刘晗 张金巧
近年来,免疫调节细胞逐渐成为众专家学者研究的热点之一,其中αβTCR+CD3+CD4-CD8-T细胞(双阴性 T细胞,DNT细胞)因其独特的免疫抑制作用,越来越受到研究学者们的重视,DNT细胞在体外经过非己抗原刺激后可以特异性抑制同种同源CD4+和CD8+T细胞的增殖,将DNT细胞回输后能延长小鼠同种异基因移植皮肤的存活[1],野生型C57BL/6小鼠的DNT细胞在接受大鼠抗原(脾细胞)刺激后表达B220和CD25,此B220-CD25-DNT细胞可通过穿孔素/颗粒酶途径溶解同基因的B细胞和T细胞[2]。为方便今后对DNT细胞的研究,本文将对DNT细胞作如下综述。
在正常小鼠外周淋巴组织中,大部分αβTCR+T细胞都表达CD4分子或CD8分子,仅有1% ~5%即不表达CD4也不表达CD8,这少数T细胞即被称为双阴性T细胞(DNT细胞)[3]。Fischer等[4]用流式细胞仪检测分析20例健康人外周血单个核细胞,结果示:CD3+CD4-CD8-T细胞占 CD3+T细胞的4.1%(1.9% ~7.7%),其中 γδTCR+DNT 比例较高,占 CD3+T 3.2%(2.1% ~ 3.6%),αβTCR+DNT 仅占 0.9%(0.4% ~1.9%),证明正常人体内亦存在少量DNT细胞。
2.1 来源于CD8+T细胞 有些实验提示DNT细胞可能来源于CD8+T细胞表面CD8表达的下调,支持此说法的主要发现有:(1)在外周 DNT细胞中存在去甲基化的 CD8基因[5,6];(2)体外培养CD8+T细胞,经IL-4和伊屋诺霉素处理后,能分化成可分泌IL-4及其他Th2细胞因子的DNT细胞[7];(3)对DNT细胞基因高保守序列进行多个基因位点分析,得出DNT细胞的前体细胞可能是CD8+T细胞[8];(4)体内刺激CD8+T细胞可导致DNT细胞的积累,且在DNT细胞上有过量表达的αβ-TCR Vβ,这与MHCⅠ类抗原筛选途径相符,亦可认为其来源于 CD8+T 细胞[3]。
尽管如此,亦有许多实验不支持DNT细胞来源于CD8+T细胞:(1)在某些小鼠模型中所鉴定出来的DNTreg细胞缺乏任何CD8 mRNA的表达[9];(2)向有抗原表达的小鼠体内注射高纯度CD8+T细胞,抑或在体外培养CD8+T细胞时加入IL-2和/或 IL-4,CD8+T细胞并未分化出 DNTreg细胞[9];(3)Ford等[10]用耗尽T细胞的骨髓细胞重建CD8缺乏小鼠和非致死剂量照射致胸腺切除小鼠,证明有DNT细胞出现于CD8-/-小鼠体内,并且对同系小鼠CD8+T细胞有抑制性调节作用。
2.2 来源于CD4+CD8+双阳性T(DP T)细胞 DP T细胞在胸腺发育过程中,需要经历阳性选择和阴性选择,只有以适当TCR亲和力发生特异结合才能最终发育为CD4单阳或CD8单阳的T细胞,而TCR高亲和力则可能有助于DP细胞逃离阴性选择并最终发育成为DNT细胞[11]。Wang等[12]在体外培养胸腺来源的DP T细胞,以高亲和力抗原刺激此细胞会使此细胞表面CD4、CD8表达水平下调,并最终分化发育为对自身幼稚T细胞增殖有抑制作用的DNT。Priatel等[13]的研究已证明部分DP T细胞可逃避胸腺阴性选择成为DNT细胞,并在外周接受抗原刺激增殖为功能性DNT细胞。
2.3 其他来源 张等[14]的研究证明,可从CD4+CD25-T细胞诱导DNT细胞生成,从C57BL/6(H-2b)小鼠的淋巴结和脾脏中分离提纯CD4+CD25-T细胞进行体外培养,与IL-2和/或IL-15及同种同源骨髓树突状细胞(BMDCs)共培养后,CD4基因表达下调,从而转变为DNT细胞,此DNT细胞保留稳定的表型,并且高度表达穿孔素,在体外和体内均可抗原特异性的抑制同种同型CD4+和CD8+,并可促进B细胞凋亡。Hayes等[15]的研究有另外建议,认为一些DNT细胞产生自前TCR+DN 细胞(晚期 DN3细胞,CD44 CD25+CD4-CD8-)。
3.1 在移植免疫中的作用
3.1.1 移植排斥:Zhang等[16]体外培养由小鼠体内分离出的DNT细胞,发现其能够抗原特异性地抑制并杀伤对供体有排斥作用的效应性CD8+和CD4+T细胞,在同基因型裸鼠体内选择性植入此细胞后,同种异体移植物的存活时间将被延长。同样的,对供受者MHCⅠ类抗原不匹配的患者,移植前向受者输注供者淋巴细胞(DLI),可激活受者体内的DNT细胞,则移植后受者体内被供者淋巴细胞激活的DNT细胞可杀伤受者产生的抗供者T细胞,抑制免疫排斥,而对受者其他效应T细胞无杀伤作用,此实验证实,抗原特异性DNT细胞能通过抑制同种同源效应性T细胞来抑制受者抗供者器官的移植排斥反应[2,17]。
