Th17細胞與肝臟疾病

宋勝斌 魏峰 周俊英

Th17細胞是一類獨立于 T h1(T helper type 1)、Th2的Th細胞亞群，在其分化過程中需要白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)和轉(zhuǎn)化生長因子 β (transforming growth factor β，TGF-β)、IL-23、轉(zhuǎn)錄因子 R OR-γt(orphan nuclear hormone receptor-γt)及 S TAT3(signal transducer and activator of transcription 3)參與。目前研究發(fā)現(xiàn)Th17細胞分泌的IL-17、IL-6、IL-22等細胞因子參與肝臟損傷及再生過程，在脂肪肝、自身免疫性肝病及肝臟腫瘤中發(fā)揮重要作用，本文就Th17細胞在肝臟疾病中的作用作一綜述。

1 Th17細胞概述

2 影響Th17細胞分化的因素

2.1 TGF-β、IL-6-Th17細胞分化的啟動因子T細胞在TGF-β和IL-6的共同誘導(dǎo)下分化為Th17細胞，分泌IL-17和IL-6，參與炎性反應(yīng)和自身免疫性疾病;在TGF-β單獨的誘導(dǎo)下則分化成Treg細胞，分泌TGF-β并表達Foxp3，參與免疫調(diào)節(jié)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，當免疫系統(tǒng)未激活時，TGF-β使Treg產(chǎn)生，Treg可抑制炎性反應(yīng)，并防止自身免疫病的發(fā)生。但是在感染后，免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的IL-6抑制Treg產(chǎn)生，并與TGF-β共同誘導(dǎo)促進炎性Th17細胞的分化。Veldhoen等［2］研究發(fā)現(xiàn)，加入抗TGF-β中和抗體能抑制IL-17的產(chǎn)生，提示TGF-β在誘導(dǎo)初始T細胞分化為Th17細胞中起著重要輔助作用。同樣，TGF-β缺乏小鼠中Th17細胞數(shù)量減少，而過表達TGF-β的小鼠中Th17細胞數(shù)量增加。活化樹突狀細胞(dendritic cell，DC)分泌的細胞因子(主要是IL-6)也參與誘導(dǎo)Th17細胞分化。目前認為IL-6誘導(dǎo)Th17細胞分化可能與STAT3的激活有關(guān)［3］。IL-6是STAT3的激活物，STAT3激活可使IL-17分泌量增加，因此IL-6也能促進Th17細胞分化。在體外，TGF-β和IL-6可以取代活化的DC培養(yǎng)液，誘導(dǎo)Th17細胞分化，其他細胞因子如IL-1β和TNF-α能促進TGF-β和IL-6誘導(dǎo)Th17細胞的分化，但不能取代TGF-β和IL-6，只有當TGF-β和IL-6共同存在時，才能誘導(dǎo)細胞分化成分泌IL-17的Th17細胞。

2.2 IL-23-Th17細胞分化的促進因子 IL-23由DC和其它抗原提呈細胞分泌，是IL-12家族的成員，包含一個與IL-12共同的亞單位p40和一個特有的p19亞單位，IL-23的受體為IL-12Rβ1和IL-23R。IL-23可以介導(dǎo)STAT3的磷酸化過程，激活STAT3，促進IL-17的分泌。在阻止實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experi-mental autoimmune encephalomyelitis，EAE)進展的體外實驗中發(fā)現(xiàn)，IL-23能促進IL-17生成細胞的增殖，并在維持Th17細胞表型方面發(fā)揮重要作用［4］。但是，IL-23不能誘導(dǎo)初始T細胞分化為Th17細胞，只能增強記憶性T細胞庫中Th17細胞的增殖，并維持Th17細胞的存活［5］。IL-23缺乏小鼠體內(nèi)幾乎沒有Th17細胞，提示在缺乏IL-23時，即使Th17細胞能產(chǎn)生，也不能正常生存或擴增。

