DC-SIGN固有免疫調節機制的研究進展

王舒煜，王家鳳，武玉鳳，劉暢，張志民

(吉林大學口腔醫院牙體牙髓病科，吉林長春130021)

DC-SIGN固有免疫調節機制的研究進展

王舒煜，王家鳳，武玉鳳，劉暢，張志民

(吉林大學口腔醫院牙體牙髓病科，吉林長春130021)

樹突狀細胞(DC)是目前已知功能最強的抗原呈遞細胞。它既可以激活初始免疫應答，又能夠抑制免疫反應，這與其表達的多種模式識別受體有關，其中DC-SIGN是C型凝集素受體的主要成員，由于它在DC的細胞粘附、遷移、激活初始T細胞、引發免疫反應及參與病原體免疫逃逸等多個方面發揮免疫調節作用，已經成為近年來的研究熱點，對其功能的研究可能會為某些疾病提供新的治療方法，具有重要的臨床意義。本文就DC-SIGN免疫調節機制的最新進展做一綜述。

樹突狀細胞；DC-SIGN；免疫調節；機制

樹突狀細胞(dendritic cells，DC)的功能強大，負責產生抗原特異性免疫應答，用于誘導耐受性，并維持免疫內環境的穩定。DC的功能與其表面的模式識別受體有關，其中C型凝集素發揮著重要作用[1]。DC-SIGN(DC-specific ICAM-3-grabbing nonintegrin，CD209)是Ⅱ型C型凝集素受體[2]，它不但可以識別外源性配體，如細菌、真菌、病毒，還能結合許多內源性配體，特別是內皮細胞上的細胞間粘附分子ICAM-2和T淋巴細胞上的ICAM-3，有助于DC跨內皮遷移及DC-T細胞突觸形成，促進初始免疫應答[3]。DC-SIGN除了具有細胞粘附和識別病原體的功能外，還可以誘導信號傳導途徑，從而廣泛調節免疫應答，尤其是在與Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)誘導的信號傳導途徑共激活時發揮作用[4]。本文將對DC-SIGN免疫調節的相關進展做一綜述。

1 DC-SIGN的結構

DC-SIGN的結構包括胞質區、跨膜區和胞質外區。胞質區：DC-SIGN的N末端結構域存在于細胞質中，包含幾個內化基序，比如二亮氨酸基序(LL)、三酸簇基序(EEE)。二亮氨酸基序(LL)參與抗原的內化，三酸簇基序(EEE)則將配體靶向溶酶體并參與信號傳導，這些結構提示了DC-SIGN具有內吞受體的功能[5]。跨膜區：由18個氨基酸組成，與DC-SIGN在細胞膜上的定位有關。胞質外區：分為碳水化合物識別結構域(carbohydrate recognition domain，CRD)和頸結構域。CRD靈活地連接在頸結構域上，用于識別含有甘露糖和巖藻糖的結構[6]。頸結構域由7個完整的和1個不完整重復序列構成，重復序列以α-螺旋構象折疊，其間形成非螺旋區，通過α-螺旋區的側向相互作用穩定[7]，主要介導DC-SIGN四聚化，使受體構象發生變化，從而增加對配體的結合力。

2 DC-SIGN的表達與分布

DC-SIGN在未成熟及成熟的DC上均有表達，例如，外周組織中未成熟的DC、淋巴樣組織如淋巴結、扁桃體和脾中成熟的DC上均發現了DC-SIGN。另外，在胎盤的巨噬細胞和Hofbauer細胞、肺部的巨噬細胞及胃腸道上皮細胞上也存在DC-SIGN[8-10]。

3 DC-SIGN參與的DC功能

3.1 遷移遷移并發揮連續監視作用是DC的基本功能。經內皮遷移是一個多步過程，包括DC-SIGN介導DC在表達ICAM-2的表面滾動、DC對內皮的粘附及其隨后的遷移。雖然DC-SIGN在靜態條件下與ICAM-2和ICAM-3均結合，但只有與前者的相互作用能夠抵抗剪切應力，促使細胞束縛于ICAM-2并在其表面滾動[11]。

