Th17及相關細胞因子在哮喘中的作用研究

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(南京中醫藥大學，南京 210029)

·現代醫學研究·

Th17及相關細胞因子在哮喘中的作用研究

凌昊，趙霞*

(南京中醫藥大學，南京 210029)

Th17細胞是近來發現的一類不同于Th1,Th2的另一種CD4+T細胞的新亞型,在自身免疫病、感染等疾病中發揮重要的作用,TH17相關細胞因子如IL-17，IL-23，TGF-β等能夠加重氣道炎癥及促進氣道重塑，氣道炎癥反應又能夠破壞Th17/Treg平衡，從而促進哮喘發作。因此以Th1/Th2/Th17等為靶點，通過抑制或者調節這些細胞的功能，從炎癥反應的上游進行阻斷、調節Th17/Treg平衡,影響哮喘基因調控及編碼的蛋白，進而改善體質，為哮喘的治療開辟新的道路。

Th細胞；相關因子；哮喘/中醫藥療法

目前對支氣管哮喘(bronchial asthma) 發病機制的研究在許多方面仍不十分清楚，傳統認為Th1/Th2免疫功能失衡所致氣道炎癥變化、多種細胞浸潤和氣道組織結構改變,可刺激嗜酸性粒細胞增殖、活化，進而使多種促炎介質分泌增多，形成慢性氣道炎癥。但臨床上針對Th2介導的炎癥反應進行治療，發現喘息癥狀并未得到很好改善。現代研究亦證實,關于哮喘發病機制不能僅僅用已知的Th1/Th2模式來解釋。本文就Th細胞及其相關因子參與哮喘的發病作一探討。

1 Th17細胞生物學特征

Th17細胞是近年發現的不同于Th1和Th2的另一種CD4+T細胞的新亞型[1]，能夠被TGF-β，IL-1，IL-6，IL-21，IL-23等所誘導，并且分泌大量的IL-17A(IL-17)，IL-17F和IL-22,在炎癥反應的發生發展進程中發揮重要作用[2]。Semik等[3]發現Th17細胞與自身免疫性疾病和組織炎癥密切相關。一般認為，轉化生長因子β(transforming growth factor-β)和IL-6是CD4+T細胞向Th17細胞分化過程中的最關鍵細胞因子，即TGF-β和IL-6相結合,誘導轉錄因子RORγt的表達，從而促使初始CD4+T細胞分化為Th17細胞。

IL-17是Thl7細胞的重要表型標志，IL-17(即IL-17A)，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17(即IL-25E)和IL-17F是其家族成員[4]，而Thl7細胞只表達其家族中的IL-17和IL-17F 2種細胞因子。現已證實，IL-17能夠誘發強烈的中性粒細胞炎癥。一方面,它本身是炎癥因子，可以誘導多種細胞分泌和釋放多種中性粒細胞趨化因子(如KC,MIP-2,IL-6,IL-8等)，進而導致大量的中性粒細胞募集；另一方面，可以促進粒細胞集落刺激因子如G-CSF、GM-CSF等的表達，加快中性粒細胞的發育成熟[5-6]。IL-17與TNF-α、IL-6等多種促炎因子協同加強其致炎效應,還能上調多種具有抗微生物活性的多肽如β-防御素，黏蛋白等表達，進而增強宿主防御、抵抗外來病原體入侵的功能[1]。

2 Th17細胞及其相關細胞因子與哮喘的關系

2.1 Th17細胞及IL-17 近年來研究發現，Thl7細胞及其分泌IL-17介導的氣道中性粒細胞性炎癥與哮喘的嚴重程度密切相關[7]。以往的研究認為，重度哮喘患者的局部氣道組織中IL-17呈高表達，同樣施宇衡等[8]研究證實了中重度過敏性哮喘患者IL-17呈高表達主要是由于Thl7細胞活化增加所致,且與哮喘的嚴重程度密切相關。IL-17在哮喘患者的痰液、肺泡灌洗液及血清中表達明顯增多，與氣道炎癥程度呈正相關，提示IL-17與哮喘的發病機制密切相關[9]。Hellings PW等[5]通過動物實驗發現，哮喘小鼠經變應原激發后，氣道組織中IL-17mRNA和蛋白表達增加，認為與氣道的中性粒細胞浸潤密切相關。AI-Ramli W等[10]發現，重癥哮喘患者中性粒細胞的浸潤及IL-17，IL-6，TGF-β，TNF-α等炎癥因子表達顯著升高。對IL-17F轉基因小鼠的研究發現，過度表達IL-17F可導致氣道內中性粒細胞大量浸潤[11]。IL-17可通過促進IL-6，IL-11，vEGF等組織重構相關因子及基質金屬蛋白酶等的表達，加快加重氣道重塑及氣道黏液的分泌[12]。由此推測，Th17細胞通過分泌效應細胞因子IL-17，促進支氣管上皮細胞、成纖維細胞、氣道平滑肌細胞產生多種炎癥介質，招募中性粒細胞聚集炎癥部位，加重哮喘氣道炎癥。

