樹突狀細胞相關GPCR與多發性硬化①

段彥輝 杜昌升 (上海市信號轉導與疾病研究重點實驗室同濟大學生命科學與技術學院受體生物醫藥實驗室同濟大學生命科學與技術學院，上海200092)

1 多發性硬化癥與樹突狀細胞

多發性硬化癥(Multiple sclerosis，MS)是一種由CD4+T細胞介導的自身免疫性疾病，其病理特征是免疫細胞攻擊中樞神經系統導致脫髓鞘，從而引發功能障礙。最新研究顯示，分泌干擾素-γ(IFN-γ)的TH-1細胞和分泌白介素17(IL-17)的TH-17這兩個CD4+細胞亞群失調是多發性硬化癥及其實驗動物模型EAE(Experimental autoimmune encephalomyelitis，實驗性變態反應性腦脊髓炎)的主要病因。在TH細胞移植誘導EAE的實驗研究中人們發現，TH-17受體小鼠主要表現為腦部巨噬細胞浸潤產生炎癥，最終形成非典型性的EAE，而TH-1受體小鼠只表現出脊髓部的中性粒細胞浸潤而形成典型的 EAE［1］。

樹突狀細胞(Dendritic cells，DC)最先由Steinman等人發現，是機體內功能最強的抗原提呈細胞，在免疫反應的啟動過程中起著重要的作用。在免疫應答過程中，未致敏的T細胞(na?ve T cell)的發育由抗原激活的成熟DC細胞提供的信號決定:DC細胞表面的MHC-抗原復合體、共刺激信號，結合一系列的細胞因子，使未致敏的T細胞成為活化的效應T細胞;DC細胞通過調節自身細胞因子的分泌，打破細胞因子穩態，決定T細胞的分化方向與免疫應答的類型。研究結果顯示，白細胞介素1(IL-1)、轉化生長因子-β(TGF-β)［2］、白細胞介素 6(IL-6)［3］等細胞因子水平上調會導致T細胞向TH-17分化，IL-23對于維持TH-17細胞活性以及其增殖有重要作用［4］，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)能夠增強 IL-6 和IL-23的作用，從而促進TH-17的分化［5］。而IL-12、IL-18、IL-27、IFN-γ 等能夠促進 TH-1 分化，特別是IL-12與IL-18更是起著決定性作用［6］。IL-10可以誘導T細胞向Treg方向轉化［7］，抑制IL-23和TNF-α的在影響T細胞分化中的作用［8］。

2 GPCR與樹突狀細胞

G蛋白偶聯受體(GPCRs)是細胞表面蛋白中最大的一個家族，人類共有1 000多種GPCR，是細胞外的信息向胞內傳遞過程中重要的中間體。它們介導的信號不僅涉及視覺控制、腫瘤發生等，而且參與調節免疫應答和炎癥反應。免疫或炎癥反應中的多種介質如組胺、嘌呤核苷、前列腺素等都通過GPCR傳遞信號。樹突狀細胞的細胞膜上能夠表達種類繁多的GPCR，如:組胺受體(HRs)、半胱氨酸白三烯受體(Cys-LTRs)、前列腺素受體(EPRs)、阿片受體和腺苷受體(ARs)等等。

樹突狀細胞膜表面GPCR能通過調節樹突狀細胞的功能與細胞因子分泌，間接影響下游T淋巴細胞的活化與分化，緩解或加劇MS、EAE的發病。

2.1 組胺受體 組胺(Histamine)是一類內源性的短效生物胺，因其在速發性過敏反應等方面起了重要作用而成為醫學領域近一個世紀以來研究最為熱點的物質之一。組胺受體家族目前有四個成員:H1R，H2R，H3R，H4R。研究發現，這幾種受體在樹突狀細胞中均有表達，組氨通過這些受體可以調節成熟樹突狀細胞細胞因子的分泌，從而改變T淋巴細胞的極化。

在樹突狀細胞中，H1受體對于IFN-γ和IL-17的平衡十分重要。利用從人體中分離出的DC細胞進行實驗發現，H1受體能夠提高樹突狀細胞提呈抗原和分泌促炎因子的能力，從而激活TH-1細胞。利用基因敲除小鼠進行實驗發現，在過敏性皮炎實驗動物模型中，H1r-/-小鼠相對于野生小鼠發病減輕，小鼠體內分泌IFN-γ的CD8+細胞比例相對于野生型小鼠要小。而且在H1r-/-小鼠體內分離出的樹突狀細胞IL-12分泌水平有所下降，而IL-6、IL-23的水平上調。從上述細胞因子變化情況研究者猜測:H1r-/-小鼠體內TH-17分化會劇，EAE發病會相對嚴重，但是，實驗發現H1r-/-小鼠不僅表現出病發延遲，而且臨床癥狀也相對于野生鼠較輕，這一現象與TCR下游p38MAPK活性受抑制而導致CD4+T細胞分泌的IFN-γ顯著下降有關［9］。樹突狀細胞也表達H2和H3受體。H2受體一定程度上能夠調節樹突狀細胞抗原提呈能力以及TH-1和TH-2免疫應答:H2R受體激活后，樹突狀細胞分泌的IL-10上調而IL-12被下調從而促進Na?ve T向TH-2分化而抑制TH-1 的分化［10-11］。Gschwandtner等［12］還發現 H2受體能夠協同H4受體抑制樹突狀細胞分泌TNF-α和IFN-α。但關于H3R在免疫方面特別是在調節樹突狀細胞功能方面的研究還比較鮮見。