2.3 IFN-γ、IL-4和 IL-27-Th17細胞分化的抑制因子 IFN-γ和IL-4能分別誘導(dǎo)Th1細胞和Th2細胞的分化，近來在體外細胞培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，當存在抗IFN-γ單抗時，大多數(shù)初始型T細胞分化為Th17細胞;阻斷IL-4的作用后也能觀察到類似的結(jié)果［6］。另有研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ和 IL-4可以干擾 TGF-β1誘導(dǎo)的Th17細胞分化過程。IFN-γ可抑制TGF-β1下游Smad3的磷酸化作用，從而阻斷Smad3對TGF-β1受體的影響［7］。上述研究證明IFN-γ和IL-4在Th17細胞分化過程中具有抑制作用。此外，IL-12家族成員IL-27也是Th17細胞的負性調(diào)節(jié)物。IL-27是EBI3和p28鏈組成的異二聚體，由DC和巨噬細胞產(chǎn)生，通過與IL-27受體鏈和gp130受體鏈組成的復(fù)合物結(jié)合，參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。當IL-27缺乏時，Th17細胞的生成增加［8］。Bettelli等［9］研究發(fā)現(xiàn)，IL-27基因敲除大鼠對EAE高度易感，與野生型大鼠比較，其脫髓鞘嚴重，炎癥作用明顯，引流淋巴結(jié)中 Th17 細胞明顯增多，IL-17A、IL-17F、IL-6、TNF、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等相關(guān)細胞因子產(chǎn)生增多。因此IL-27對Th17細胞的分化產(chǎn)生抑制作用。

2.4 轉(zhuǎn)錄因子ROR-γt-誘導(dǎo)Th17細胞分化的主要轉(zhuǎn)錄因子ROR-γt是胎兒淋巴組織誘導(dǎo)細胞表達的轉(zhuǎn)錄因子，由Rorc基因編碼，在造血細胞內(nèi)表達，參與淋巴結(jié)、腸內(nèi)淋巴組織和不成熟胸腺的形成。在分化成熟的Th17細胞內(nèi)ROR-γt特異性高表達，而且在初始T細胞內(nèi)轉(zhuǎn)入編碼ROR-γt的逆轉(zhuǎn)錄病毒可誘導(dǎo)IL-17分泌，表明ROR-γt在Th17分化過程中發(fā)揮重要作用。由于ROR-γt可以作為染色體重塑因子開放IL-17基因座位，并使其它因子直接結(jié)合到IL-17啟動子上，因此ROR-γt缺乏動物Th17細胞數(shù)量也相應(yīng)減少［10］。ROR-γt也可以通過調(diào)節(jié)IL-23的應(yīng)答和控制IL-23R的表達來控制Th17的生成。在Th17細胞分化過程中，ROR-γt與其它轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮協(xié)同作用。

3 Th17細胞與肝臟疾病的關(guān)系

在肝臟相關(guān)疾病中，以Th17細胞為中心的促炎性因子通路與肝臟損傷的密切關(guān)系也得到越來越多的證據(jù)支持，因此對于Th17的深入研究可能為臨床治療提供新的手段。Th17細胞可以產(chǎn)生IL-17、IL-6、IL-22等細胞因子，并通過多種途徑參與肝臟損傷及再生過程，可能在脂肪肝、自身免疫性肝病及肝臟腫瘤等肝臟疾病中發(fā)揮重要作用。

