调节性T细胞在中枢神经系统损伤中的作用*

张 珂 综述，曹 霞 审校

（昆明医科大学第二附属医院中心实验室，昆明 650011）

·综述· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2017.30.038

调节性T细胞在中枢神经系统损伤中的作用*

张 珂 综述，曹 霞△审校

（昆明医科大学第二附属医院中心实验室，昆明 650011）

CD4+CD25+调节性T细胞；中枢神经系统；免疫调节

调节性T细胞（regulatory T cells,Treg）是一类能调控自身免疫反应的T细胞亚群，通过直接接触依赖机制或分泌抑制性细胞因子等机制，抑制自身免疫性T细胞的增殖与活化，是维持机体免疫耐受的重要细胞。中枢神经系统（central nervous system,CNS）作为免疫豁免器官，生理状态下除了其固有的小胶质细胞外，没有其他外周来源的免疫细胞。传统观点认为CNS损伤后转移浸润至CNS的炎性细胞、免疫细胞是有害的，活化的自身免疫性T细胞通过分泌细胞毒性分子、破坏血脑屏障，对神经细胞产生毒性等作用，导致轴突脱髓鞘，抑制神经再生及功能的恢复。但是近年来的研究认为，免疫炎性反应是CNS损伤修复必不可少的过程，通过增加损伤区单核细胞来源的巨噬细胞浸润、缓解细胞兴奋性毒性、分泌神经营养因子等发挥神经保护作用[1]。Shechter等[2]研究也表明，CNS特异性的自身免疫反应有助于受损组织的恢复，至少在一定程度上促进了损伤区单核细胞来源的巨噬细胞的聚集。面对两种截然不同的观点，只有深入理解CNS损伤诱导的免疫进程以及Treg在其中的调控作用，才能鉴别阻碍CNS损伤修复的关键因素，为免疫调节治疗提供新的思路。

1 Treg的生物学特性

目前已发现的Treg亚群有多种，主要包括CD4+CD25+Treg、CD8+CD28+Treg、CD8+Treg、Th3、NK Treg等。其中CD4+CD25+Treg细胞数量最多，功能最强大，是近年来研究较为深入的亚群。由Sakaguchi等在1995年将其定义为通过维持自身免疫耐受而预防自身免疫性疾病的发生，CD4+CD25+Treg细胞主要表达白细胞介素（IL）-2受体的ɑ链（CD25）和叉头翼状螺旋转录因子（Foxp3）[3]。在许多文献中所涉及的Treg细胞即默认为CD4+CD25+Treg细胞。

Treg表型主要有CD25、Foxp3、细胞毒T淋巴细胞相关分子-4（CTLA-4）、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体家族相关基因（GITR）等。这些分子标志物虽然不是Treg的特异性表型，但却是Treg发挥免疫抑制作用的基础。Treg可通过分泌IL-10、TGF-β、IL-35等抑制性细胞因子或者通过其表型（CD25、Foxp3、CTLA-4等）与相应受体结合发挥接触性免疫抑制作用，Treg的免疫抑制作用主要表现在抑制效应性CD4+T、CD8+T的活化、增殖，抑制NK和NKT细胞的细胞毒作用,阻碍APC的抗原递呈作用和直接介导靶细胞死亡等，以维持机体免疫稳态，预防过度的自身免疫反应[4]。效应性T细胞（effector T cell，Teff）和Treg均可表达CD25（IL-2受体ɑ），而IL-2主要由Teff所分泌，亦是Teff活化、增殖的关键细胞因子。Treg通过直接消耗IL-2抑制Teff的增殖、活化[5]。CTLA-4是Treg发挥接触性抑制作用的分子基础，Treg表达的CTLA-4可通过与树突状细胞（dendritic cells,DC）表达的CD80、CD86的相互作用，进而促使DC分泌吲哚胺2,3双加氧酶（indoleamine 2,3-dioxygenase，IDO）上调，抑制效应性T细胞抑制效应性T细胞的活性[6]。Bopp等[7]的研究表明Treg可通过其表面表达的CD39和CD73，将ATP或ADP分解为cAMP，抑制Teff的功能和DC的成熟。