H4受體在2001年被發現，因其在調節固有免疫和適應性免疫均發揮重要作用而成為近些年來的研究熱點。H4受體相比于H1受體，對組胺有更強的親合力，組胺通過作用于樹突狀細胞 H4受體，能夠促進T細胞分化為TH-2細胞而且組胺作用于H4R使得 DC 抗原提呈能力下降［13］。Simon 等［14］后來用H4R-/-小鼠實驗發現受體敲除小鼠的樹突狀細胞抗原提呈能力增強，IFN-γ和 IL-10分泌水平下降。作為一個具有良好前景的治療炎癥性疾病與自身免疫病藥物靶點，H4R受到許多研究機構、公司的關注、并致力于開發 H4R 特異性藥物［15，16］。

2.2 白三烯受體 白三烯是花生四烯酸的衍生物，由花生四烯酸經磷酸化酶 A2α，5-脂氧化酶等一系列下游酶作用(5-脂氧化酶途徑)而生成白三烯 B4和半胱氨酸白三烯(包括 LTC4，LTD4，LTE4)兩類物質。其中白三烯B4可作用于兩種G蛋白偶聯受體BLT1和BLT2，半胱氨酸白三烯可作用于兩種受體CysLT1和CysLT2。白三烯在哮喘、風濕性關節炎、動脈粥樣硬化、腸炎等一系列自身免疫性疾病中，都作為一個促炎介質存在。LTB4主要由多核白細胞釋放，近些年來，它與PGE2作為兩個主要的由抗原提呈細胞在炎癥條件下分泌的酯類物質而在免疫學研究中日益受到關注。

Machida［17］發現在小鼠的樹突狀細胞上有半胱氨酸白三烯受體的表達，同時還發現，半胱氨酸白三烯主要通過 CysLT1受體來調節樹突狀細胞的功能。用CysLT1受體的激動劑處理樹突狀細胞能夠抑制細胞分泌IL-12、提高IL-10分泌水平從而促進T細胞向TH-2分化、抑制TH-1細胞分化。由此看來CysLT1受體藥物或許可以成為良好的MS治療用藥。但是，新的研究發現，CysLT1信號并不影響T細胞的分化，CysLT1拮抗劑可以阻斷 T細胞的趨化及改善血腦屏障的通透性，從而延緩及減輕EAE小鼠發病［18］。在兩個半胱氨酸白三烯受體中，Cys-LT2相比于CysLT1作用沒那么顯著，再加上到目前為止，CysLT2受體的特異性拮抗劑還沒有被發現，因此針對于 CysLT2的研究還比較少。不過，Jiang等人在巨噬細胞中CysLT1和CysLT2是共表達的，CysLT2會與CysLT1爭奪配體，從而影響CysLT1的功能，而且在巨噬細胞中CysLT2受體表達下調會相對提高CysLT1受體的表達量［19］。

關于LTB4，最初人們發現，BLT1/2的激活會提高樹突狀細胞中CCR7的表達量，影響樹突狀細胞與CCL-19/21相關的遷移。之后又發現，BLT1-/-樹突狀細胞激活T細胞的能力和分泌IL-12的能力下降，這也就提示BLT1或許能夠最終調控EAE等與T細胞介導的自身免疫疾病的病發，而后續的研究也觀察到了 BLT1-/-表現出了對 EAE 的抗性［20，21］。

2.3 代謝性谷氨酸受體 代謝性谷氨酸受體(mGluRs)是谷氨酸受體的一個分支，包括mGluR1、mGluR2、mGluR3、mGluR4、mGluR5、mGluR6、mGluR7、mGluR8。在這些受體中，mGluR4在樹突狀細胞中有較高水平的表達。研究發現，樹突狀細胞上的mGluR4對于樹突狀細胞控制TH細胞分化過程是必不可少的。谷氨酸受體被激活后能夠降低細胞內的cAMP水平，從而提高IL-12和 IL-27的分泌水平，降低IL-6與IL-23水平。利用來源于Grm4-/-小鼠的樹突狀細胞分進行實驗發現其分泌的IL-23和IL-6水平上升，IL-12和IL-27水平下降有，利于TH-17細胞分化。利用EAE小鼠模型進行實驗發現，mGluR4敲除小鼠發病相比于正常小鼠也要嚴重的多［4］。