3.1 IL-17在肝損傷中的作用 IL-17是Th17細胞產(chǎn)生的重要細胞因子之一。IL-17細胞因子家族包括IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(IL-25)和 IL-17F。通常 IL-17是指 IL-17A。目前對于IL-17A和IL-17F研究較多，編碼IL-17F的基因位于 IL-17A的基因附近，IL-17F和 IL-17A結(jié)構(gòu)相似，有44%的同源性。IL-17具有促炎癥作用，誘導(dǎo)促炎細胞因子(如IL-6、TNF)、趨化因子和基質(zhì)金屬蛋白酶的表達，引起組織細胞浸潤和破壞。IL-17也參與中性粒細胞的增殖、成熟和趨化，對T細胞的活化起協(xié)同刺激作用。IL-17有5種受體，但目前只有IL-17A和IL-25受體的特征研究得比較清楚。IL-17受體(IL-17R)分布廣泛，在肝臟、脾臟及腎臟等器官都有不同程度的表達，IL-17與IL-17R有高度親和力，可通過多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。IL-17同IL-22一樣，在各種慢性炎癥疾病中表達增加，但是，二者在炎性反應(yīng)中的作用不同。Hennig等［11］研究發(fā)現(xiàn):給予者正常小鼠注射刀豆蛋白A(concanavalin A，ConA)可誘導(dǎo)肝組織IL-22、IL-17mRNA和血清中IL-17A蛋白表達，提示IL-17可能在急性肝臟炎癥中發(fā)揮重要作用，但是給予IL-22缺乏小鼠注射ConA后，肝損傷較正常小鼠明顯加重，進一步應(yīng)用IL-22/IL-17雙缺乏小鼠研究發(fā)現(xiàn)，注射ConA后肝損傷程度與IL-22缺乏小鼠無明顯差異，表明IL-17在ConA介導(dǎo)的肝損傷中無明顯作用。Zenewicz［12］等也發(fā)現(xiàn)IL-17對肝臟炎癥無明顯作用。但最近有研究發(fā)現(xiàn)IL-17可能與肝臟自身免疫性疾病相關(guān)。Lan等［13］測定了IL-17在人類和鼠類原發(fā)性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)模型肝臟中的作用，發(fā)現(xiàn)在PBC患者肝組織中IL-17(+)的淋巴細胞性浸潤頻率較正常組升高;IL-2Rα敲除小鼠(PBC的鼠類模型)，也可見IL-17(+)細胞在匯管區(qū)聚集及肝臟Th17細胞較外周組織顯著增加;與脾臟相比，正常C57BL/6J小鼠肝臟的T細胞分泌更高水平的IL-17，因此作者認為Th17細胞在肝臟中被優(yōu)先誘導(dǎo)，更為重要地是，共同培養(yǎng)C57BL/6J小鼠脾臟和肝臟非實質(zhì)細胞的T細胞與單獨培養(yǎng)脾臟T細胞相比IL-17的產(chǎn)生增加10倍，說明在自身免疫性肝病和其他肝臟炎性疾病中，肝臟微環(huán)境對于誘導(dǎo)Th17細胞的產(chǎn)生具有重要作用。Hamada等［14］發(fā)現(xiàn)在單核細胞增多性李司忒氏菌感染早期小鼠的肝臟中可見IL-17A表達，并發(fā)揮重要的保護性免疫作用。另外，Lemmers等［15］研究了IL-17通路在酒精性肝硬化和酒精性肝炎中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在酒精性肝病患者肝組織中可見IL-17受體表達，IL-17血清水平顯著升高，外周血單核細胞產(chǎn)生更多的IL-17，其T淋巴細胞是一種分泌IL-17的表型，還可見大量IL-17(+)的T淋巴細胞、中性粒細胞浸潤，認為人類酒精性肝病以IL-17通路的激活為特征，IL-17分泌細胞的浸潤促進肝臟中性粒細胞募集，從而引起炎癥反應(yīng)，造成肝組織損害。在肝移植方面，F(xiàn)abrega等［16］研究發(fā)現(xiàn)，肝移植術(shù)后人群較健康人群IL-23和IL-17均顯著升高;肝移植后，急性肝臟排異反應(yīng)期的人群與未發(fā)生排異反應(yīng)的人群相比其IL-23和IL-17也明顯升高，因此可以推測IL-17可能作為評價肝移植術(shù)后排異反應(yīng)的一個指標。

3.2 IL-6的“雙刃劍”作用 IL-6是機體活化的T細胞分泌的重要免疫調(diào)節(jié)因子，在免疫應(yīng)答早期發(fā)揮重要作用，其生物學(xué)功能由IL-6受體系統(tǒng)介導(dǎo)。IL-6受體系統(tǒng)由兩個不同的膜蛋白組成，分別是配基結(jié)合鏈(IL-6R)和非配基結(jié)合鏈(gp130)。由于IL-6Rα僅存在于肝細胞和一些免疫細胞(如中性粒細胞、單核細胞、T細胞和B細胞)中，所以IL-6與IL-6Rα結(jié)合后主要在肝臟和免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用。在非酒精性脂肪性肝炎患者的肝組織和血漿中，IL-6 mRNA和蛋白表達顯著增加［17］。病毒性肝炎患者血清IL-6活性明顯增高，且與肝細胞壞死的程度及病毒復(fù)制活躍程度密切相關(guān)，其機制可能為:肝炎病毒感染的直接刺激是血清IL-6水平增加的基礎(chǔ)，升高的IL-6又通過其生物學(xué)作用，參與了病毒性肝炎的免疫病理損傷，在已有病毒感染及機體免疫應(yīng)答引起肝損害的基礎(chǔ)上，對肝細胞形成第二次攻擊，加重肝細胞壞死。另外，IL-6是一個護肝因子，IL-6誘導(dǎo)肝臟急性期反應(yīng)蛋白(包括:血清淀粉樣蛋白A、C-反應(yīng)蛋白、纖維蛋白原及巨球蛋白)的產(chǎn)生，有助于肝細胞從G0期向G1期轉(zhuǎn)變，以促進肝臟生長和修復(fù)。IL-6在肝臟缺血-再灌注損傷中也有一定保護作用，預(yù)先用IL-6處理肝臟，能明顯改善肝移植后肝臟再生情況，提高移植后生存率。Sun等［18］也發(fā)現(xiàn)肝移植后需要透析的患者比不需要透析的患者Th17細胞增加，故可以推測Th17細胞與肝移植的預(yù)后有關(guān)。IL-6通過活化STAT3引起內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)Ref-1上調(diào)，減少對肝細胞氧化損傷，并誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL等表達，從而抵抗Fas介導(dǎo)的肝細胞凋亡。IL-6除了直接活化STAT3外，還通過細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子(suppressor of cytokine signaling，SOCS)對活化信號途徑進行負調(diào)節(jié)，IL-6活化的STAT3可引起SOCS水平增加，并下調(diào)IL-6對STAT3的活化作用。