3.2 捕獲抗原DC-SIGN可以識別并快速內化抗原，在低pH環境下降解并呈遞給CD4+T細胞以觸發免疫應答。在此過程中，胞質區LL介導DC-SIGN與可溶性配體結合，誘導細胞表面的快速內化，而三酸簇EEE調節溶酶體靶向信號，使DC-SIGN-配體復合物靶向晚期內體和溶酶體，最后處理后的配體通過MHCⅡ類分子呈遞給T細胞[12]，這一過程表明了DC-SIGN作為抗原捕獲受體的重要作用。

3.3 T細胞活化DC-SIGN通過結合ICAM-3介導DC與T細胞早期抗原非特異性連接，它可以穩定DC-T細胞接觸區，從而促進與T細胞受體(T cell receptor，TCR)的高效結合[3]。DC-SIGN抗體可以抑制DC-T細胞聚集及DC誘導的靜息T細胞增殖，這強調了DC-SIGN-ICAM-3相互作用在初始DC-T細胞接觸中的重要性。DC-SIGN-ICAM-3相互作用可以篩選出大量的靜息T細胞，直到實現多產的TCR結合。

4 DC-SIGN介導的多種配體的信號傳導

DC-SIGN可以識別多種配體。如前所述，DC-SIGN通過結合ICAM-2介導DC在內皮上滾動，通過ICAM-3介導DC與T淋巴細胞之間的接觸，另外它還識別病毒(HIV-1、HCV、CMV、登革熱、埃博拉、SARS-CoV、HSV、冠狀病毒、H5N1、西尼羅河病毒、麻疹病毒)、細菌(幽門螺桿菌、結核分枝桿菌和問號鉤端螺旋體)、真菌(白色念珠菌和煙曲霉)和寄生蟲(利什曼原蟲和曼氏血吸蟲)，并誘發不同的信號傳導途徑[13]。

4.1 DC-SIGN識別的內源性配體DC-SIGN主要與ICAM-2和ICAM-3的Ig樣第二結構域相互作用，兩者有所區別，不同大小的ICAM分子具有不同的相互作用方式。已知的是，DC-SIGN與ICAM-3的結合是鈣依賴性的，DC-SIGN的CRD結合兩個Ca2+離子，一個決定空間構象，另一個用于協調配體結合。

4.2 DC-SIGN識別的外源性配體DC-SIGN不與單端甘露糖殘基作用，而是與高甘露糖型寡糖相互作用，它需要識別至少有三個甘露糖殘基在內的聚糖結構[14]。它還表現出對含有巖藻糖殘基的Lewis血型抗原的高親和力[15]，DC-SIGN的CRD可以識別Lewis-x(LeX)、Lewis-y(LeY)、Lewis-a(Lea)和Lewis-b(Leb)。與甘露糖的糖綴合物相比，DC-SIGN對含有巖藻糖殘基的Lex具有更高的親和力。Guo等[16]認為能夠與DC-SIGN反應的聚糖要多于現今已知的；他同時證明，DC-SIGN晶體結構中Ca2+位點可結合含有甘露糖或巖藻糖的配體基團。然而，除了該起始結合位點，甘露糖或巖藻糖的寡糖位于相反方向，證實了二者具有不同結合位點。DC-SIGN通過含有甘露糖和巖藻糖的聚糖與病原體相互作用。LeX在幽門螺桿菌脂多糖(LPS)和曼氏血吸蟲可溶性卵抗原(SEA)上表達，所以DC-SIGN與兩者強力結合。墨西哥利什曼原蟲表達的甘露糖封端的表面脂磷蛋白(LPG)及結核分枝桿菌的甘露糖封端的細胞壁組分ManLAM也與DC-SIGN相互作用。DC-SIGN特異性結合ManLAM中的三聚甘露糖殘基，并且不識別鳥分枝桿菌中用單個甘露糖殘基封端的ManLAM[17]，這與DC-SIGN對三甘露糖結構的特異性有關。

