NRP-1參與Tregs免疫調節作用機制的研究進展*

翁智云陳偉娟楊志剛

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NRP-1參與Tregs免疫調節作用機制的研究進展*

翁智云①陳偉娟①楊志剛②

【摘要】NRP-1在Tregs發揮免疫調節功能中扮演著重要角色，因此深入研究NRP-1與Tregs之間的相互作用對研究相關疾病的發生發展起到至關重要的作用。本文就NRP-1及Tregs的生物學特性，NRP-1在Tregs上的表達及兩者之間的作用機制3個方面做一綜述。

【關鍵詞】神經纖毛蛋白； 調節性T細胞； 相互作用

①廣東醫學院 廣東 湛江 524000

②廣東醫學院附屬醫院

First-author’s address：Guangdong Medical College，Zhanjiang 524000，China

調節性T細胞（Tregs）是正常人體內的一種抑制性T細胞亞群，其在維持自身免疫耐受、防止自身免疫性疾病以及移植免疫、腫瘤免疫等方面具有獨特的調節功能。目前相關研究表明NRP-1及Tregs參與腫瘤的發生發展，深入研究NRP-1與Tregs之間的相互作用有助于進一步探索腫瘤等相關疾病的發病機制，為患者開辟新的治療方法提供依據。

1 NRP-1及Tregs

1.1 NRP-1 神經纖毛蛋白（neuropilins，NRP）是一類分子量為120～140 kD的Ⅰ型跨膜蛋白，其可參與一系列生理和病理過程。NRP-1又被稱為CD304 和BDCA-4，可參與神經元導向、免疫調節、心血管形成、細胞遷移、血管再生和腫瘤發生等過程[1]。在人體生長發育的不同時期中可以在多種組織和細胞上檢測到NRP-1基因的表達。在人類胚胎時期，NRP-1在神經系統、血管系統的發育過程中就開始表達。同時相關研究發現NRP-1不僅可表達于漿細胞樣樹突狀細胞、B淋巴細胞及Tregs等多種正常細胞，還可在多種腫瘤細胞上高表達。NRP-1在信號轉導過程中通過與不同的配體及配體特異性的信號轉換分子結合，維持自身內環境的穩定。作為NRP-1的配體，血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是目前公認的具有最強促血管生成作用的因子，在腫瘤細胞的增殖遷移及血管內皮細胞的分化等方面都起到核心作用[1]。Sema3A是一種分子質量為100 kD的分泌型蛋白，通過直接或間接的方式與NRP-1結合介導信號的轉導，在神經軸突的生長過程中發揮重要作用[2-3]。

1.2 Tregs CD4+ T細胞約有5%～10%的細胞持續高表達CD25分子（IL-2受體а鏈），稱作CD4+CD25+調節性T細胞（CD4+CD25+ Tregs）[4]。近期研究表明核轉錄因子FoxP3可以作為Tregs內特定的標記，Tregs目前被定義為一群CD4+CD25+FoxP3+的T細胞亞群，其在自身免疫系統中具有不可替代的作用[5]。根據Tregs分化時所處的位置不同將其分為兩類，在胸腺發育分化為具有抑制功能的成熟T細胞（即nTreg），也可于免疫應答過程中由外周Tn細胞誘導、分化而成（即iTreg）。因為尚無特異性標記清晰區分nTreg和iTreg，所以目前對兩種Treg細胞在外周免疫耐受中所扮演的角色的認識十分有限。Tregs同時也可表達各種趨化因子受體和各種各樣的信號蛋白質，包括CD62L、CD45RO、CD103及糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子受體（GITR）[6-7]。但是它們與特定的Tregs亞群之間不存在特殊聯系。

2 Tregs上NRP-1的表達

2.1 NRP-1在小鼠Tregs上的表達 在小鼠NRP-1選擇性表達于胸腺衍生的Tregs，這極大地增強了免疫抑制功能[8-9]。NRP-1可以作為區分小鼠nTreg與iTreg的標記，那么其是否可以同FoxP3一樣作為Tregs的特異性標記存在呢？早先研究發現NRP-1在活化的T細胞及Tregs上表達上調，隨著研究的進一步深入Milpied等[10]通過實驗發現，并不是所有的FoxP3+ Tregs均表達NRP-1。Yadav等[11]通過實驗發現，并不是所有的FoxP3+ Tregs均表達NRP-1。Yadav等[11]認為，在Tregs從初始的胸腺細胞分化為成熟的Tregs過程中NRP-1表達與FoxP3表達密切相關，他們通過建立小鼠模型，發現細胞表面分子NRP-1在nTreg上高表達，在特定生理環境下NRP-1可以作為區分nTreg與iTreg的標記，這就讓進一步研究nTreg與iTreg在不同疾病免疫應答中所起到的不同作用成為可能。

