1，25二羟维生素D3的免疫调节及其在自身免疫性疾病中的研究进展①

赖兰敏 彭桉平 陈曲波

(广州中医药大学第二临床医学院，广州510006)

维生素D3(Vitamin D3,VitD3)属于脂溶性维生素，人体获得VitD的途径分为外源性(10%～20%)和内源性(80%～90%)两种，前者通过食物获取，后者通过阳光照射皮肤后合成。来源于食物和皮肤的VitD在肝脏中经25-羟化酶(CYP2R1)代谢成25-羟维生素D3，进一步在肾脏中经1a-羟化酶(CYP27B1)代谢，转化形成具有生物活性的1,25 二羟维生素D3[1,25-dihydroxy vitamin D3,1，25(OH)2D3]。1，25(OH)2D3通过 1，25(OH)2D3受体(VDR)发挥作用，人体大多数组织和细胞都存在VDR。VDR分为细胞膜受体(m VDR)和细胞核受体(n VDR)两大类。m VDR主要用于调节钙磷的代谢，n VDR主要通过调控基因转录和表达来影响相应蛋白质的合成。本文就1，25(OH)2D3在免疫调节和自身免疫性疾病研究中的新进展进行综述。

1 1,25(OH)2D3的免疫调节作用

1.11,25(OH)2D3对单核/巨噬细胞的调节 1，25(OH)2D3可以促进单核细胞分化为巨噬细胞，通过抑制单核细胞分泌细胞因子来影响其他免疫细胞的功能[1-4]；增强巨噬细胞的吞噬能力，诱导单核/巨噬细胞对微生物的杀伤作用[5-7]。Müller等[2]发现 1,25(OH)2D3使单核细胞减少分泌促炎细胞因子IL-6，从而抑制淋巴细胞的增殖；Larsen等[3]的实验显示1,25(OH)2D3可以降低单核细胞分泌IL-8，抑制中性粒细胞的趋化作用；除此之外，VitD3还可以通过改变LPS处理过的单核细胞分泌细胞因子和趋化因子，通过抑制IL-12和IL-10的分泌来抑制单核细胞向树突状细胞分化，抑制抗原提呈和初始T细胞活化[4];调节巨噬细胞的吞噬能力[5]，从而增加抗铜绿假单胞菌抗菌肽的表达和分泌。而且1,25(OH)2D3可通过上调NO、IL-1β的产生和下调IL-10水平，促进巨噬细胞向M1型极化，从而增强细胞杀菌能力[6]；1,25(OH)2D3还可以通过上调甘露糖受体的表达以及自噬相关基因如自噬相关基因5(Autophagy-related gene 5,ATG5)和BECN1(Beclin-1)表达来增强结核杆菌感染的吞噬细胞的吞噬作用和抑制结核杆菌的增殖[7]。

1.21,25(OH)2D3对树突状细胞(Dendritic cell，DC)的调节 1,25(OH)2D3可以抑制DC的分化、成熟及其功能[8-11]。GM-CSF和IL-4与PBMC共培养之后可以将单核细胞分化成DC，通过加入1,25(OH)2D3可以抑制CD1a+DC的分化。LPS可以使GM-CSF和IL-4培养7 d获得的未成熟DC变为成熟DC，但是加入1,25(OH)2D3可以阻止LPS诱导的未成熟DC向成熟DC转化，成熟的DC可以通过CD40交联激活，通过与转染CD154基因的J558L细胞共培养来激活成熟DC分泌IL-12p75和IL-10;在LPS诱导DC成熟的过程中添加1,25(OH)2D3可以导致DC在CD40连接后不能分泌IL-12p75。Penna等[8]通过将CD4+T细胞与用1,25(OH)2D3处理过的DC共培养发现T细胞的反应性降低并且其分泌的IFN-γ也相应降低。Huang等[9]通过用卵清蛋白处理来自于小鼠骨髓的DC，再加入1,25(OH)2D3，通过比较卵清蛋白处理过的DC组以及1，25(OH)2D3联合卵清蛋白处理DC组，发现加入1,25(OH)2D3可以增强DC分泌IL-10，抑制其分泌IL-2和IL-6。Penna等[10]的体内体外实验均表明 1,25(OH)2D3可以促进DC上免疫蛋白转录因子3(Immunoglobulin-like transcript 3，ILT3)的表达，而ILT3对Treg细胞的诱导有促进作用。1,25(OH)2D3与TLR激动剂LPS和肽聚糖(Peptidoglycan，PGN)协同作用可以诱导DC分泌IL-6、IL-8和IL-10,并完全抑制LPS诱导的DC分泌IL-12[11]。

1.31,25(OH)2D3对中性粒细胞的调节 在卵清蛋白构建的中性粒细胞哮喘的小鼠模型中，通过腹腔注射1,25(OH)2D3，发现其可以显著降低小鼠支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中的中性粒细胞数量[12]。在慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD)的患者中发现1,25(OH)2D3水平与外周血中性粒细胞凋亡和p38MAPK磷酸化水平呈正相关，表明1,25(OH)2D3可能是通过p38MAPK磷酸化来促进中性粒细胞的凋亡[13]，并且1,25(OH)2D3可增强中性粒细胞的抗菌肽活性，以增强机体抵抗病原体能力。可见 1,25(OH)2D3在增强中性粒细胞抗菌能力、促进后者发挥杀菌等免疫防御功能中起重要作用。