2.2 TGF-β1 TGF-β1是哮喘氣道重塑的關鍵性細胞因子。氣道中的炎性細胞和成纖維細胞、上皮細胞、平滑肌細胞等氣道壁的結構細胞都可分泌TGF-β1。TGF-β1可通過多種途徑參與哮喘的氣道纖維化和氣道重塑的過程。易琳琳等[13]研究發現，TGF-β1既刺激氣道和血管的平滑肌細胞肥大增生，誘導氣道成纖維細胞的分裂增殖，促進纖維黏蛋白和膠原的合成及沉積，同時還抑制膠原酶和蛋白酶的產生以減少膠原的降解。Minshall等[14]用熒光標記的原位雜交方法研究哮喘患者TGF-β1 mRNA表達水平，發現其在支氣管黏膜和肺泡灌洗液中的含量與病情的嚴重程度呈正相關。

2.3 IL-6 首先與IL-6受體(IL-6R)結合,然后與靶細胞膜表面gp130蛋白形成復合物，此時激活了細胞內JAK/STAT3信號轉導通路，再通過轉錄因子STAT3的調控作用來發揮其促炎效應。近年來研究發現,IL-6在機體的免疫調節、炎癥反應、細胞的增殖分化等過程中均發揮重要作用,與哮喘、類風濕性關節炎等炎癥性疾病的發病關系密切[15]。Dienz O等[16]研究發現，體外IL-6在阻斷調節性細胞的發育，維持效應性T細胞和調節性T細胞的平衡發揮關鍵作用，并通過促進Th17細胞而抑制Foxp3+調節性T細胞的分化和增殖，最終促進CD4+T細胞生成的作用。

2.4 IL-23 IL-23是在研究IL-6亞家族蛋白時發現的與IL-12共享P40鏈的新型細胞因子,由P19和P40兩個亞基構成[17]。IL-23誘導活化的Th17細胞表達IL-17A，IL-17F，IL-6，TNF-α等慢性炎癥的細胞因子以及促炎癥反應的趨化因子[18]。Wakashin等[19]發現，IL-23轉基因小鼠吸入抗原致敏后,中和IL-23，能夠促使嗜酸性粒細胞募集和Th2細胞因子減少,相反若使IL-23強行表達可促進嗜酸性粒細胞和中性粒細胞募集氣道，Th2細胞因子，IL-17A和TNF-α顯著增加，提示IL-23能增加Th17，Th2細胞及細胞因子在氣道炎癥中作用。而且該實驗還通過單獨轉入Th17細胞以及同時轉入Th17細胞和Th2細胞等方法證明,IL-23協同Th17細胞不僅能誘導Th17細胞介導的中性粒細胞性氣道炎癥，還能增強Th2細胞介導的嗜酸性粒細胞氣道炎癥反應。

2.5 RORγt 維甲酸孤兒核受體-t(RORγt)受STAT3調控[20]，特異性分布于CD4+T細胞中，是促進CD4+T細胞向Th17細胞分化的特異轉錄因子[21]。IL-6和TGF-β協同作用，RORγt大量表達，促進IL-17產生，但只有IL-6或TGF-β時，不能誘導RORγt活化，僅有STAT3高表達。McKenzie BS等[22]發現，初始T細胞將RORγt剔除，Th17細胞減少，相反轉入編碼RORγt的逆轉錄病毒使Th細胞增多，表明RORγt在Th17分化發育過程中發揮重要作用。Chakir等[23]研究哮喘小鼠時發現，TGF-β，IL-6能夠誘導初始CD4+T細胞向Th17細胞大量分化，且IL-17大量分泌，其肺組織中IL-17，RORγt mRNA及蛋白水平異常高表達。

