Th9细胞在器官移植排斥反应中的作用

谢振华(综述)，任 雨，姚许平※(审校)

(1.宁波大学医学院，浙江 宁波 315211； 2.鄞州第二医院泌尿外科，浙江 宁波 315000)

随着新型免疫抑制剂的研究应用，器官移植领域目前已取得了重大的进步，器官移植患者的长期存活率及移植物存活率逐步提高。但是，现有的免疫抑制性药物依然很难做到高效预防和阻断急(慢)性移植后排斥反应的发生。为了抑制急(慢)性排斥反应并诱导机体免疫耐受，仍需要进一步研究移植后机体排斥反应的机制，精确找准并切断移植排斥反应的有效靶点。有研究发现，机体内存在一类新型的效应性CD4+Th细胞亚群——Th9细胞，其具有分泌白细胞介素(interleukin，IL)-9和IL-10的能力[1]。该文对Th9细胞亚群的生物学机制及其在器官移植排斥反应中的作用予以综述。

1 Th9细胞的生物学作用机制

1.1Th9细胞的增殖分化 Th9细胞于2008年被发现，它是一种能产生IL-9和IL-10的细胞亚群[2]。一项采用分离自缺失转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)受体Ⅱ小鼠(“CD4dn TGF-βR Ⅱ”小鼠)和信号转导及转录激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)6-/-小鼠进行CD4+初始T细胞分化的研究表明，Th9细胞的产生依赖于TGF-β和IL-4[3]。

Th9细胞独立于调节性T细胞(regulatory T cells，Treg) 亚群、Th1细胞及Th17细胞，因此它并不能表达其他Th细胞已知的特异性转录因子。Th9细胞也可由TGF-β作用于Th2细胞，由Th2细胞转分化而来。目前已经有学者指出，Th1细胞表达的细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)相关抗原4远低于Th2细胞，因而推断Th2细胞有可能通过CTL相关抗原4/B7信号通路来调节CTL的功能，Th2细胞因子可阻断Th0细胞向CD4+Th1细胞分化，抑制Th1细胞克隆增生[4]。因此，可通过调整Th1/Th2细胞比例，可促使Th1向Th2细胞偏离，诱导移植耐受反应。Th9细胞具有比较强的自我增殖能力，可以促进其他T细胞增殖。Th9细胞可以分泌IL-9。近期的研究发现，IL-9还能增加机体抵抗呼吸道合胞病毒感染、产生免疫记忆的能力[5]。IL-9具有诱导Th17细胞分化及增强Foxp3+Treg天然Treg功能的作用，IL-9在Th17细胞驱动的炎症性疾病中可以起中介作用[6]。IL-9主要由Th9细胞分泌，因此研究Th9细胞在细胞免疫中的作用能够更好地阐明其在器官移植排斥反应中的作用。

有研究显示，IL-4不会单独促进Th9细胞的增殖，而单独的TGF-β则可通过调节GATA结合蛋白3的表达诱导Th2细胞向Th9细胞转化，并分泌IL-9和IL-10[7-8]。将TGF-β与IL-4混合添加到CD4+T细胞中，能有效诱导Th9细胞扩增，说明TGF-β是人类Th9细胞增殖分化的必要因素，而IL-4则在记忆T细胞分化为Th9细胞过程中发挥增强作用[9-10]。这些研究成果表明，TGF-β与IL-4的联合作用能有效诱导人类IL-9的产生。

有研究表明，将炎性因子IL-1β、IL-6、IL-10、干扰素(interferon，IFN)-α、IFN-β及IL-21分别添加到Th9细胞的极化条件中，上调了IL-9的表达，向Th9细胞极化条件中添加IFN-γ或IL-27则显著抑制了IL-9的表达[11]。但也有研究认为，IL-21可有效增强Th9细胞的分化[12]。

不同的CD4+T细胞会分泌不同的细胞因子对Th9细胞进行调控，其调节机制比较复杂，如图1所示。

图1 细胞因子调控Th9细胞示意图

1.2IL-9对T细胞功能的调节机制 IL-9属于Ⅲ型T细胞生长因子，其相对分子质量为14×103，由144个氨基酸构成，是具有10个半胱氨酸的糖蛋白[13]。IL-9受体(IL-9 receptor，IL-9R)由两条链组成：一条是α链(IL-9Rα)，另一条是γ链(IL-9Rγ)，人的IL-9R有11个外显子，由522个氨基酸组成[14]。IL-9与IL-9R共同作用，介导c-Jun激酶(c-Jun N-terminal kinase，JAK)/STATS信号通路，IL-9通过与IL-9R结合活化T细胞，通过STAT1、STAT3和STAT5的活化促进IL-9介导的T细胞增殖，从而抑制细胞凋亡[15]。IL-9R上STAT结合位点的突变将使STATs的活化能力降低，从而导致T细胞凋亡[16]。大量研究表明，JAK/STATs信号通路在免疫耐受和自身免疫中至关重要[17-19]。目前，JAK抑制剂已经进入治疗移植排斥反应的临床试验阶段[20]。