1.41,25(OH)2D3对T/B淋巴细胞的调节 1,25(OH)2D3对T淋巴细胞的作用主要是通过抑制Th1细胞的增殖、促进Th2细胞分化、抑制Th17和Th1细胞的分化和细胞因子的分泌等来体现的[13-15]。通过对来自BALB/c和C57BL/6小鼠的CD4+Mel14+T细胞研究1,25(OH)2D3对Th细胞发育的影响，实验证明，1,25(OH)2D3抑制Th1型细胞增殖,减少其分泌IL-2、IFN-γ；增加Th2型细胞特异性转录因子GATA连接蛋白3(GATA binding protein 3，GATA-3)及细胞肌腱膜纤维肉瘤因子(c-musculoaponeurotic fibrosarcoma，c-Maf)表达,促进Th2型细胞分泌IL-4、IL-5、IL-10，影响Th细胞的极化[14]。加入1,25(OH)2D3与幼稚CD4+T细胞共培养，发现1,25(OH)2D3可以显著抑制IL-17的产生以及Th17细胞的分化，并且通过RNA干扰的方式敲除IRF-8可以降低1,25(OH)2D3对Th17分化的抑制作用。 1,25(OH)2D3还能够抑制Th17细胞功能相关分子维甲酸相关孤儿核受体C(Retinoic acid-related orphan receptor C，RORC)、IL-17、IL-23R、CCR6基因的表达，上调IL-10基因的表达[15]。1,25(OH)2D3还可以通过下调IL-12的合成、促进IL-10的分泌并诱导ILT3和PD-L1的表达使得DC耐受从而诱导Treg细胞的增殖[16]，综上所述，1,25(OH)2D3与T细胞的作用涉及不同的机制或细胞亚群。1,25(OH)2D3可抑制B淋巴细胞分化增殖、浆细胞成熟及免疫球蛋白的产生。在静息或者活化的B细胞中检测不到VitD应答基因24-羟化酶(CYP24A1)的表达，但是通过1,25(OH)2D3的诱导可以明显增加其表达并且该研究发现1,25(OH)2D3可以增加B细胞表达VDR和CD38，抑制幼稚B细胞向记忆B细胞转换以及免疫球蛋白的分泌[17]。

2 1,25(OH)2D3在自身免疫性疾病中的作用

2.11,25(OH)2D3与类风湿性关节炎(Rheumat-oid arthritis，RA) RA是以侵蚀性、对称性多关节炎为主要临床表现的慢性、全身性自身免疫性疾病。基本病理改变为滑膜炎、血管畸形、血管翳形成，并逐渐出现关节软骨和骨破坏，最终可能导致关节畸形和功能丧失。1,25(OH)2D3被认为是影响RA发展的最相关环境因素之一。Raczkiewicz等[18]观察到大部分的RA患者都伴有1,25(OH)2D3缺乏，并且1,25(OH)2D3的缺乏程度与RA患者的疾病活动度呈负相关。而且增加 1,25(OH)2D3摄入可延缓RA的发生。1,25(OH)2D3可以明显增加IL-1β诱导的RA患者滑膜成纤维细胞MH7A中骨保护素(Osteoprotegerin,OPG)/核因子-κB受体活化因子配体(Receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)的比率并且有利于破骨细胞的形成，1,25(OH)2D3还可以抑制IL-1β诱导的细胞中IL-6及TNF-α mRNA转录水平和滑膜液中IL-6的表达，从而减少滑膜的炎症[19]。 Ishikawa等[20]研究中发现1,25(OH)2D3与特定软骨抗原结合对关节炎有免疫调节作用，可以通过降低关节炎的严重程度，并且1,25(OH)2D3可以通过减少炎症因子TNF-α、IL-6、IFN-γ、IL-17等产生以及增强Treg细胞增殖等来抑制RA患者的关节炎症。

2.21,25(OH)2D3与系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一种由遗传、内分泌、环境因素相互作用导致T淋巴细胞减少，B细胞过度增生，产生大量自身抗体，并与体内相应自身抗原结合形成相应的免疫复合物，沉积在皮肤、关节、小血管等部位而导致的机体多系统损害。Tabasi等[21]发现 SLE患者的血清 1,25(OH)2D3水平显著降低，分离SLE患者的PBMC，用浓度为50 nmol/L 的1，25(OH)2D3刺激PBMC，结果表明 1,25(OH)2D3通过上调Bcl-2基因表达以及下调Bax和FasL的表达来降低SLE患者PBMC的凋亡率。有临床实验证明给SLE患者服用 1,25(OH)2D3可以改善SLE患者的炎症和出血[22],另一项研究表明血清 1,25(OH)2D3水平与SLE疾病的活动程度呈负相关[23]。但是其中的机制仍未阐明。SLE患者中发现 1,25(OH)2D3缺乏与高水平的IL-6和血尿有关[24]。而且1,25(OH)2D3和VDR通过抑制PKCδ/ERK通路和促进CD11a、CD70和CD40L的DNA甲基化来抑制CD4+T细胞活化并抑制SLE的免疫应答[25]。总之，大部分SLE患者都缺乏1,25(OH)2D3，通过补充1,25(OH)2D3有助于SLE的治疗。