4.3 DC-SIGN介導的信號傳導DC-SIGN胞質區基序可以誘導細胞內信號傳導途徑，然而信號轉導的具體機制仍不明確。Hodges等[18]通過應用H200抗DC-SIGN抗體，觀察到含有磷酸酪氨酸和磷酸絲氨酸的蛋白質累積，這表明DC-SIGN胞質區末端存在的酪氨酸殘基具有重要作用。但酪氨酸殘基似乎與DC-SIGN誘導的絲氨酸/蘇氨酸激酶Raf-1的激活無關[19]。通過對DC-SIGN信號通路可能涉及的各種激酶的研究，顯示Raf-1具有重要作用。Raf-1化學抑制劑以及Raf-1的RNA沉默，能夠阻斷DC-SIGN誘導的IL-10增加[19]。Raf-1激活的確切機制仍不明確，到目前為止主要通過已知的直接上游介體解釋。ManLAM結合DC-SIGN激活小GTP酶Ras，Raf-1通過與被激活的Ras相互作用轉位至膜[20]，這誘導了Raf-1的構象變化，是其激活的先決條件。然而，僅僅是Raf-1的構象變化并不足以激活它，還需要絲氨酸338(Ser 338)和酪氨酸340和341(Tyr 340/341)的磷酸化。Raf-1上Ser338的磷酸化由p21激活的激酶(Pak)誘導，而Tyr 340/341的磷酸化依賴于酪氨酸激酶Src家族的成員，最可能是Lyn、Hck或Fgr，它們是樹突狀細胞中最豐富的Src激酶[19]。在免疫沉淀研究中發現，DC的DC-SIGN與Lyn(Src家族激酶的成員)以及Syk酪氨酸激酶共沉淀，表明它們可能參與DC-SIGN信號傳導[21]。但Raf-1似乎不是DC-SIGN信號傳導中唯一的重要因素。用MR-1 Ab刺激DC-SIGN可以導致ERK1/2磷酸化[21]。MEK-ERK激酶級聯是Raf蛋白下游最具特征性的途徑。但ManLAM激活Raf-1并不會導致ERK1/2或MEK1/2的激活，MEK1/2抑制劑也不能不阻斷ManLAM信號傳導[19]。因此，ManLAM激活Raf-1不同于MEK-ERK的信號傳導途徑。所以我們有理由認為DC-SIGN誘導的信號轉導可能依賴于特定的配體。

實驗證明DC-SIGN的Raf-1激活在Nf-κB水平調節免疫應答[22]。同時，DC-SIGN對TLR信號通路的調節取決于Nf-κB活性的修飾，TLR激動劑激活DC及隨后產生促炎細胞因子例如IL-12p70、TNF-α、IL-6和免疫抑制性IL-10，均依賴于轉錄因子Nf-κB的活化和核轉位。NF-κB由幾個不同的亞基組成，但是TLR觸發主要導致NF-κB的p65和p50亞基的異源二聚體的反式激活，其中p65是轉錄活性成分。在不成熟的DC中，Nf-κB蛋白家族c-Rel、RelA(p65)、RelB、NF-κB1(p50)和NF-κB2(p52)位于細胞質中并且不能移位進入細胞核，它們與抑制性蛋白IκBα、IκBβ和IκBε結合[23]。刺激后，IκB蛋白被降解，p65-p50二聚體轉位到核中并結合靶DNA序列，促進許多靶基因的轉錄。p65活性由幾種翻譯后修飾調節，例如磷酸化和乙酰化。現已證明，ManLAM與DC-SIGN結合導致Raf-1激活，隨后誘導p65亞基在Ser276磷酸化，其磷酸化是Nf-κB與組蛋白乙酰轉移酶(HAT)及組蛋白脫乙酰酶(HDAC)相互作用時所必需的，通過它們可誘導p65亞基的乙酰化，不同賴氨酸殘基的乙酰化可以協調Nf-κB的不同細胞功能，Lys310的乙酰化在p65亞基實現完全轉錄活性的過程中發揮必要作用，進而增強的Nf-κB的活性[19]，Lys221的乙酰化增強了Nf-κB的DNA結合，并損害其與IκBα的組裝，阻止NF-κB的失活和核輸出。因此，DC-SIGN介導的p65亞基的乙酰化，增加和延長了基因轉錄，導致IL-10產生增加。

迄今為止，關于巖藻糖的DC-SIGN信號傳導通路的研究較少。其中大多數是基于幽門螺桿菌和曼氏血吸蟲的可溶性卵抗原的研究。幽門螺桿菌誘導的DC-SIGN信號傳導增加抗炎性IL-10的產生并減少促炎細胞因子IL-6和IL-12的產生。其細胞因子譜不同于表達甘露糖的病原體，后者與DC-SIGN的結合會增加抗炎性IL-10和促炎性IL-6和IL-12的產生。這種細胞因子譜的差異表明，甘露糖和巖藻糖通過DC-SIGN誘導不同的信號傳導途徑。