2 Th9细胞在移植排斥反应中的作用

Th1细胞在同种异体移植中主要参与急性排斥反应，Th2细胞主要参与移植耐受反应。Th9细胞亚群作为新发现的T细胞亚群，在变态反应性疾病模型中研究较多，而在免疫排斥反应模型中的研究并不多，其作用机制也不甚清楚[21]。IL-9和IL-10是Th9细胞分泌的两种重要的细胞因子，因此通过梳理IL-9和IL-10在移植排斥反应疾病模型中的表达、功能作用以及其影响排斥反应发生、发展的多种途径，可揭示Th9细胞这一新的细胞亚群在移植排斥反应性疾病中所起的作用[22]。

2.1IL-9在移植排斥反应中的作用 研究表明，IL-9在移植排斥反应中的作用与嗜酸性粒细胞和肥大细胞的增多及浸润有关[23]。嗜酸性粒细胞和肥大细胞增加会导致免疫球蛋白E分泌增多，从而促进炎性细胞参与炎性反应。一项皮肤移植模型发现，CD4+CD25+T细胞可产生大量的IL-9，进而活化肥大细胞从而诱导移植耐受[24]。来自Treg或其他细胞分泌的TGF-β可能是CD4+CD25+T细胞产生IL-9的诱因。TGF-β可诱导致病的Th0/Th1细胞分化为Th9细胞，并产生IL-9、IL-10，从而缓解正在进行的组织损伤[25]。一项采用CD8缺陷小鼠进行的心脏移植动物模型表明，IL-9信使RNA参与调节Th2型同种异体免疫排斥反应[26]。另一项小鼠心脏移植模型研究表明，进行同种异体心脏移植时，IL-9转基因供体的心脏会发生急性排斥反应，而野生型供体的心脏则不会发生排斥反应[27]。有研究发现，嗜酸性粒细胞浸润引起急性排斥反应，而Treg则可通过直接免疫抑制和分泌IL-9促进非变应性肥大细胞分化，诱导移植物的局部耐受，这项发现也得到了免疫组织化学的证实[28]。

2.2IL-10在移植排斥反应中的作用 T细胞是介导同种异体器官移植排斥反应的主要效应细胞。由于IL-10可抑制Th1细胞因子的合成与分泌，诱导Th1细胞向Th2细胞转化，并且可诱导同种异体的特异性免疫耐受，所以对于其在移植排斥中的作用也备受关注。有研究发现，在大鼠心脏移植早期或后期给予小剂量的IL-10治疗有利于受体存活，若在移植后期给予较大剂量的IL-10，则可加重移植排斥反应的发生，增加受体的死亡率[29]。因此，研究IL-10在移植排斥反应中的作用，对指导临床治疗同种异体器官移植排斥反应具有重要的意义。

2.3Th9细胞在慢性移植排斥反应过程中的作用 Th9细胞在移植物慢性排斥反应的发生、发展过程中发挥作用，Th9细胞与IL-1、CD40L等细胞因子具有协作效应，多种细胞因子相互促进，在慢性排斥损伤过程中发挥着重要作用[5]。Th9能够分泌促炎性细胞因子TGF-β、IL-10、IL-4、IL-9，IL-10能够抑制细胞因子Th1、Th2、Th17细胞介导的免疫应答，发挥抗炎作用；炎性因子IL-1β、IL-6、IL-10、IFN-α、IFN-β、IL-21、IFN-γ以及IL-27对Th9细胞具有调节作用[6]。IL-9、IL-10能够促进组织炎症的发展，使移植物排斥反应加重，加重炎性反应的发生，导致慢性排斥反应的发生、发展[13]。

3 小结与展望

Th9细胞通过JAK/STATs信号通路在免疫耐受和自身免疫中发挥作用，但是调节Th9细胞合成和分泌IL-9、IL-10的复杂的细胞因子调控网络还有待进一步研究，同时IL-9、IL-10介导的移植排斥反应机制及其相互作用尚未明确。因此，在下一步的研究中亟需确定Th9细胞的特异性转录因子及Th9细胞合成和分泌IL-9、IL-10复杂的细胞因子调控网络，从而更全面地认识Th9细胞参与免疫系统及排斥反应的过程，有效确定移植排斥反应的治疗靶点，进一步研究Th9细胞转录因子的靶向免疫抑制剂，从而开拓诱导一种新的免疫耐受的方法。

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