邱偉 李蕊

多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）是一種 T細(xì)胞介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nerves system，CNS）炎性脫髓鞘疾病。MS及其經(jīng)典動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis，EAE）的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，外周髓鞘抗原特異性CD4＋T細(xì)胞通過(guò)分子模擬機(jī)制被初次激活，穿越血－腦脊液屏障（blood-brain barrier，BBB）進(jìn)入CNS，之后被再次激活并誘發(fā)一系列異常免疫應(yīng)答瀑布。星形膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte，AST）是CNS中數(shù)量最多的膠質(zhì)細(xì)胞，起到維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、營(yíng)養(yǎng)支持、再攝取神經(jīng)遞質(zhì)以及支持BBB等作用，近年已認(rèn)識(shí)到AST在中樞免疫調(diào)節(jié)方面也起重要作用，AST逐漸成為MS等中樞神經(jīng)免疫性疾病研究的熱點(diǎn)。

1 AST在MS發(fā)病中的作用

早在1904年德國(guó)病理學(xué)家 Müller就提出AST在 MS發(fā)病中具有關(guān)鍵作用［1］，最近澳大利亞病理學(xué)家Parratt及Prineas再次強(qiáng)調(diào)MS可能不是原發(fā)于髓鞘或少突膠質(zhì)細(xì)胞，而是一種AST源性疾?。?］。如前所述，T細(xì)胞介導(dǎo) MS發(fā)病，研究表明髓鞘抗原特異性CD4＋T細(xì)胞是正常T細(xì)胞庫(kù)的一部分，它們經(jīng)常在外周被激活，然而最終只有極少數(shù)患者發(fā)病，因此T細(xì)胞外周激活不能完全解釋MS發(fā)病機(jī)制。此外，軸突損傷在MS早期即出現(xiàn)，與MS炎性反應(yīng)無(wú)直接相關(guān)性，這也支持有T細(xì)胞外周激活之外的機(jī)制參與MS發(fā)病。

AST在MS發(fā)病中的主要作用包括：（1）支持和營(yíng)養(yǎng)。AST損傷會(huì)導(dǎo)致少突膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)元功能障礙。近年研究認(rèn)為，另一種CNS脫髓鞘疾病視神經(jīng)脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）就是由于 AST表面水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）破壞所誘發(fā)的［2］。（2）構(gòu)成 BBB。除將腦實(shí)質(zhì)和腦血流分開(kāi)外，最近研究表明AST可以表達(dá)死亡受體CD95的配體（CD95L），與 T細(xì)胞CD95相互作用，促進(jìn)T細(xì)胞凋亡，從而阻止T細(xì)胞穿越BBB［3］。（3）形成膠質(zhì)疤痕。在MS急性病灶，AST出現(xiàn)增生及肥大反應(yīng)，分泌營(yíng)養(yǎng)因子及細(xì)胞因子，形成膠質(zhì)疤痕，阻斷了少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞（oligodendrocyte precursor cells，OPC）遷移，從而阻礙髓鞘及軸突再生。（4）促進(jìn)或抑制髓鞘及軸突再生。AST分泌堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、透明質(zhì)酸等抑制OPC成熟及軸突再生［4］。（5）促進(jìn)或抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答。T細(xì)胞在CNS的第二次激活需要小膠質(zhì)細(xì)胞或AST的介導(dǎo)。目前對(duì)AST的促炎作用研究較多，但AST也可通過(guò)抑制T細(xì)胞免疫發(fā)揮抗炎作用。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，AST可以抑制抗原特異性Th1細(xì)胞增生，抑制Th17細(xì)胞功能［5］，并促進(jìn)Th2細(xì)胞分泌抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-10（interleukin-10，IL-10）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor，TGF-β）［6］。

2 AST在MS中的免疫調(diào)節(jié)功能

越來(lái)越多證據(jù)支持AST參與中樞固有免疫及獲得性免疫反應(yīng)。體外研究表明，AST表達(dá)Toll樣受體［7］和dsRNA依賴的蛋白激酶［8］，兩者均屬于模式識(shí)別受體，介導(dǎo)外界抗原（如病毒）誘發(fā)的固有免疫反應(yīng)。此外AST還表達(dá)清道夫受體、甘露糖受體、補(bǔ)體受體等蛋白激酶，參與固有免疫反應(yīng)［9］。

