降钙素基因相关肽对朗格汉斯细胞功能影响的研究进展

张利平 何焱玲

·综述·

降钙素基因相关肽对朗格汉斯细胞功能影响的研究进展

张利平 何焱玲

在慢性炎症性皮肤病的神经免疫调节过程中，神经肽对于皮肤免疫细胞的调节作用受到越来越多的重视。在精神紧张、应激和压力的作用下，皮肤局部神经纤维产生降钙素基因相关肽，调节皮肤的朗格汉斯细胞。朗格汉斯细胞是表皮中重要的专职抗原提呈细胞。近年来发现，降钙素基因相关肽不仅可以影响朗格汉斯细胞的增殖、分化，而且影响其抗原提呈功能。降钙素基因相关肽可以抑制朗格汉斯细胞核因子κB通路的活化、抑制其协同刺激分子的表达，进而影响朗格汉斯细胞介导的免疫反应。

郎格尔汉斯细胞；降钙素基因相关肽；神经免疫调节；神经肽类；NF-κB

机体受到外界刺激后，皮肤通过局部神经调节及免疫细胞为自身提供免疫保护。局部神经对皮肤的调节支配离不开神经末梢分泌的神经肽。神经肽是由肽能神经纤维释放、连接神经和免疫系统的重要因子，包括降钙素基因相关肽（CGRP）、血管活性肠肽、P物质等［1］。感觉神经末梢释放的CGRP是一个重要的神经肽，由降钙素基因编码，作用于表达CGRP受体的细胞，引起生理病理改变。

朗格汉斯细胞是表皮内未成熟的树突细胞，也是主要的专职抗原提呈细胞，CD1a和Langerin是其表面标志。通过吞噬或受体介导（如模式识别受体）识别环境中的抗原，并提呈给T细胞，从而启动先天性、适应性免疫应答。研究CGRP对于朗格汉斯细胞功能的影响，有利于为慢性炎症反应性皮肤病的神经免疫调节提供新的认识。

作者单位：100020北京，首都医科大学附属北京朝阳医院皮肤科

1 CGRP肽能神经与朗格汉斯细胞的位置关系

研究表明，朗格汉斯细胞是与CGRP肽能神经纤维直接接触的细胞［2］。朗格汉斯细胞可产生神经营养因子，调节皮肤的神经支配。

2 CGRP影响朗格汉斯细胞的增殖、分化及抗原提呈功能

2.1 CGRP影响朗格汉斯细胞的增殖、分化：Greter等［3］在研究神经系统和朗格汉斯细胞的增殖中发现，集落刺激因子（CSF）受体缺失可明显减少朗格汉斯细胞的数量。有实验证实，该通路的配体为CSF-1、IL-34 等［4］。皮肤局部神经可释放 CGRP，可作用于角质形成细胞表面受体，引起细胞内外信号调节激酶1/2和JNK-丝裂原激活蛋白激酶细胞信号通路活化，使角质形成细胞分泌多种白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子等炎症因子［5］。Greter等［3］证实，角质形成细胞在局部神经支配下可以产生IL-34，小鼠缺失IL-34会引起表皮朗格汉斯细胞的数量减少。同时，Hoeffel等［6］研究证实皮肤局部IL-34影响朗格汉斯细胞增殖分化功能。说明神经免疫炎症所致朗格汉斯细胞的增殖依赖IL-34。体内试验中发现，IL-34还可以影响朗格汉斯细胞的稳定和分化，通过对IL-34受体缺陷鼠的研究，发现IL-34是朗格汉斯细胞增殖及稳态维持的关键因子。此外，CGRP尚可调节朗格汉斯细胞合成并分泌IL-1β、IL-10等炎症因子，调控自身向成熟细胞的分化［7］。

2.2 CGRP影响朗格汉斯细胞的抗原提呈功能：

2.2.1 CGRP通过与朗格汉斯细胞相互作用，强烈抑制黏膜中 HIV-1 的传播：Ganor等［8］通过体外实验，研究HIV感染人朗格汉斯细胞的模型，发现应用0.1nM～100 nM浓度的CGRP可以促进朗格汉斯细胞表达Langerin、活化核因子κB、降低某些整合素的表达，进而上调CCL3/巨噬细胞炎症蛋白1的分泌、降低朗格汉斯细胞与CD4+T细胞两者胞间结合，降低HIV在CD4+T细胞中的存活。其中，CCR5是HIV与朗格汉斯细胞结合的辅助受体。CCL-3/巨噬细胞炎症蛋白1是CCR5结合因子，在上调同时降低了CCR5与HIV受体结合，降低HIV配体与受体的结合，最终降低朗格汉斯细胞对HIV的提呈效应［2，8］。