3.3 IL-22對肝臟損傷的保護作用 IL-22是Th17細胞產(chǎn)生的另一個重要細胞因子，是IL-10家族的新成員，與IL-10有23%的同源性。IL-22的受體為細胞因子受體家族(cytokine receptor family，CRF)2-4(IL-10R2)和 IL-22R1(CRF2-9)。IL-22特異性結(jié)合鏈CRF2-9/IL-22R1主要分布于正常的肝臟、胰腺、結(jié)腸等以及肝癌HepG2等腫瘤細胞系，而CRF2-4廣泛分布于全身各組織。IL-22的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通過CRF2-4和IL-22R1進行，二者必須聚集成受體復(fù)合物再結(jié)合IL-22后才能誘導(dǎo)信號。IL-22和IL-10激活相似的STAT信號途徑(包括STAT1、STAT3和STAT5)。IL-22R1鏈負責(zé)STAT活化，IL-22R1基因可在正常的肝臟中表達，表明IL-22在肝組織中可能起調(diào)控基因表達的作用。由于IL-22和IL-10享有共同的受體亞基IL-10R，故IL-22和IL-10有相似的作用，但IL-22與IL-22R結(jié)合后形成的復(fù)合物在人類肝細胞中表達，可激活ERK、JNK、p38、MAPK等通路及誘導(dǎo)絲氨酸STAT3的磷酸化，而發(fā)揮其與IL-10不盡相同的作用。在人類肝臟炎癥中，可通過多種方式檢測到肝臟IL-22mRNA的表達，在巨細胞病毒感染和ConA介導(dǎo)的大鼠肝炎中，發(fā)現(xiàn)肝臟IL-22mRNA水平升高，IL-22可通過活化Akt和STAT信號及阻斷SOCS-1/3的過表達增強肝細胞增生，從而促進肝細胞再生［19］。Wolk等［20］研究發(fā)現(xiàn)，給大鼠注射脂多糖2 h后，IL-22 mRNA在其肝臟、脾臟、腎臟和肺臟等多個器官中表達增加，并認為IL-22可能預(yù)防組織損傷。Dambacher等［21］應(yīng)用RT-PCR和免疫印跡法發(fā)現(xiàn)正常肝細胞存在IL-22R復(fù)合物的表達，應(yīng)用定量PCR檢測發(fā)現(xiàn)自身免疫性肝炎和病毒性肝炎肝組織中IL-22mRNA表達上調(diào)，并指出IL-22在慢性炎癥過程中抑制肝臟損傷，給予重組IL-22治療可阻止原發(fā)性肝癌的進展。Lauren等［22］應(yīng)用基因敲除技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，在無特異性病原體狀態(tài)下，IL-22缺乏小鼠有正常的免疫系統(tǒng)，但其肝細胞對損害因素高度敏感，表達IL-22的Th17細胞在肝損傷過程中發(fā)揮保護作用，而IL-22缺乏小鼠的Th17細胞無上述保護作用，因此IL-22在肝臟損傷中是一個保護因子。

Th17細胞亞群的發(fā)現(xiàn)，彌補了Th1/Th2介導(dǎo)效應(yīng)機制的不足，Th17細胞通過其產(chǎn)生的細胞因子參與肝臟損傷與再生，可能是治療肝臟疾病和制作新藥的一個重要靶點，深入研究Th17細胞，對肝臟相關(guān)疾病的研究和治療具有理論和實際意義。

1 Krakowski M，Owens T.Interferon-γ confers resistance to experimental allergic encephalo-myelitis.J Immunol，1996，26:1641-1646.