2.6 Th17/Treg平衡 Treg細胞是機體內分泌TGF-β，IL-10等的細胞因子，具有免疫抑制性的T淋巴細胞亞群[24]。Foxp3是Treg細胞增殖分化的主要調控因子。Traves等[25]在研究氣道疾病中Th17細胞時發現,TGF-β(尤其是膜結合型)在Treg細胞上呈高表達。然而用TGF-β1缺陷小鼠的Treg細胞治療自身免疫性結腸炎的SCID模型小鼠的實驗中卻未顯示任何作用[26-27]。此外,TGF-β能夠在體外誘導原本產生其他細胞的“普通”T細胞分化為Treg細胞[28]。胡斯明等[29]研究哮喘小鼠發現，Treg/Th17在數量和功能上的失衡，與肺泡灌洗液中嗜酸粒細胞等炎性細胞呈負相關，由此認為Treg/Th17與氣道炎癥呈負相關關系。由于TGF-β是Th17和Treg細胞分化共用的細胞因子，可以認為兩者之間可能存在某種關系,即存在一定的平衡。由此推測由于Treg/Th17的失衡可能導致了哮喘的發生和進一步發展。

3 中醫藥對Th17細胞及相關細胞因子的研究

魯雙喜[30]通過研究玉屏風散對哮喘小鼠Th17相關細胞因子表達影響的初步研究發現，玉屏風散能夠上調Th1細胞的表達和促進IFN-γ的分泌，從而抑制哮喘小鼠急性期IL-17的產生,和沈朝斌等[31]玉屏風散對氣道變態反應性小鼠IL-17和IL-6的影響的研究結論是一樣的。王萍[32]研究溫肺止哮湯對支氣管哮喘患兒急性發作期外周血IL-17的影響得出：溫肺止哮湯能夠改善支氣管哮喘患兒FEV1、PEF,且能夠明顯降低外周血IL-17，達到減輕氣道炎癥反應。朱立成等[33]研究支氣管哮喘患者外周血Th17/Treg平衡發現，小青龍顆粒能夠有效調節Th17/Treg平衡，有效防治哮喘發作。黃家林[34]研究發現，哮喘小鼠存在Th17相關因子IL-6和IL-17的變化且均升高。間接表明了Th17細胞參與了哮喘發病，而黃芪多糖可通過抑制Th17分泌IL-17干預哮喘發作。國內中醫藥的相關文獻大都從控制Th17的效應因子IL-17著手，從而改善氣道炎癥，達到改善哮喘癥狀和控制哮喘發作的目的。

4 結語

Th細胞及其相關因子在哮喘中的作用日益受到關注，同時也取得長足的進展，但仍有很多問題亟待去解決，在哮喘發病中Th細胞及相關因子的作用機制，Th17/Treg平衡的存在與否及其參與哮喘的生理病理過程等，諸如這些關于Th細胞及相關因子在哮喘中作用的相關問題，還需要進一步深入研究。中醫藥在防治哮喘有一定的優勢，并具有豐富的經驗[35-36]，為中醫藥治療哮喘作用機理的研究提供了新的視角，以Th1/Th2/Th17等為靶點，通過抑制或者調節這些細胞的功能，從炎癥反應的上游進行阻斷、調節Th17/Treg平衡、影響哮喘基因調控及編碼的蛋白，進而改善體質,為哮喘的治療開辟了新的道路。

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ResearchontheroleofTh17andrelatedcytokinesinasthma

LING Hao,ZHAO Xia*

(Nanjing University of TCM,Nanjing,210029,China)

Thl7 cell is recently discovered as a new subtype of CD4+T cell which is different from Th2 cells.It plays an important role in autoimmune disease and infectious disease.TH17 related cytokines such as IL-17,IL-23,TGF-β can aggravate airway inflammation and promote airway remodeling,which could destroy the Th17/Treg balance,so as to promote an asthma attack.Therefore,with Th1/Th2/Th17 as the target,researchers could regulate Th17/Treg balance and improve physique fitness by inhibiting or regulating the functions of these cells to influence asthma gene regulation and protein coding,thus to open up a new way for the treatment of asthma.

Th cells;relevant factors;asthma/traditional Chinese medicine

10.13463/j.cnki.cczyy.2014.05.066

國家自然科學基金項目(81173299)，國家重點學科課題(EZK2012005)，江蘇省研究生培養創新工程項目課題(CXLX13-584)。

凌 昊(1988-)，男，碩士研究生。研究方向：小兒肺系疾病研究。

] 趙 霞，女，博士，教授，電子信箱：zhaoxiahy@126.com。

R256.12

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：2095-6258(2014)05-0930-04

2014-06-03)

*[