2 CNS损伤后的免疫反应

创伤性CNS损伤包括创伤性脑损伤和脊髓损伤，是临床上创伤性致死和致残的主要原因，多发于青年男性[8]。创伤诱导CNS反应性T细胞的活化，Zajarias-Fainsod等[9]在脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）患者发现血清中的T细胞与髓磷脂碱性蛋白（myelin basic protein,MBP）反应增强，且SCI患者血清中自身抗体的表达水平增高，表明创伤诱发了自身反应性T细胞、B细胞的活化，即创伤诱导了自身免疫反应（trauma-induced autoimmunity，TIA）。TIA所引起的病理反应不甚清楚，且存在争议。最近的研究倾向于，CNS损伤后的自身免疫识别反应具有基于组织需要的调节免疫反应的生理作用，TIA通过调节自身免疫性淋巴细胞分泌神经营养因子（BDNF）、抗炎因子（IL-10、TGF-β）促进组织修复，但其具体的细胞亚型目前不清楚[10]。不能单纯地说CNS损伤后的自身免疫反应对组织的损伤修复是促进还是抑制；对自身免疫反应的调控，成为CNS损伤后促进神经元再生、神经功能恢复的关键。

2.1CNS损伤后的固有免疫 CNS损伤后参与固有免疫反应的主要有CNS固有的小胶质细胞、单核细胞来源的巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、DC细胞等。CNS损伤后小胶质细胞、巨噬细胞的形态、功能学发生改变，在CNS损伤后的组织修复发挥着重要的作用。小胶质细胞由骨髓的单核细胞发育而来，在小鼠胚胎9.5～10.0 d定植于中枢神经系统[11]。Parkhurst等[12]研究表明，CNS小胶质细胞表达CX3CR1而趋化因子CX3CL1则表达于健康的神经元细胞，小胶质细胞通过该趋化机制参与神经再生。破坏小胶质细胞或下调其CX3CR1表达水平，则可抑制神经元的再生、破坏海马通路。

CNS损伤后，损伤区的巨噬细胞主要来源于CNS固有的小胶质细胞和外周单核细胞浸润至损伤区转化而成，根据其表形和功效的不同分为两个亚型：经典活化促炎（M1）型和选择活化抗炎（M2）型巨噬细胞[13]。巨噬细胞发挥促进神经再生或神经毒性作用主要取决于其在损伤区的表型，M2型巨噬细胞分泌IL-10、TGF-β等抗炎因子、精氨酸酶-1（Arginasel-1）。Arginasel-1与诱导型一氧化氮合酶（iNOS）竞争底物精氨酸，促进受损神经元细胞增殖、组织重塑，增加局部损伤微环境中M2型巨噬细胞的数量和存活时间可能是治疗SCI损伤的关键[14]。

2.2CNS损伤后的适应性免疫 外周血中的T淋巴细胞通过破坏的血脑屏障、血脑脊液屏障进入CNS损伤区，T细胞识别MBP等自身抗原后一方面通过调控损伤区小胶质细胞、巨噬细胞的激活状态和释放神经营养因子等发挥促神经细胞的存活、神经功能恢复的作用；另一方面自身抗原诱导产生的自身免疫性T细胞及自身抗体则是诱发自身免疫性疾病的致病因素[15]。CNS具有选择性引流免疫细胞的权利，使其能够最大限度地获得好处，而避免导致自身免疫疾病[16]。Schwartz等[17]对从脊髓损伤小鼠分离出来的MBP自身反应性T细胞过继转移至健康小鼠中发现，伤后1周的自身免疫性T细胞可诱导健康小鼠出现实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE）的症状，而在1周后分离出的自身免疫性T细胞并不会诱导健康小鼠出现EAE的症状。这表明，CNS损伤后机体存在其他免疫调节机制，避免自身反应的过度活化而导致自身免疫性疾病。