Ganor等［9］还发现，在 HIV-1 感染机体黏膜后的黏膜免疫中，CGRP形成一个局部正反馈途径增强机体局部抗HIV-1反应。一方面，CGRP使朗格汉斯细胞对HIV-1提呈作用减弱；另一方面，内源性CGRP的分泌增加可以使得机体对HIV-1抑制作用加强。该反应主要涉及到信号转导与转录激活因子4（STAT4）的激活。STAT4为一种转录调节因子，激活后可以负性调节T细胞表达CCR5［10］，增加的内源性CGRP通过激活的STAT 4进一步抑制局部抗HIV-1反应。该实验提示CGRP在自分泌/旁分泌方式抑制HIV-1的提呈过程中存在正反馈通路。

2.2.2 CGRP增强朗格汉斯细胞抗原提呈活化Th2型细胞免疫，抑制Th1型细胞免疫：Ding等［7］观察到：在CGRP预处理的鼠中，朗格汉斯细胞将外源性抗原（鸡卵清蛋白）提呈给Th2克隆株，导致IL-4水平增高，而IFN-γ水平下降。CGRP促进CCL17和CCL22（Th2型趋化因子）生成，但抑制CXCL9和CXCL10（Th1型趋化因子）分泌，进而表明，CGRP可使朗格汉斯细胞活化Th2型细胞免疫。这一发现已被 Granstein 等证实［2］。此外，Mikami等［11］利用RAMP1缺陷小鼠接触性超敏反应（CHS）模型，发现CGRP对Th1和Th2细胞株作用不同：CGRP通过抑制langerin+树突细胞向淋巴结迁移，抑制Th1型CHS，上调引流淋巴结T细胞表达IL-4，提高Th2型CHS。

2.2.3 CGRP通过影响朗格汉斯细胞的形态学变化，影响其抗原提呈作用：体外实验小鼠在应激反应后，检测到皮肤中CGRP含量增加，利用激光扫描聚焦显微镜技术观察到朗格汉斯细胞发生形态学改变，比正常的朗格汉斯细胞更小更圆，部分小树突消失，使得其抗原提呈作用减弱，抑制CHS的强度［12］。

3 CGRP调节朗格汉斯细胞的分子机制

3.1 CGRP抑制朗格汉斯细胞胞内核因子κB信号通路的活化：Ding等［13］利用体外培养的XS552细胞（朗格汉斯细胞系），发现CGRP能抑制脂多糖诱导的朗格汉斯细胞内的核因子κB活化。核因子κB是胞内转录因子，其调节受胞内核因子κB抑制蛋白（IκB） 的影响，IκB是核因子 κB的负性调节蛋白，朗格汉斯细胞激活后，胞内IκB激酶被激活，IκB激酶使IκB磷酸化后降解，对核因子κB的负性调节作用减弱，核因子κB从胞质异位到胞核，与核内DNA相结合，激活转录。CGRP抑制IκB激酶的磷酸化，抑制IκB下调，对核因子κB的负性调节增强，进而抑制核因子κB的活化，此外，Ding等在该实验中还证实核因子κB的抑制物抑制朗格汉斯细胞将抗原提呈给Th1细胞。其他研究表明，核因子κB的激活对于朗格汉斯细胞的抗原提呈功能起到重要的决定作用［14］。

3.2 CGRP通过抑制成熟树突细胞中CD86的表达影响抗原提呈第二信号：在体外培养树突细胞中，CGRP（10-7M）应用于成熟及未成熟树突细胞发现，CGRP抑制成熟树突细胞表达人白细胞抗原DR、主要组织相容性复合体Ⅱ类和CD86共刺激分子，这些表型的改变与后续T细胞的激活相关；而未成熟树突细胞的CD86表达下降，但人白细胞抗原DR表达无变化［15］。体外研究表明，CGRP可以抑制鼠朗格汉斯细胞内IL-12p40和IL-1β的产生，增加IL-10的产生，抑制CD86的生成［16］。说明在体外实验中，CGRP可以影响朗格汉斯细胞抗原提呈的第二信号，影响免疫反应。

