T细胞激活所需的多种细胞因子主要由树突状细胞分泌，因此树突状细胞在多发性硬化症的病发和发展过程中起着重要作用。树突状细胞由此也成为治疗自身免疫疾病的重要靶点。GPCR家族成员众多，功能涉及几乎所有的细胞生物学过程，通过干预GPCR来调节树突状细胞功能，并最终达到治疗或延缓自身免疫性中枢神经系统炎症的目的，将为开发治疗多发性硬化等自身免疫性疾病的新型药物提供新的思路。

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