2.4 前列腺素受體 前列腺素(Prostaglandin，PG)包括前列腺素 D2、E2、F2α、I2和凝血惡烷，與之對應的有八種受體:PGD受體(DP)，四種 PGE受體亞型(EP1，EP2，EP3，EP4)，PGF 受體(FP)，PGI 受體(IP)和 TXA受體(TP)［22］。利用上述八種受體的基因敲除小鼠進行實驗發現，除了EP4-/-小鼠表現出了對EAE抗性外，其他基因敲除小鼠與野生型小鼠一樣對EAE易感。前列腺素通過作用于樹突狀細胞上的EP4受體調節樹突狀細胞的功能并控制下游T淋巴細胞的分化:EP4受體的激動能夠提高樹突狀細胞分泌IL-23促進TH-17細胞分化增殖加劇病情;而EP4受體被拮抗之后，IL-23分泌下調，病狀減輕［23］。有趣的是，EP2雖同是 PGE2的受體，也同樣能夠引起胞內cAMP水平升高，但是相關的研究發現，EP4受體存在之后，EP2在促進效應T細胞分化以及誘導EAE中的作用就成多余的了，基本不起作用［22］，這也就解釋了為什么EP-/-2小鼠同樣表出對EAE易感。

2.5 腺苷受體 腺苷是一類重要內源性生物分子，它可以通過 A1、A2A、A2B和A3四種 G蛋白偶聯受體來調節組織功能。其中A1和A3通過Gi途徑抑制腺苷酸環化酶的活性，引起細胞內cAMP水平下降，而A2A和 A2B通過 Gs蛋白提高細胞內cAMP的濃度。現有的研究資料表明，樹突狀細胞能夠表達 A1、A2A、A2B和 A3四種受體［24］。

A1在樹突狀細胞中的表達并不是恒定不變的，在未成熟的樹突狀細胞中A1的表達量比較高，伴隨著樹突狀細胞的成熟，A1的表達水平會下降。未成熟的樹突狀細胞表現出一定的趨化特性，腺苷通過作用A1受體使樹突狀細胞向產生腺苷的炎癥部位聚集。另外，有研究發現，A1R-/-小鼠的巨噬細胞等單核細胞促炎基因表達相對活躍，A1受體敲除小鼠在做EAE建模中相比于野生型小鼠脫髓鞘更為嚴重［25］。A2A受體在未成熟的樹突狀細胞中表達水平不高，但成熟樹突狀細胞中其表達會顯著上調。細胞實驗中腺苷類似物作用于樹突狀細胞引起胞內cAMP濃度升高，抑制樹突狀細胞分泌促炎因子IL-12和TNF-α［26］，減弱 TH-1免疫應答，從這點上看A2A受體激動劑或許會可以成為治療 MS藥物。但是，小鼠實驗發現，A2A受體拮抗劑能夠減輕EAE發病，因為A2AR被阻斷后，脈絡叢中的粘連分子表達量相對較低，從而減少了CD4+淋巴細胞對腦和脊髓的浸潤［27］。

關于A2B受體在樹突狀細胞表達的報道現在還不多，到目前，關于A2B受體免疫學作用的研究主要集中在肥大細胞上。但是最新研究也發現，樹突狀細胞中A2B激動后能夠促進下游TH-17分化［28］。關于A3受體在樹突狀細胞中的功能的研究目前也不多見。Varani等發現 A3受體激活后 NF-κB的活性受抑，關節滑液細胞分泌 TNF-α和IL-8的水平下降，在一定程度上抑制炎癥細胞的分化從而緩解炎癥反應。另有報道提到 A3受體激動劑能夠誘導外周單核細胞的凋亡，使用 A3的激動劑 IB-MECA處理小鼠后，小鼠血漿中 IL-12、IFN-γ降低，IL-10水平上升［29］。上述資料表明，A3受體激動劑在治療自身免疫性疾病中有很好的前景，而且IB-MECA已經作為治療風濕性關節炎的藥物進入三期臨床試驗。或許IB-MECA在治療與風濕性關節炎一樣同為自身免疫性疾病的多發性硬化中有一定功效，值得我們去研究證實。

3 結語

多發性硬化是由T細胞介導的自身免疫性疾病，T細胞激活所需的多種細胞因子主要由樹突狀細胞分泌，因此樹突狀細胞在多發性硬化癥的病發和發展過程中起著重要作用。樹突狀細胞由此也成為治療自身免疫疾病的重要靶點。GPCR家族成員眾多，功能涉及幾乎所有的細胞生物學過程，通過干預GPCR來調節樹突狀細胞功能，并最終達到治療或延緩自身免疫性中樞神經系統炎癥的目的，將為開發治療多發性硬化等自身免疫性疾病的新型藥物提供新的思路。

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