4 CGRP作用于朗格汉斯细胞在慢性炎症性皮肤病发病中新认识

4.1 银屑病：大量证据表明，在银屑病的发病机制中，神经免疫系统发挥重要作用。有学者认为，CGRP通过影响朗格汉斯抗原提呈作用和内皮细胞的作用，进一步引起Th17细胞分泌多种细胞因子，产生银屑病样皮损，影响银屑病的神经免疫调节［17］。

4.2 特应性皮炎：其发病主要涉及免疫调节的异常［18］。特应性皮炎是Th2介导的免疫反应，CGRP增强朗格汉斯细胞将抗原提呈给Th2型细胞。研究者通过体外模型发现，相对于健康人皮肤，特应性皮炎中高表达CGRP受体组分ramp1、rcp mRNAs，使得CGRP受体组分表达增加，CGRP含量也增加，表皮轴突密度增高及表皮变厚［19］。另有研究表明，CGRP肽能神经纤维在该病表达增加［20］。

5 结语

皮肤的神经免疫调节在慢性炎症疾病的发病机制中起重要作用，其中CGRP肽能神经与朗格汉斯细胞特殊的位置关系和相互作用影响疾病的发病。CGRP通过对朗格汉斯细胞中信号通路及刺激分子的作用，进一步调节朗格汉斯细胞的增殖、分化和抗原提呈功能。其中抑制朗格汉斯细胞的抗原提呈作用为皮肤神经免疫学发展产生一定影响，也为寻找治疗疾病的临床药物方面提供新方向，但CGRP对于朗格汉斯分子机制方面的研究尚未完全阐明。

［1］ Lotti T,D′Erme AM,Hercogová J.The role of neuropeptides in the control of regional immunity［J］.Clin Dermatol,2014,32（5）:633-645.DOI:10.1016/j.clindermatol.2014.04.011.

［2］ Granstein RD,Wagner JA,Stohl LL,et al.Calcitonin generelated peptide:key regulator of cutaneous immunity ［J］.Acta Physiol （Oxf）,2015,213 （3）:586-594.DOI:10.1111/apha.12442.

［3］ Greter M,Lelios I,Pelczar P,et al.Stroma-derived interleukin-34 controls the development and maintenance of Langerhans cells and the maintenance of microglia ［J］.Immunity,2012,37（6）:1050-1060.DOI:10.1016/j.immuni.2012.11.001.

［4］ Garceau V,Smith J,Paton IR,et al.Pivotal advance:avian colony-stimulating factor 1 （CSF-1）,interleukin-34 （IL-34）,and CSF-1 receptor genes and gene products ［J］.J Leukoc Biol,2010,87（5）:753-764.DOI:10.1189/jlb.0909624.

［5］ Shi X,Wang L,Clark JD,et al.Keratinocytes express cytokines and nerve growth factor in response to neuropeptide activation of the ERK1/2 and JNK MAPK transcription pathways ［J］.Regul Pept,2013,186:92-103.DOI:10.1016/j.regpep.2013.08.001.

［6］ Hoeffel G,Wang Y,Greter M,et al.Adult Langerhans cells derive predominantly from embryonic fetal liver monocytes with a minor contribution of yolk sac-derived macrophages ［J］.J Exp Med,2012,209（6）:1167-1181.DOI:10.1084/jem.20120340.

［7］ Ding W,Stohl LL,Wagner JA,et al.Calcitonin gene-related peptide biases Langerhans cells toward Th2-type immunity［J］.J Immunol,2008,181（9）:6020-6026.

［8］ Ganor Y,Drillet-Dangeard AS,Lopalco L,et al.Calcitonin generelated peptide inhibits Langerhans cell-mediated HIV-1 transmission ［J］.J Exp Med,2013,210 （11）:2161-2170.DOI:10.1084/jem.20122349.

［9］ Ganor Y,Drillet-Dangeard AS,Bomsel M.Calcitonin generelated peptide inhibits human immunodeficiency type 1 transmission by Langerhans cells via an autocrine/paracrine feedback mechanism ［J］.Acta Physiol （Oxf）,2015,213（2）:432-441.DOI:10.1111/apha.12366.