2.31,25(OH)2D3与原发性的干燥综合征(primary Sjogren′s syndrome，pSS) pSS是一种慢性自身免疫性疾病，影响外分泌腺，表现为干燥症状，包括眼睛干涩和口干。 SS常常涉及包括关节、肝、肺、脑和肾的腺外器官。腺外表现部分由过度产生多种自身抗体引起，这些自身抗体通常针对核抗原如抗核抗体(ANA)和抗Ro/La抗体，由于慢性多克隆B细胞活化导致高丙种球蛋白血症。Lee等[26]发现SS患者血清1,25(OH)2D3水平显著降低，欧洲抗风湿联盟SS疾病活动性指数与1,25(OH)2D3水平呈负相关。由于pSS患者中1,25(OH)2D3缺乏，所以导致B细胞过度活化、自身耐受失衡以及产生致病性自身抗体，因此适量补充1,25(OH)2D3有利于缓解pSS患者病情[27]。

2.41,25(OH)2D3与原发性胆汁性肝硬化(Primary biliary cirrhosis，PBC) PBC是一种免疫介导的胆汁淤积性疾病。VDR依赖性信号通过靶向miRNA155-细胞因子信号转导抑制因子1 (Suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)轴来抑制炎症反应。PBC肝脏VDR mRNA和蛋白表达显著降低，随着miRNA155表达的增强，SOCS1蛋白表达降低。提示PBC中VDR信号减少可能在PBC发病机制中起重要作用，且SOCS1翻译减少，可能阻碍炎症反应的负反馈调节[28]。PBC患者外周血1,25(OH)2D3、CD4+Treg细胞显著降低，Th17细胞显著增多，存在Th17/Treg细胞免疫失调，1,25(OH)2D3通过上调CD4+Treg细胞水平影响PBC的发生、发展；外源性VitD3有可能改善PBC患者免疫功能[29]。在胆汁淤积的小鼠模型中，1,25(OH)2D3治疗改变了参与胆汁酸合成和肝脏转运的基因表达，并且还抑制了肝脏中促炎细胞因子的mRNA表达，导致促炎细胞因子的血浆水平降低，从而抑制继发于胆汁淤积的炎症反应[30]。胆固醇7α羟化酶(CYP7A1)是肝脏中胆汁酸合成途径中的初始和限速酶，1,25(OH)2D3可以通过抑制CYP7A1 mRNA表达和胆汁酸合成来保护胆汁淤积的肝细胞[31]。

2.51,25(OH)2D3与多发性硬化(Multiple sclerosis，MS) MS是中枢神经系统(CNS)的神经炎症性疾病，其中免疫系统在疾病进展中起关键作用。低水平的1,25(OH)2D3目前被认为是MS的主要病因以及发病机制[32，33]，且1,25(OH)2D3水平与MS复发风险呈负相关。在大鼠MS实验性过敏性脑膜炎模型中发现，当VitD结合蛋白水平上调时，补充1,25(OH)2D3可以延迟发病并减轻疾病的严重程度[34]，通过给缓解复发型MS患者补充1,25(OH)2D3，发现添加1,25(OH)2D3对于治疗缓解复发型MS患者具有较好的临床疗效[35]。

2.61,25(OH)2D3与银屑病 银屑病患者中，大多数人有晚期角质化包膜蛋白3B(Late cornified envelope 3B，LCE3B)和LCE3C基因组缺失，Karrys等[36]发现1,25(OH)2D3类似物二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，DHA)和姜黄素在与VDR浓度相同时可以诱导LCE3A/LCE3D/LCE3E mRNA的表达。Cubillos等[37]通过对比1,25(OH)2D3在银屑病以及银屑病关节炎患者的PBMC的破骨细胞分化和细胞因子分泌能力发现银屑病关节炎患者的PBMC的破骨细胞生成能力和促炎因子分泌能力都是增加的，但是用1,25(OH)2D3可以抑制这些反应。最近研究表明IL-1家族成员与银屑病的发病机制有关[38-40]，Balato等[41]发现在银屑病的皮肤中IL-1家族成员(IL-1β、IL-1Ra、IL-36α、IL-36β、IL-36γ、IL-36Ra和IL-33)基因表达显著增加，但用1,25(OH)2D3处理后可以抑制IL-1家族成员的表达[41]。

3 结语与展望

1,25(OH)2D3通过与VDR结合影响免疫细胞的功能以及细胞因子的分泌，进而发挥其免疫调节功能。在许多自身免疫性疾病的患者中都伴有不同程度的VitD3水平的降低，可能是疾病发生发展的因素之一，因此补充VitD3有可能成为治疗这类疾病的一种辅助手段，但仍然需要大规模的临床实验加以证实。我们相信，VitD3的深入研究会对自身免疫性疾病的预防和治疗产生深刻影响。