3 调节性T细胞与CNS损伤修复

CNS损伤后可激活自身免疫细胞（Treg、Teff等）和炎性细胞（小胶质细胞、巨噬细胞等）的活化，这些活化的细胞一方面参与CNS损伤后启动保护性自身免疫反应，另一方面也是引起机体神经系统疾病、自身免疫性疾病的致病因素。CNS损伤后的修复机制和其他组织的损伤修复机制类似，白细胞首先被招募过来，随后单核细胞、淋巴细胞逐步进入损伤区，参与CNS损伤后的免疫炎性反应[18]。但是CNS损伤后诱发的自身免疫反应强度不足以发挥促受损神经再生的作用[19]。作为机体主要免疫抑制性细胞，Treg已被证实在急性脑损伤、神经退行性疾病等损伤修复机制中起重要的免疫调节作用。通过直接接触抑制、分泌免疫调节因子（IL-10、TGF-β、IL-35）、神经营养因子，促进M2型小胶质细胞/巨噬细胞的转化等方式，发挥促进受损组织修复的作用[20]。CNS通过Treg的适度控制，可以很好地发挥自身免疫反应的保护作用，CNS损伤后，适度减弱Treg的对自身免疫反应抑制作用，发挥神经保护作用，这种反应与抗肿瘤反应类似，机体允许受控制的自身免疫反应的发生。对组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibition,HDACi）在实验性脑卒中模型中发挥的抑制免疫炎性反应减轻组织损伤的研究中表明，HDACi主要通过增加机体内Treg的数量，增强免疫抑制能力和IL-10的分泌，减少脑梗死体积、减轻行为障碍、发挥神经保护作用[21]。

Raposo等对CNS损伤后Treg、Teff数量及功能的研究，提出了在CNS损伤修复早期阶段通过控制性的去除Treg从而打破CNS损伤诱导的TIA，增强外周Teff[以1型辅助性T细胞（Th1）的形式存在]的含量，招募M2型巨噬细胞至损伤区，发挥促进组织修复的作用，但是在亚急性期去除Treg，则干扰组织的重建[22]。Treg在CNS损伤修复的不同阶段起不同甚至相反的作用。Magrone等[23]的研究表明，虽然TIA是促进CNS损伤后神经元存活、神经功能恢复的必须过程，但在去除Treg、增强Teff的同时却加速神经元的损害，过继外源性Treg似乎也抑制神经元的存活。以上研究表明，CNS损伤后单独的增强机体的Treg或Teff并不足以担负CNS损伤修复的职能，促进CNS损伤修复需要的是一个多免疫细胞参与的、连续性动态调节网络，其中包括Treg、Teff和单核细胞来源的M2型巨噬细胞等的参与，Treg起着不可或缺的调控作用。接种疫苗尤其是诱导Treg的疫苗在治疗神经系统疾病方面可能是一个可行的方法,通过增强适应性免疫反应的修复机制发挥作用，且已进入了临床试验阶段,成为治疗CNS损伤修复的新方向[24]。

4 结论与展望

综上所述,Treg通过调节Teff维持机体免疫系统的稳态、分泌神经营养因子、介导M2型巨噬细胞的转化而有助于CNS损伤亚急性期神经元的存活及神经功能的恢复。CNS损伤后临床上除了常规使用规范化治疗外，没有其他有效的治疗方法，目前已将目光转向免疫治疗，通过衰减免疫介导的炎性反应、调控免疫稳态来达到促进受损神经元的存活及神经功能的恢复，例如饮食中的欧米伽-3脂肪酸（omega-3 fatty acids）、多酚都可以通过调节肠道菌群，促使肠道免疫细胞分泌IL-10等增强Treg的免疫调节作用，可对CNS损伤后期组织的恢复起促进作用[25]。因此，探讨CNS损伤后的免疫调节机制及Treg在促进损伤修复中发挥的免疫调控作用，将为CNS损伤后的治疗方法提供重要的思路。

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云南省教育厅重点课题基金资助项目（2014Z062）；云南省学术技术带头人后备人才基金资助项目（2015H8041）。

张珂（1991-），在读硕士，主要从事临床免疫学的研究。△

，E-mail：1409842020@qq.com。

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1671-8348（2017）30-4283-03

2017-03-18

2017-06-16）