Salp15是由蜱唾液腺產生的免疫調節蛋白，它與DC-SIGN結合誘導Raf-1激酶激活，導致MEK活化。Salp15誘導的Raf-1/MEK信號傳導會抑制不同水平的促炎細胞因子：IL-6和TNF-α的抑制是由它們各自的轉錄物的降解增強引起的，而IL-12的產生減少是由于IL12p35啟動子的核小體重塑受損導致的[24]。

盡管科學家對DC-SIGN參與的免疫機制研究剛剛開始，但是可以確定的是，這種C型凝集素可以誘導不同的信號傳導途徑以形成對各種病原體的適應性免疫應答。

5 DC-SIGN參與的免疫逃逸

在某些病原體感染宿主的過程中，DC-SIGN可以幫助病原體逃避免疫系統的監視而存活，目前研究最多的是HIV的感染。

在HIV-1感染過程中，為了廣泛感染宿主，HIV-1必須從黏膜表面或血液轉運到淋巴組織，進而感染CD4+T細胞[25]。它通過包膜糖蛋白gp120與DC的DC-SIGN相互作用[26]。HIV-1-DC-SIGN復合體迅速內化到DC的內含體，其中的酸性內體介質促使配體從DC-SIGN上解離。游離的DC-SIGN再循環到DC表面，同時結合的配體被裂解和加工。事實上，進入DC的大部分HIV-1被破壞，只有少量的HIV-1免受宿主免疫系統破壞并保持其感染性。HIV-1以高度感染狀態在DC中停留數天，隱藏在不同于內含體和溶酶體的多泡體中。或者，HIV-1在與DC-SIGN作用后，橫向轉移到未成熟DC上表達的CD4和CCR5受體，然后病毒包膜與細胞膜融合，感染DC[27]。無論以哪種方式，HIV-1都是利用DC來逃脫宿主的免疫系統。HIV-1感染的DC通過感染性突觸介導病毒向T細胞傳播。DC-SIGN信號傳導負責DC和T細胞之間形成病毒感染突觸[18]。DC-SIGN作為CD4+T表面的ICAM-3粘附分子也促進該過程。有研究證明HIV-1蛋白Nef可以誘導感染的DC中DC-SIGN表達上調，這有利于DC-T細胞聚集，促進HIV-1的傳播[28]，其他病原體可能有著類似的宿主感染機制。總之，DC-SIGN信號傳導參與DC免疫系統調節及病原體的傳播，因此我們推測阻斷病原體與DC-SIGN的相互作用可能在抗感染方面產生積極作用。

DC-SIGN是近年來新發現的模式識別受體，它既參與DC的遷移、抗原捕獲、T細胞活化，又幫助某些病原體逃避免疫監視。因此，對DC-SIGN功能的研究為研究DC免疫調節機制提供新途徑，同時也為揭示某些感染性疾病的生理病理機制及臨床工作中尋求新的治療策略提供潛在目標。

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Advances in the study of regulation mechanisms of innate immunity of DC-SIGN.

WANG Shu-yu,WANG Jia-feng, WU Yu-feng,LIU Chang,ZHANG Zhi-min.Department of Endodontics,Stomatology Hospital,Jilin University,Changchun 130021,Jilin,CHINA

It is well known that dendritic cells are the most potent antigen presenting cells.They can activate primary immune response,but also downregulate immune response,which relates with a variety of pattern recognition receptors expressed by them.DC-SIGN(DC-specific ICAM-3-grabbing nonintegrin,CD209)is primary member of the C-type lectin receptors.In recent years,DC-SIGN has

great attention due to its important role in immunological regulation such as mediating cell adhesion,migration,activating primary T cells,triggering the immune response and immune escape of pathogens.The study of DC-SIGN can provide us with a new method in treating certain diseases and have important clinical significance.This article reviews the latest advances in DC-SIGN immunoregulatory mechanisms.

Dendritic cells;DC-SIGN;Immunoregulation;Mechanism

R392

A

1003—6350（2017）14—2323—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.14.027

2016-11-21)

吉林省省級產業創新專項資金項目（編號：2016C0453）

張志民。E-mail：zhangzm1964@sina.com