2 Veldhoen M，Hocking RJ，Atkins CJ，et al.TGF beta in the context of an inflammatory cytokine milieu supports denovo differentiation of IL-17-producing T cells.Immunity，2006，24:179-189.

3 Yang XO，Panopoulos AD，NurievaR，et al.STAT3 regulates cytokinemediated generation of inflammatory helper T cells.J Biol Chem，2007，282:9358-9363.

4 Cua DJ，Sherlock J，Chen Y，et al.Interleukin-23 rather than interleukin-12 is the critical cytokine for autoimmune inflammation of the brain.Nature，2003，421:744-748.

5 Weaver CT，Harrington LE，Mangan PR，et al.Th17:An effectorT cell lineage with regulatory T cell Ties.Immunity，2006，24:677-688.

6 Harrington LE，Hatton RD，Mangan PR，et al.Interleukin 17-producing CD4 effector T cells develop via a liesge distinct from the T helper type 1 and lineages.Nat Immunol，2005，6:1123-1132.

7 Wahl SM，Wen J，Moutso P.TGF-beta:a mobile purveyor of immune privilege.Immunol Rev，2006，213:213-217.

8 Batten M，Li J，Yi S，et al.Interleukin 27 limits autoimmune encephalomyelitis by suppressing the development of interleukin17-producing T cells.Nat Immunol，2006，7:929-936.

9 Bettelli E，Oukka M，Kuchroo VK.TH-17 cells in the circle of immunity and autoimmunity.Nature Immunology，2007，8:345-350.

10 Ivanov II，Mckenzie BS，Zhou L，et al.The orphan nuclear receptor ROR-rt directs the differenttiation program of proinflammatory IL-17+T helper cells.Cell，2006，126:1121-1133.

11 Hennig BJ，F(xiàn)rodsham AJ，Hellier S，et al.Influence of IL-10RA and IL-22 polymorphisms on outcome of hepatitis C virus infection.Liver Int，2007，27:1134-1143.

12 Zenewicz LA，Yancopoulos GD，Valenzuela DM，et al.Interleukin-22 but not interleukin-17 provides protection to hepatocytes during acute liver inflammation.Immunity，2007，27:647-659.

13 Lan RY，Salunga TL，Tsuneyama K，et al.Hepatic IL-17 responses in human and murine primary biliary cirrhosis.J Autoimmun，2009，32:43-51.

14 Hamada S，Umemura M，Shiono T，et al.IL-17A produced by gammadelta T cells plays a critical role in innate immunity against listeria monocytogenes infection in the liver.J Immunol，2008，181:3456-3463.

15 Lemmers A，Moreno C，Gustot T，et al.The interleukin-17 pathway is involved in human alcoholic liver disease.Hepatology，2009，49:646-657.

16 Fabrega E，Lopez-Hoyos M，San Segundo D，et al.Changes in the serumlevels of interleukin-17/interleukin-23 during acute rejection in liver transplantation.Liver Transpl，2009，15:629-633.

17 Wieckowska A，Papouchado BG，Li Z.Increased hepatic and circulating interleukin-6 levels in human nonalcoholic steatohepatitis.Am J Gastroenterol，2008，103:1372-1379.

18 Sun HY，Singh N，Cacciarelli TV，et al.Dysregulated expression of T-helper cell responses and susceptibility to infections in high-risk liver transplant recipients.Transpl Immunol，2008，20:68-72.

19 Brand S，Dambacher J，Beigel F，et al.IL-22-mediated liver cell regeneration is abrogated by SOCS-1/3 overexpression in vitro.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，292:1019-1028.

20 Wolk K，Witte E，Hoffmann U，et al.IL-22 induces lipopoly saccharidebinding protein in hepatocytes:a potential systemic role of IL-22 in Crohn’s disease.J Immunol，2007，178:5973-5981.

21 Dambacher J，Beigel F，Zitzmann K，et al.The role of interleukin-22 in hepatitis C virus infection.Cytokine，2008，41:209-216.

22 Lauren A，Zenewicz，George D，et al.IL-22 but not IL-17 provides protection to hepatocytes during acute liver inflammation.Immunity，2007，27:647-659.