腸道調(diào)節(jié)性T細(xì)胞組成及功能

陳功雪 鐘曉云

重慶市婦幼保健院新生兒科，重慶 401120

免疫為一種生理功能，依靠此功能可以區(qū)分自己與非己，并破壞和排斥進(jìn)入人體的抗原物質(zhì)，人體免疫功能的首要作用是抵抗外界微生物對(duì)機(jī)體的進(jìn)攻，近來(lái)，免疫系統(tǒng)的另一項(xiàng)功能-維持機(jī)體和器官的穩(wěn)態(tài)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在免疫系統(tǒng)中，F(xiàn)oxp3+CD4+ 調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Regulatory T cell，Treg）在機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)中起到重要作用，其為CD4+T 細(xì)胞的心的亞群，在其分化、發(fā)育及功能發(fā)揮中占據(jù)重要的作用，并會(huì)受到Th1 及Th2 型效應(yīng)細(xì)胞、自身分泌產(chǎn)生細(xì)胞因子等調(diào)節(jié)，并參與到自身免疫性疾病，感染疾病、腫瘤疾病的發(fā)生與發(fā)展中[1-3]。Treg 在絕大多數(shù)免疫反應(yīng)-過(guò)敏、自身免疫、炎癥反應(yīng)以及腫瘤中均起到重要的調(diào)節(jié)作用。Treg 細(xì)胞功能具有組織特異性，其在腸道固有層中的功能尤為復(fù)雜，本文就腸道Treg 細(xì)胞組成及功能進(jìn)行綜述。

1 結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)

在人體內(nèi)，結(jié)腸的主要功能是從消化道的代謝產(chǎn)物中重新收水分及礦物質(zhì)，并合成維生素K、B12、硫胺素以及核黃素等。事實(shí)上，結(jié)腸是人體器官中含有微生物種類(lèi)最多、總量最大的器官。結(jié)腸的組織結(jié)構(gòu)包括：（1）內(nèi)腔-微生物寄居地；（2）黏膜層-局部免疫反應(yīng)所在地；（3）黏膜下層-為一層致密結(jié)締組織，可以修復(fù)組織損傷并含有大量副交感神經(jīng)；（4）平滑肌層-主要功能是保障腸道收縮與舒張；（5）漿膜層-為一層較薄的纖維組織，將腸道與腹膜隔開(kāi)。

2 腸道黏膜層組成結(jié)構(gòu)

腸道黏膜層由內(nèi)向外分為三層：上皮層、固有層以及黏膜肌層[4]。上皮層是抵抗微生物入侵的第一道屏障，它在小腸的免疫感應(yīng)方面起著決定性作用，提供抗原提呈機(jī)制[5]。其屏障功能主要有賴(lài)于少量潘氏細(xì)胞分泌的抗菌肽、杯狀細(xì)胞分泌的黏液保護(hù)層以及其細(xì)胞表面上的模式受體-主要是Toll樣受體與NOD 樣受體。上皮層與固有層均有組織特異性的天然及適應(yīng)性免疫細(xì)胞：如腸道特異性的吞噬細(xì)胞，其可以沿著腸道淋巴結(jié)呈遞抗原；天然淋巴樣細(xì)胞，尤其是分泌IFN-γ 的ILC1 細(xì)胞；分泌IgA2 的漿細(xì)胞；少量的CD8αα+細(xì)胞；各種效應(yīng)CD8αβ+ T 與CD4+T 細(xì)胞（主要是Th1 以及Th17 細(xì)胞）。最近有研究報(bào)道這些細(xì)胞有著極強(qiáng)的遷移能力[6-7]。

腸道黏膜免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性和龐大性說(shuō)明腸道黏膜免疫系統(tǒng)必有強(qiáng)大的功能。這套免疫系統(tǒng)要保護(hù)腸道免受潛在致病菌及一些代謝產(chǎn)物對(duì)腸道的侵犯、促進(jìn)腸道共生菌的定植并保障必需營(yíng)養(yǎng)素的吸收。因此，腸道免疫系統(tǒng)與腸道微生物之間必須有一套復(fù)雜而有效的對(duì)話系統(tǒng)來(lái)保證腸道穩(wěn)態(tài)的維持[8]，而在這其中，腸道Treg 起到了至關(guān)重要的作用。