AST主要通過(guò)下列途徑參與MS獲得性免疫反應(yīng)：（1）轉(zhuǎn)化為抗原遞呈細(xì)胞，直接激活T細(xì)胞。人們對(duì)于AST在CNS抗原遞呈中的地位一直存在爭(zhēng)議，一些學(xué)者認(rèn)為小膠質(zhì)細(xì)胞才是CNS內(nèi)的主要抗原遞呈細(xì)胞［10］。研究表明經(jīng)γ干擾素（interferin-γ，IFN-γ）刺激的小鼠 AST可以誘導(dǎo)蛋白脂蛋白（proteolipid protein，PLP）及髓鞘相關(guān)糖蛋白（myelin associated glucoprotein，MAG）特異性CD4＋T細(xì)胞增生［11］，而來(lái)自組織相容性復(fù)合物（major histocompatibility antibody，MHC）-Ⅱ 反式激活因子（class Ⅱ MHC transactivator，CIITA）基因敲除大鼠的AST不能激活髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白（myelin oligo-dendrocyte glucoprotein，MOG）特異性 CD4＋T細(xì)胞［12］；同樣如果阻斷AST表達(dá)共刺激分子CD80，T細(xì)胞也不能被激活。（2）釋放促炎因子，為T(mén)細(xì)胞提供炎性環(huán)境。活化后的AST受人核轉(zhuǎn)錄因子（NFκB）等調(diào)控釋放細(xì)胞因子、趨化因子、一氧化氮（nitric oxide，NO）等。促炎細(xì)胞因子包括白細(xì)胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、白細(xì)胞 介 素-6（interleukin-6，IL-6）、腫 瘤 壞 死 因 子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），在誘導(dǎo)Th0向Th1和Th17細(xì)胞轉(zhuǎn)化，促進(jìn)MS炎性反應(yīng)及繼發(fā)損傷中起重要作用［13］。AST也是CNS單核細(xì)胞趨化因子-1（monocyte chemotactic factor-1，MCP-1）、IL-8（CXCL8）、γ干擾素 誘 導(dǎo) 蛋 白 （interferon-inducible protein，IP-10）等趨化因子的主要來(lái)源，對(duì)T細(xì)胞穿越BBB起重要作用［14－15］。EAE 模型證實(shí)，趨化因子 MCP－1、IP-10水平在脫髓鞘病灶中顯著增高，且主要由AST分泌［16］。（3）釋放細(xì)胞因子，滅活其他抗原遞呈細(xì)胞。AST可以釋放TGF－β等細(xì)胞因子，滅活小膠質(zhì)細(xì)胞／巨噬細(xì)胞，發(fā)揮免疫抑制作用［17］。然而，目前尚不明確AST對(duì)侵入CNS的T細(xì)胞的具體調(diào)控機(jī)制。

3 AST的MHC表達(dá)

3.1 AST表達(dá)MHC的研究現(xiàn)狀 目前普遍認(rèn)為體外培養(yǎng)的AST具有抗原遞呈功能。通過(guò)免疫熒光共聚焦檢查證實(shí)體外AST可以表達(dá)MHC，盡管有些研究得出相反結(jié)論，這種不一致可能與AST來(lái)源動(dòng)物的種屬、取材部位、疾病病程有關(guān)。體外培養(yǎng)證實(shí)，AST在炎性環(huán)境下可以表達(dá)MHC和協(xié)同刺激分子B7，提呈抗原給CD4＋和CD8＋T細(xì)胞，促進(jìn)T細(xì)胞增殖［18］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，在炎性環(huán)境下AST可以表達(dá)協(xié)同刺激分子，如細(xì)胞間黏附因子-1（intracellular cell adhesion molecule，ICAM-1）／血管細(xì)胞間黏附因子-1（vascular cell adhesion molecule， VCAM-1），B7-1／B7-2［19］。Barcia等［20］發(fā)現(xiàn)，在體條件下AST可與T細(xì)胞形成免疫突觸，支持AST對(duì)T細(xì)胞的免疫調(diào)控作用。早期體內(nèi)實(shí)驗(yàn)未能在MS病灶內(nèi)的AST中檢測(cè)到MHC-Ⅱ分子，而最近研究卻發(fā)現(xiàn)MS活動(dòng)病灶邊緣的AST細(xì)胞可以表達(dá)MHC-Ⅱ分子，同時(shí)表達(dá)B7及ICAM-1［21］，提示AST可能在 MS不同病程階段表達(dá)MHC并起到抗原遞呈作用。

3.2 調(diào)控AST表達(dá) MHC的因素 抑制正常CNS中MHC表達(dá)的機(jī)制尚不清楚，CNS可能存在免疫抑制的微環(huán)境。有研究表明AST受神經(jīng)元調(diào)控，體外培養(yǎng) AST在100U／mL IFN-γ刺激下，MHC表達(dá)增加70%；使用器官型共培養(yǎng)AST和神經(jīng)元，在神經(jīng)元未損傷時(shí)，AST表達(dá)MHC并不增加［22］。正常CNS內(nèi)神經(jīng)元調(diào)控AST表達(dá)MHC的機(jī)制尚不清楚，推測(cè)可能通過(guò)直接接觸或神經(jīng)遞質(zhì)的間接作用表達(dá)。