3.1.2 移植物抗宿主病(GVHD):Strober等[18]报导,DNT 细胞在体内或者体外均可以抑制免疫反应,他们发现来自成年鼠脾脏、胸腺和骨髓的DNT细胞或者是克隆群可以抑制体外混合淋巴细胞反应,当与异基因淋巴细胞共注射后可抑制GVHD。Abraham等[19]发现接受短疗程大剂量IL-2处理的小鼠体内CD3+CD4-CD8-细胞增多,在骨髓移植后,其GVHD降低但不影响移植物抗白血病效应(graft-versus-leukemia,GVL)和移植排斥。
3.2 在自身免疫性疾病中的作用
3.2.1 下调免疫反应:DNT细胞可下调免疫反应,对某些自身免疫疾病有益。在小鼠自身免疫疾病模型中已证实,DNTreg可下调CD8+T细胞介导的免疫反应,与无抗原小鼠相比,带有TCR MHC-Ⅰ类抗原特异性转基因的小鼠的DNTreg细胞对同基因小鼠CD8+T细胞的杀伤作用更强,从而下调自身免疫疾病的免疫反应[13]。在非肥胖性糖尿病(NOD)小鼠模型中,存在可分泌大量IL-10的DNT细能,将此细胞回输入NOD模型小鼠体内可预防小鼠胰岛素依赖性糖尿病的发生[20]。
DNT细胞诱导凋亡不足也可促进自身免疫疾病进展。Fas突变淋巴细胞增生(lpr)小鼠其活性CD4+、CD8+T细胞表面Fas基因缺陷,以致T细胞凋亡不足,导致非恶性淋巴器官肿大和自身免疫紊乱,以外周血CD3+CD4-CD8-T细胞增多为特征。Ford等[21]发现在Fas突变淋巴细胞增生(lpr)小鼠模型中积聚的大量DNT细胞同基因但表达功能性Fas受体的CD4+和CD8+T细胞仍有免疫抑制活性,可杀伤Fas+靶细胞,而对Fas-细胞无效,所以推测DNT细胞在体内积聚可能是由于这些小鼠体内的DNT细胞对Fas-细胞不能产生负性调控作用,而造成自身反应性增多。
3.2.2 免疫反应促进作用:目前研究发现除自身免疫性淋巴细胞综合症(ALPs)外,系统性红斑狼疮(SLE)的患者体内DNT细胞也大量增加[22,23]。Crispin 等[23]研究发现系统性红斑狼疮性肾炎的患者肾组织中DNT细胞积聚并分泌IL-17,而外周血中DNT细胞则分泌IFN-γ,这两种细胞因子均可促进SLE患者肾脏炎症的发展。Zhang等[24]随后在MRL/lpr(系统性红斑狼疮)鼠模型中也发现高表达IL-17和IL-23R的DNT细胞,并且其浓度与疾病严重程度呈正相关。Kyttaris等[25]用IL-23R处理取自MRL/lpr小鼠淋巴结的淋巴细胞可诱导出DNT细胞,此DNT细胞亦高表达IL-17,向淋巴细胞缺陷小鼠输注此DNT细胞后可导致小鼠狼疮样肾炎发生。
3.3 在肿瘤中的作用 目前针对DNT细胞在肿瘤中的作用还研究较少。Young等[26]在做移植模型研究时将DNT细胞和小鼠B细胞淋巴瘤A20细胞株共培养后再接种于(B6xBALB/c)F1小鼠,发现与单纯输注淋巴瘤A20细胞株的小鼠相比,同时输注DNT细胞的小鼠淋巴瘤发生率低,且无GVHD,而且将DNT细胞与淋巴瘤A20细胞株同时肌注于小鼠,可在局部使小鼠淋巴瘤被局限提示DNT细胞可作为淋巴瘤治疗的新策略。
DNT细胞需通过与反应性T细胞的接触才能发挥其免疫抑制作用,而不通过竞争生长因子或占据APC表面空间(位点)来抑制同源 CD8+T 细胞增殖[2,27],如用碳酸脂膜系统将DNT细胞与反应性CD8+T细胞隔开,则DNT细胞不能抑制CD8+反应性T细胞的增殖[2]。
除了细胞间接触,DNT细胞通过TCR获取与效应T细胞同样的抗原的抗原的能力也很重要。和其他免疫细胞一样,DNT细胞也有从邻近细胞获取蛋白质的能力,而且DNT细胞能将通过TCR从APC获取的异种抗原表达于自身表面,可被表达相同TCR的CD8+T细胞特异性识别,引起抗原抗体结合介导的细胞间接触并触发抑制效应,封闭抗原或加入TCR抗体后都可使免疫抑制反应下调。
Fasl与其受体Fas结合是诱导T细胞凋亡的重要途径[27],活化的CD4+或CD8+T细胞Fas表达逐渐增加,与调节性T细胞表面Fasl结合可诱导效应T细胞凋亡,使特异性免疫反应不致过激,以保持机体的稳态。有研究证实DNT可通过Fas/Fasl相互作用直接杀伤与其相接触的效应T细胞,当以抗体或融合蛋白封闭DNT细胞上的Fasl后,则其介导的免疫杀伤受抑[2]。
但Young等[26]的研究也表明,阻断Fas/Fasl途径并不能完全阻断DNT细胞对肿瘤细胞的杀伤作用,这说明DNT还可通过其他的途径发挥作用。比如通过分泌各种细胞因子发挥作用等。
随着对DNT细胞研究的不断深入并不断在更多疾病中扩展,我们对DNT细胞的认识越来越丰富,但目前我们得到的资料大多来源于动物模型,相对于复杂的人体系统来说,想将DNT细胞的理论应用于临床仍有许多问题需要解决。我们应进一步研究其在不同疾病发病、进展及转归过程中上下游的特异基因突变及细胞因子表达、对药物反应等各方面的变化规律,以期推动疾病的免疫治疗,造福患者。
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