Solomon等[12]通過小鼠實驗發現，中樞神經系統（central nervous system）Tregs上NRP-1的表達可以使實驗性自身免疫性疾病腦脊髓膜炎（experimental autoimmune encephalomyelitis）的進展和嚴重程度得到緩解。與之相反的是在同等條件之下，NRP-1的缺乏不僅誘導炎癥性Th17細胞的生成，還促使了疾病的迅速進展，更有趣的是Tregs細胞上FoxP3的表達依然存在。這些數據表明NRP-1對小鼠Tregs而言是一種至關重要的功能標記，并且可能獨立于FoxP3之外，在抗炎和免疫抑制過程中發揮著作用。

2.2 NRP-1在人類Tregs上的表達 NRP-1在人類和小鼠的表達存在差異，在人的Tregs細胞，NRP-1的表達似乎沒有像小鼠一樣有明顯的選擇性。在臨床疾病研究過程中發現，從類風濕關節炎患者抽取的關節滑液中存在NRP-1表達陽性的Tregs[13]。近期Bluestone發表的一篇文章中也證實了NRP-1+ Tregs在炎性肌肉中高表達。

不僅炎性微環境可以影響NRP-1在Tregs上的表達，某些腫瘤也會對其存在影響。研究發現，NRP-1在Tregs上的表達與腫瘤的發生、發展有著不可分割的聯系。Battaglia等[14]通過檢測宮頸癌患者淋巴結，發現NRP-1標記了小部分的CD4+CD25+ Tregs，與NRP-1-CD4+CD25+ Tregs相比，這群細胞高表達FoxP3，并且表達了活化Tregs的其他分子標記（CD45RO、GITR、HLA-DR）。相比之下，在外周血中用NRP-1標記的CD4+ T細胞卻缺乏Tregs細胞的特征性表型FoxP3并且低表達CD25+[14]。Battaglia等[14]通過進一步研究發現，宮頸癌術前放化療后患者中，其腫瘤浸潤淋巴結上的Tregs及NRP-1+ Tregs水平的下降與腫瘤腫塊的縮小存在直接聯系，這表明了免疫抑制細胞的消除促進了T細胞的增殖，從而調節放化療后腫瘤細胞的破壞作用。

3 NRP-1在Tregs免疫抑制效應中的作用機制

在人類免疫性疾病的發生發展過程中，關于NRP-1是如何參與Tregs的免疫調節作用的研究十分有限，目前對NRP-1參與人類免疫調節機制的認識仍不夠深入。而該領域的動物實驗資料相對豐富，在小鼠動物實驗中，通過添加抗NRP-1的單克隆抗體，發現Tregs細胞的免疫抑制功能被消除了[8]。與此相對的是人的NRP-1+ Tregs的抑制功能不受抗NRP-1的單克隆抗體的影響，這也進一步說明小鼠和人體中NRP-1功能的不同[14]。Chaudhary等[15]認為NRP-1可能不是通過直接參與的方式參與免疫調節，而是作為人類T細胞（例如Tregs）上一個新的活化標記存在。然而NRP-1的表達可能非常依賴于激活的路徑，并且與該研究是在體外進行還是體內進行有關。

大量的小鼠體內實驗表明，誘導CD4+細胞上NRP-1的表達可以增強免疫抑制功能[8，11，16-18]。NRP-1+ Tregs細胞對抑制反應性T細胞增殖的能力比NRP-1-Tregs更有效。這些數據表明，當小鼠需要額外的免疫抑制活性時，NRP-1可能與Tregs的表達及其免疫抑制功能的增強相關。假如NRP-1確實是人類細胞上的一種激活標志，那么NRP-1+ Tregs免疫抑制活性的增強可能歸因于細胞的活化[19]。目前對NRP-1參與Tregs免疫調節作用的機制研究進展，主要有以下幾個方面。

3.1 FoxP3誘導 已有研究表明FoxP3的表達與NRP-1的表達存在聯系，通過逆轉錄誘導FoxP3也可以增加NRP-1的表達[8]。對Tregs而言FoxP3不僅是其發育的重要因素，在其獲得免疫抑制功能過程中也是不可或缺的[5]。NRP-1表達與免疫抑制功能相關，而這種相關性可能是通過誘導CD4+ T細胞上FoxP3的表達實現的，但這項猜測仍然需要通過實驗來證實。

3.2 SEMA3A SEMA3A表達于活化的樹突狀細胞和T淋巴細胞，也可表達于部分腫瘤細胞中。SEMA3與NRP-1/Plexin A的共受體結合，從而抑制T淋巴細胞的增殖，可以作為治療自身免疫疾病的潛在靶點[16]。T細胞表面NRP-1表達增高可能降低效應T細胞的活性。那么SEMA3A與NRP-1 及Tregs之間具有何種聯系呢？其中的機制需要進一步研究。值得關注的是，在最近研究的小鼠模型中SEMA3與NRP-1/Plexin A的共受體結合之后，IL-10的分泌明顯增加，而IL-10在Tregs調節免疫抑制作用中具有重要地位[20]。