體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，AST表達(dá)MHC必須受到促炎 因子，如IFN－γ、TNF-α、IL-1β等的 刺激［14］，并受到多種抑制因子，如去甲腎上腺素、谷氨酸、腸血管活性多肽等的嚴(yán)格調(diào)控。當(dāng)CNS內(nèi)上調(diào)MHC表達(dá)的炎性因子超過(guò)抑制因子的作用時(shí)，才可最終誘導(dǎo)MHC表達(dá)。體外培養(yǎng)的AST可以表達(dá)多種神經(jīng)遞質(zhì)受體。1999年，Keyser等研究發(fā)現(xiàn)MS患者活動(dòng)病灶、慢性非活動(dòng)病灶以及外觀正常白質(zhì)的AST缺乏β2腎上腺素受體表達(dá)，而后者可通過(guò)上調(diào)細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平起到抑制 MHC表達(dá)的作用。Zeinstra等［23］研究發(fā)現(xiàn)激活5-羥色胺4（5-hydroxytryptamine 4，5-HT4）受體可以提高AST內(nèi)cAMP水平，抑制IFN-γ誘導(dǎo)的MHC表達(dá)。

3.3 AST表達(dá)MHC的信號(hào)通路 上調(diào)AST表達(dá)MHC的信號(hào)機(jī)制尚不清楚，AST可能與小膠質(zhì)細(xì)胞存在不同的信號(hào)通路。1988年，Steiniger等研究發(fā)現(xiàn)，在體環(huán)境下IFN-γ可以誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)MHC，而AST細(xì)胞不表達(dá)，但在體外培養(yǎng)時(shí)兩者均可被誘導(dǎo)表達(dá)。1992年，Lee等研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酸可以抑制體外培養(yǎng)AST表達(dá)MHC，但不影響小膠質(zhì)細(xì)胞。

IFN-γ誘導(dǎo)的MHC表達(dá)在基因轉(zhuǎn)錄水平受CIITA的調(diào)控，CIITA基因Ⅳ型啟動(dòng)子中的干擾素調(diào)節(jié)因子（interferon regulatory factor，IRF-1）結(jié)合位點(diǎn)以及IRF-1起關(guān)鍵作用［24］。TGF-β能抑制IFN－γ誘導(dǎo)的MHC表達(dá)，可能通過(guò)抑制CIITA基因轉(zhuǎn)錄實(shí)現(xiàn)［25］。Stuve等［12］研究發(fā)現(xiàn)，AST 缺乏CIITA表達(dá)的小鼠盡管存在T細(xì)胞增生并且釋放Th1型細(xì)胞因子，但不能誘導(dǎo)EAE模型；被動(dòng)轉(zhuǎn)移致腦炎MHC－Ⅱ限制性CD4＋Th1細(xì)胞也不能誘導(dǎo)EAE，提示CIITA介導(dǎo)的AST細(xì)胞表達(dá)MHC在EAE發(fā)病中起關(guān)鍵作用。

4 AST免疫調(diào)節(jié)與MS治療

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種MS治療藥物部分通過(guò)調(diào)節(jié)AST免疫功能發(fā)揮作用。IFN-β是目前MS的一線治療藥物，2003年，Barca等發(fā)現(xiàn)IFN-β可在體外抑制AST增生及NO釋放；Zeinstra等［26］研究發(fā)現(xiàn)他汀類(lèi)藥物具有抗炎作用，已被用于MS臨床試驗(yàn)，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)辛伐他汀可以抑制AST表達(dá)MHC-Ⅱ。已有臨床試驗(yàn)表明，緩解復(fù)發(fā)型 MS（RRMS）患者服用氟西?。?0mg／d）24周后，MRI增強(qiáng)病灶顯著減少［27］；體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)氟西汀可以激活小鼠海馬AST體外培養(yǎng)及切片培養(yǎng)中的蛋白激酶 A（protein kinase A，PKA），滅活 CIITA 基因，抑制 MHC表達(dá)［28］。

綜上所述，星形膠質(zhì)細(xì)胞在MS發(fā)生及發(fā)展過(guò)程中具有重要免疫調(diào)節(jié)作用，在MS不同疾病階段抑制AST的促炎作用并提高其抗炎作用，將為MS治療提供新思路。

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