韓齊心 牛旭平 劉佳 齊瑞群 吳嚴中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科,沈陽 000;太原市中心醫(yī)院皮膚科 030009
銀屑病是一種慢性復(fù)發(fā)性炎癥性皮膚病,發(fā)病機制尚不清楚,其發(fā)生可能與Th1、Th2、Th17及Treg細胞及其分泌的細胞因子關(guān)系密切。間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells,MSC)對損傷組織的修復(fù)以及免疫功能的調(diào)節(jié)有重要作用,可維持Th17/Treg的平衡,目前已經(jīng)被用于臨床試驗以及臨床治療Th17/Treg失衡相關(guān)疾病[1-4]。MSC源性外泌體(MSC-ex)是MSC細胞間物質(zhì)運輸及信息交流的重要載體,是MSC實現(xiàn)功能的重要方式之一,可促進損傷組織的修復(fù),調(diào)節(jié)自身免疫,維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)[1,5-6]。多項研究表明[7-11],銀屑病患者骨髓及皮損處MSC異??蓪?dǎo)致銀屑病的發(fā)生,但是否與MSC-ex分泌異常相關(guān)尚不清楚。MSC-ex作為MSC進行細胞間信息交流和物質(zhì)轉(zhuǎn)運的重要載體,其分泌異常很可能參與銀屑病發(fā)病。本文簡述正常MSC及MSC-ex對Th17/Treg平衡的調(diào)節(jié),為研究MSC如何參與銀屑病的發(fā)生提供新思路。
傳統(tǒng)認為,Th1/Th2失衡是銀屑病發(fā)病的重要機制,但隨著對Th17細胞研究的深入,發(fā)現(xiàn)Th17/Treg失衡在銀屑病的發(fā)病中起更重要的作用[12-13]。有研究表明[12],與正常人相比,銀屑病患者外周血及皮損處Th1細胞數(shù)量增加但不顯著,Th2細胞數(shù)量無明顯差異,Th17數(shù)量增加并且差異顯著,Treg細胞數(shù)量顯著減少。Th17是主要的炎癥細胞,而Treg細胞是主要的抗炎細胞,這兩者的數(shù)量及功能失衡可能是導(dǎo)致銀屑病發(fā)生的重要通路。
Th17在銀屑病患者中主要通過分泌致炎因子而發(fā)揮免疫炎性作用。Th17細胞可分泌白細胞介素17(IL-17)、IL-21、IL-22及IL-26等[13-14],其中對銀屑病的發(fā)生發(fā)展起主要調(diào)節(jié)作用的是IL-17、IL-22。IL-17可激活角質(zhì)形成細胞并促進其增殖,還可激活角質(zhì)形成細胞上的IL-17受體,與Th1及Th2分泌的細胞因子協(xié)作導(dǎo)致銀屑病的發(fā)生[14-15],通過促進炎性因子如趨化因子、抗菌肽的產(chǎn)生及激活炎癥皮膚中的其他免疫細胞放大炎癥反應(yīng)[14],還可通過直接或間接途徑正反饋驅(qū)動Th17細胞激活[15]。IL-22也可調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細胞增殖和表皮增生并抑制角質(zhì)形成細胞凋亡,誘導(dǎo)抗菌肽的產(chǎn)生[16]。
與Th17細胞作用相反,Treg細胞可通過分泌抗炎相關(guān)因子如轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、IL-10發(fā)揮抗炎作用[12,17-18]。IL-10可抑制免疫細胞分泌IL-1、IL-2、IL-3、腫瘤壞死因子α、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子等致炎因子,還可抑制Th1及Th17的致炎作用[18-20],影響樹突細胞的分化并抑制IL-12的產(chǎn)生,從而降低樹突細胞促進T細胞活化和Th1分化的能力[21]。TGF-β可調(diào)節(jié)Th1/Th2通路,抑制巨噬細胞活性[22]。Treg細胞作為重要的抗炎細胞,對維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定具有重要作用[17,22]。Treg細胞可負調(diào)節(jié)CD4+T細胞,抑制CD4+T細胞增殖[14]。銀屑病發(fā)病機制相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[23],Treg細胞不僅數(shù)量異常,其負調(diào)節(jié)CD4+T細胞的功能也下降,抗炎功能障礙。
MSC最初在骨髓中發(fā)現(xiàn),具有成纖維細胞的形態(tài)[24],是一種具有自我更新及多向分化潛能的干細胞[1,25],來源廣泛,可源于骨髓、脂肪、胎盤、皮膚、牙髓、臍帶血、羊水、滑膜及乳汁[3,26]。MSC可促進損傷組織再生,具有很強的免疫調(diào)節(jié)能力,可抑制T細胞的增殖分化,抑制樹突細胞成熟,影響B(tài)細胞活性及增殖,抑制NK細胞增殖,誘導(dǎo)Treg細胞增殖分化[3,27]。將人的MSC與各種免疫細胞共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)MSC可調(diào)節(jié)免疫細胞分泌的細胞因子,調(diào)節(jié)Treg細胞增殖[4],MSC與CD4+T細胞共培養(yǎng)可抑制Th17的增殖分化[24],促進Treg細胞增殖[2]。用MSC治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡[1]、哮喘[5]、肝纖維化[28]、高血壓[29]等與Th17/Treg比例失衡相關(guān)疾病的小鼠模型發(fā)現(xiàn),其相關(guān)臨床癥狀可得到緩解,機制與抑制Th17細胞增殖分化、促進Treg細胞增殖有關(guān)。Kim等[30]使用人臍帶血MSC治療咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病小鼠模型發(fā)現(xiàn),其臨床癥狀得到緩解,且外周血及皮損局部IL-17表達降低。Campanati等[31]發(fā)現(xiàn),銀屑病皮損皮膚MSC與正常人及非皮損區(qū)皮膚MSC相比,Th17、Th1等相關(guān)致炎因子如IL-6、IL-8、IL-17F、IL-17C、IL-17RA、IL-23A等呈高表達,這些致炎因子可激活并促進T細胞增殖。