3.3 SEMA4A SEMA4A在B細胞和DCs上表達，最近的研究表明SEMA4A-NRP-1反應軸是維持Tregs穩定及功能活性的重要機制[21]。與SEMA3A相似，SEMA4A可以和NRP-1上的結構域相結合，但其緊密程度卻沒有前者強。Akt介導的磷酸化作用可以促進排斥Foxo轉錄因子，這種轉錄因子對FoxP3的表達及Tregs的發育起到重要作用。SEMA4A-NRP-1軸正是通過抑制Akt-mTOR信號并且為免疫突觸招募PTEN（張力蛋白同源10號染色體缺失的磷酸酶基因）進而實現Tregs的穩定及功能活化[21]。小鼠實驗發現通過阻斷SEMA4A或者NRP-1可以明顯抑制腫瘤的生長及浸潤，卻不會引起自身免疫失調。在炎癥性腸病的小鼠模型中，阻斷SEMA4A或者NRP-1可以阻礙Tregs對這種疾病的控制[21]。這些數據說明SEMA4A-NRP-1軸通過作用于Tregs，在免疫抑制功能中扮演重要角色，這似乎也預示著其在腫瘤性疾病及免疫相關性疾病中起到重要作用，其在人類疾病中的作用機制需要進一步研究。

3.4 VEGF/VEGFR2 VEGF通過與其相應的受體結合發揮作用，VEGFR可表達于內皮細胞和腫瘤細胞，且在不同部位發揮不同作用，VEGFR2在CD4+CD25+FoxP3HI Tregs及活化的CD4+CD25+ T細胞上選擇性表達[22-23]。NRP-1作為VEGF-165 和VEGFR-2的共同受體，可促進VEGF-165與VEGFR-2結合。關于VEGF/VEGFR2活動在免疫抑制作用中的機制，人們存在著不同的觀點。最近的一項研究報告提示對VEGF165和VEGFR2進行阻斷可以抑制癌癥患者中Tregs的增殖[24]。與之不同的是，另一項研究發現VEGF通過VEGFR2起到抑制T細胞的活化作用[25]。以上觀察到的兩種差異現象可能和其研究條件不同有關。鑒于VEGF對T細胞活性的不同作用，NRP-1耦合VEGFR-2刺激或者抑制T細胞的活化和增殖取決于細胞微環境的不同。

3.5 TGF-β NRP-1也可以通過一條TGF-β介導的機制發揮其生物學效應，NRP-1和TGF-β及其受體（特別是TGF-βR1）具有高度的親和性。GARP（Glycoprotein A Repetition Predominant）主要在活化的Tregs細胞表面表達，對LAP-TGF-β的表達具有重要作用[26-28]。NRP-1+ T細胞可以通過細胞表面NRP-1聯系GARP從而結合并激活LAPTGF-β，經過一系列細胞內蛋白信號傳導后繼而活化TGF-β，這條途徑與Tregs的活動存在密切聯系[16]。

4 總結展望

CD4+CD25+ Tregs在機體免疫調節中發揮重要作用，其功能下降是導致自身免疫性疾病發生的機制之一。NRP-1與免疫性疾病及腫瘤的發生、發展有著密切而復雜的關系。近年來NRP-1及Tregs更是作為腫瘤治療靶點成為了抗腫瘤治療研究的熱點之一。有許多科學家對NRP-1和Tregs進行了研究，也取得了一定成果，并且發現兩者在疾病的發生、發展中扮演著重要角。而關于兩者之間的聯系目前卻知之甚少，并且大多只停留在小鼠動物實驗中，關于其在人類疾病中所起的作用及具體機制仍不十分清楚，有待進一步研究。

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Research Progress of the Action Mechanism of NRP-1 in the Immunoregulation of Tregs/

WENG Zhiyun，CHEN Wei-juan，YANG Zhi-gang.//Medical Innovation of China，2016，13（01）：134-137

【Abstract】NRP-1 plays an important role in the immune regulating function of Tregs.So further study on the interaction between NRP-1 and Tregs plays a crucial role for researching the occurrence and development of diseases.This paper is devoted to make a review of three parts：the biological characteristics of NRP-1 and Tregs，the expression of NRP-1 on Tregs，the action mechanism between NRP-1 and Tregs.

【Key words】Neuropilin； Tregs； Interact

收稿日期：（2015-12-09） （本文編輯：王利）

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.01.039

通信作者：楊志剛

*基金項目：廣東省醫學科研基金項目（A2015547）