［10］ Kim SH,Gunst KV,Sarvetnick N.STAT4/6-dependent differential regulation of chemokine receptors［J］.Clin Immunol,2006,118（2-3）:250-257.DOI:10.1016/j.clim.2003.10.002.

［11］ Mikami N,Matsushita H,Kato T,et al.Calcitonin gene-related peptide is an important regulator of cutaneous immunity:effect on dendritic cell and T cell functions ［J］.J Immunol,2011,186（12）:6886-6893.DOI:10.4049/jimmunol.1100028.

［12］ Kawaguchi Y,Okada T,Konishi H,et al.Reduction of the DTH response is related to morphological changes of Langerhans cells in mice exposed to acute immobilization stress ［J］.Clin Exp Immunol,1997,109（2）:397-401.

［13］ Ding W,Wagner JA,Granstein RD.CGRP,PACAP,and VIP modulate Langerhans cell function by inhibiting NF-kappaB activation ［J］.J Invest Dermatol,2007,127 （10）:2357-2367.DOI:10.1038/sj.jid.5700858.

［14］ Thomas PG,Carter MR,Da′dara AA,et al.A helminth glycan induces APC maturation via alternative NF-kappa B activation independent of I kappa B alpha degradation ［J］.J Immunol,2005,175（4）:2082-2090.

［15］ Carucci JA,Ignatius R,Wei Y,et al.Calcitonin gene-related peptide decreases expression of HLA-DR and CD86 by human dendritic cellsand dampensdendritic cell-driven T cellproliferative responses via the type I calcitonin gene-related peptide receptor［J］.J Immunol,2000,164（7）:3494-3499.

［16］ Torii H,Hosoi J,Beissert S,et al.Regulation of cytokine expression in macrophages and the Langerhans cell-like line XS52 by calcitonin gene-related peptide ［J］.J Leukoc Biol,1997,61（2）:216-223.

［17］ Ding W,Stohl LL,Xu L,et al.Calcitonin gene-related peptideexposed endothelial cells bias antigen presentation to CD4+T cells toward a Th17 response ［J］.J Immunol,2016,196 （5）:2181-2194.DOI:10.4049/jimmunol.1500303.

［18］ Thomsen SF.Atopic dermatitis:natural history,diagnosis,and treatment［J］.ISRN Allergy,2014,2014:354250.DOI:10.1155/2014/354250.

［19］ Roggenkamp D,Köpnick S,Stäb F,et al.Epidermal nerve fibers modulate keratinocyte growth via neuropeptide signaling in an innervated skin model ［J］.J Invest Dermatol,2013,133 （6）:1620-1628.DOI:10.1038/jid.2012.464.

［20］ Jörvikallio A,Harvima IT,Naukkarinen A.Mast cells,nerves and neuropeptides in atopic dermatitis and nummular eczema［J］.Arch Dermatol Res,2003,295 （1）:2-7.DOI:10.1007/s00403-002-0378-z.

Effects of calcitonin gene-related peptide on functions of Langerhans cells

Zhang Liping,He Yanling.Department of Dermatology,Beijing Chao-yang Hospital,Capital Medical University,Beijing 100020,China

The regulatory effects of neuropeptides on skin immune cells in the neuroimmunomodulation process have gained more and more attention in chronic inflammatory skin diseases.Under psychentonia,stress and pressure,nerve fibers in local skin produce calcitonin gene-related peptide（CGRP） to regulate Langerhans cells,which are professional antigen-presenting cells in the epidermis.Recent studies have found that CGRP can affect not only the proliferation and differentiation of Langerhans cells,but also their antigen-presenting capacity.Moreover,CGRP can influence Langerhans cell-induced immune reactions by inhibiting the activation of nuclear factor kappa B （NF-κB） signaling pathway and expression of costimulatory molecules.

Langerhans cells;Calcitonin gene-related peptide;Neuroimmunomodulation;Neuropeptides;NF-kappa B

He Yanling,Email:heyldoc@163.com

北京市自然科学基金（7132101）

Fund program：Beijing Municipal Natural Science Foundation （7132101）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.04.017

何焱玲，Email:heyldoc@163.com

本文主要缩写：CGRP：降钙素基因相关肽，CSF：集落刺激因子，IL：白细胞介素，STAT4：信号转导与转录激活因子4，CHS：接触性超敏反应，IκB：核因子 κB 抑制蛋白

2015-07-15）