MSC具體通過何途徑調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞還不清楚。研究表明[32],在MSC與外周血單個核細胞(PBMC)共培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)MSC可誘導(dǎo)T細胞分化為Treg細胞,并影響PBMC使其釋放的炎性介質(zhì)減少,抗炎介質(zhì)增加。MSC可通過分泌TGF-β、前列腺素E2、IL-10、吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)、一氧化氮(NO)等細胞因子促進Treg細胞增殖[4],Tasso等[33]使用MSC治療葡萄膜炎小鼠模型,發(fā)現(xiàn)MSC可通過分泌TGF-β促進Treg細胞增殖而減輕小鼠的臨床癥狀。MSC可促進樹突細胞和單核細胞分泌IL-10,而促進Treg細胞增殖分化[3,25,34]。另外,IDO 可抑制 Th17細胞的增殖分化,而MSC可通過分泌IDO抑制Th17細胞增殖分化,從而減輕Th17所致的炎癥反應(yīng)[3,28]。MSC還可通過下調(diào)核因子κB信號使T細胞暫停在G0/G1期而抑制T細胞增殖分化,且MSC分泌的NO對T細胞增殖分化亦有影響[3]。
外泌體是胞外膜泡中直徑30~100 nm的小泡,外泌體內(nèi)含來源于母細胞的蛋白質(zhì)、mRNA、微小RNA、脂質(zhì)[32,35,36],可特異性表達 CD9、CD81、CD63[32]。外泌體來源廣泛,可產(chǎn)生于各種細胞包括樹突細胞、T細胞、B細胞、巨噬細胞、MSC、腫瘤細胞,還廣泛存在于血漿、尿液、乳汁中[5,36]。不同來源的外泌體功能不同[35-38]。
MSC對免疫的調(diào)節(jié)作用機制尚不清楚,但近年來許多研究表明,MSC的免疫調(diào)節(jié)作用與其旁分泌作用有關(guān),外泌體被認為是由MSC分泌與目標組織細胞之間進行物質(zhì)交流及信息傳遞的主要載體[32,36]。Du等[5]將MSC、MSC-ex分別與PBMC共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)與對照組相比,實驗組Treg細胞比例均增加,但MSC組比MSC-ex組增加更顯著。Zhang等[6]用干擾素γ、TGF-β刺激MSC,發(fā)現(xiàn)在不同刺激下MSC可分泌含不同量TGF-β、IDO的MSC-ex,將MSC-ex與PBMC共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),含TGF-β、IDO高的MSC-ex促進PBMC向Treg分化更明顯??梢奙SC的免疫調(diào)節(jié)功能可部分通過MSC-ex實現(xiàn),且MSC-ex含有的各種細胞因子可作為整體協(xié)同作用。研究發(fā)現(xiàn)[6,32,36,39],MSC-ex調(diào)節(jié) Th17/Treg平衡有與 MSC 類似的作用,可使T細胞分化為Th17細胞的潛能下降,促進Treg細胞增殖,使其在外周血中比例升高,且這種作用與MSC-ex呈劑量依賴性。MSC可通過分泌TGF-β、前列腺素E2、IL-10、IDO、NO等細胞因子來調(diào)節(jié)Treg細胞,然而這些細胞因子不能單獨解釋MSC對Treg細胞的調(diào)節(jié)作用,可能作為整體共同起作用[2,5,40]。MSC-ex中含有約200多種蛋白質(zhì),被認為是一種比較可靠的免疫調(diào)節(jié)細胞因子的載體[5]。Zhang等[6]在MSC-ex中檢測到TGF-β、IFN-γ、IDO、IL-10等細胞因子,這些細胞因子可調(diào)節(jié)Treg使其數(shù)量增多,且對Th17有抑制作用[3,28]。另外,MSC-ex還可上調(diào)抗炎介質(zhì)IL-10的相關(guān)基因[2],從而間接調(diào)節(jié)Treg細胞。
Th17/Treg比例失衡對銀屑病的發(fā)生有著重要的作用。MSC作為一種具有自我更新及多向分化潛能的細胞,可促進損傷組織修復(fù),調(diào)節(jié)機體免疫功能。在銀屑病患者的骨髓及皮損處的MSC異常參與銀屑病的發(fā)生,具體機制尚不清楚。MSC可通過分泌各種細胞因子及胞外囊泡對Th17/Treg起調(diào)節(jié)作用,而外泌體作為胞外囊泡中的代表,可能是MSC調(diào)節(jié)Th17/Treg的重要方式之一。MSC-ex作為MSC調(diào)節(jié)免疫的重要方式之一,在銀屑病患者中其骨髓及皮損處皮膚MSC分泌MSC-ex是否異常?如異常,是否會影響Th17/Treg的平衡,進而影響銀屑病的發(fā)生?尚需進一步研究。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突