3 腸道調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的組成

動(dòng)物研究表明，相較于完全無(wú)菌小鼠，SPF小鼠結(jié)腸固有層中有著大量Treg，根據(jù)喂養(yǎng)條件的不同，腸道Treg 占CD4+T 細(xì)胞比例波動(dòng)在15%～40%[9-10]。腸道Treg 分為兩類(lèi)：一類(lèi)是在胸腺生成的tTreg，其特征是表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Gata3 以及Helios；另一類(lèi)則是在外周由Foxp3-CD4+T 細(xì)胞分化而來(lái)，又稱(chēng)之為pTreg，其特征是表達(dá)RORγt 受體，幾乎不表達(dá)Helios[11]。在外周，現(xiàn)在區(qū)分tTreg 和pTreg 的主要分子標(biāo)志之一是Helios 的表達(dá)，Helios 高表達(dá)的Treg 細(xì)胞被認(rèn)為是tTreg[12]。盡管這兩類(lèi)細(xì)胞表型、來(lái)源均有差異，但研究中往往將他們作為一個(gè)整體細(xì)胞類(lèi)型來(lái)研究[13-15]。腸道中RORγt+ Tregs 與RORγt- Tregs相較，有著數(shù)百種不同的轉(zhuǎn)錄因子。令人感興趣的是，RORγt 也是腸道中的主要效應(yīng)T 細(xì)胞-Th17細(xì)胞的標(biāo)志性轉(zhuǎn)錄因子，這說(shuō)明在RORγt+Tregs細(xì)胞中，RORγt 的功能可能僅僅部分表達(dá)。例如，盡管在RORγt+ Tregs 細(xì)胞中，RORγt 轉(zhuǎn)錄了表達(dá)IL-17A 的相關(guān)基因，但是事實(shí)上RORγt+ Tregs細(xì)胞并未產(chǎn)生IL-17A。在RORγt-Tregs 細(xì)胞中，Gata3 轉(zhuǎn)錄因子高表達(dá)。Gata3 的高表達(dá)一方面促進(jìn)了Foxp3 的表達(dá)；另一方面，則通過(guò)促進(jìn)St2 的表達(dá)增強(qiáng)了IL-33 依賴(lài)的基因如Areg，Klrg1 以及Il1rl1 等基因的表達(dá)。腸道Foxp3+CD4+ T 細(xì)胞表面的TCR 受體能夠特異性的與腸道中的糞菌提取物或者分離出的腸道細(xì)菌反應(yīng)[16-17]。目前有爭(zhēng)議的是，部分研究者發(fā)現(xiàn)腸道Foxp3+CD4+T 細(xì)胞表面的TCR 受體的組庫(kù)與胸腺Foxp3+CD4+ T 細(xì)胞表面的TCR 受體的組庫(kù)較為一致；而另有研究則認(rèn)為現(xiàn)腸道Foxp3+CD4+T 細(xì)胞表面的TCR 受體的組庫(kù)與外周Foxp3+CD4+T 細(xì)胞表面的TCR 受體的組庫(kù)較為一致[16-17]。

4 腸道調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的調(diào)控因子

在腸道內(nèi)，腸道菌群對(duì)于腸道Foxp3+CD4+Treg細(xì)胞調(diào)控起著主要作用。腸道Treg 表面TCR 受體可以識(shí)別腸道細(xì)菌的抗原[16-17]。運(yùn)用廣譜抗生素處理小鼠或者是無(wú)菌小鼠的腸道Treg 細(xì)胞數(shù)量明顯減少[9-10]。響應(yīng)腸道細(xì)菌的Treg 主要亞群是RORγt+Helioslo-/lowTreg 亞群[9-10，13-15]。最早發(fā)現(xiàn)能誘導(dǎo)Helioslo-/lowTreg 細(xì)胞亞群表達(dá)的細(xì)菌是梭菌屬[10，18]，而后不少細(xì)菌都被報(bào)道具有誘導(dǎo)Treg 表達(dá)的作用[14，19]。幾個(gè)不同的研究團(tuán)隊(duì)還報(bào)道腸道短鏈脂肪酸，包括乙酸、丙酸以及丁酸可以誘導(dǎo)腸道Treg 細(xì)胞表達(dá)，其可能機(jī)制Foxp3 基因組蛋白乙酰化[13，18，20-22]。其余被報(bào)道具有誘導(dǎo)腸道Treg 細(xì)胞的因子還有TGFβ[10，18]、IL-6、IL-23 以及視黃酸產(chǎn)生的vitamin A[13]。

在抗生素處理的小鼠或者無(wú)菌小鼠中，腸道Treg 細(xì)胞并未完全消失。相較而言，Gata3+Helios+Treg 細(xì)胞受到腸道菌群影響相對(duì)較小，主要是受IL-33 的調(diào)控。在腸道里大約有50%～70%左右的Treg 會(huì)表達(dá)St2，而且表達(dá)St2的絕大多數(shù)Treg 細(xì)胞都共表達(dá)Gata3。而無(wú)論是體內(nèi)試驗(yàn)還是體外試驗(yàn)都表明IL-33 可以誘導(dǎo)Treg細(xì)胞表達(dá)增加，其可能機(jī)制包括誘導(dǎo)Gata3 的磷酸化，或者被募集到Foxp3 啟動(dòng)子區(qū)域與RNA 聚合酶結(jié)合從而促進(jìn)Foxp3 表達(dá)。另外一種細(xì)胞因子IL-23 則能夠抑制IL-10 對(duì)Treg 的促進(jìn)作用[23]。

5 腸道調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的功能

在腸道內(nèi)機(jī)體免疫系統(tǒng)一方面要識(shí)別并殺傷有害致病菌，另一方面又要能讓腸道益生菌生存，這就導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)必然有著極其精密而復(fù)雜的機(jī)制。腸道Treg 細(xì)胞在這種免疫機(jī)制中起著重要調(diào)控作用，包括對(duì)正常寄生菌的免疫耐受以及對(duì)腸道病原菌的殺滅作用。腸道Treg 細(xì)胞對(duì)腸道，尤其是腸道固有層免疫細(xì)胞有重要的調(diào)節(jié)作用，例如抗原提呈細(xì)胞[13]、B 細(xì)胞、漿細(xì)胞等[24-25]。同時(shí)，Treg 細(xì)胞還調(diào)控腸道固有層CD4+以及CD8+T 效應(yīng)細(xì)胞，最近有研究發(fā)現(xiàn)在外周淋巴細(xì)胞中有腸道Treg 細(xì)胞，說(shuō)明腸道Treg 在腸道外也可能發(fā)揮著作用[10，26]。

由于轉(zhuǎn)錄因子不同，腸道Treg 兩個(gè)亞群RORγt+Helioslo/-以及Gata3+Helios+Treg 細(xì)胞也有著不同功能。一般認(rèn)為，RORγt+Helioslo/-Treg 細(xì)胞更多的發(fā)揮炎癥抑制作用而Gata3+Helios+Treg 細(xì)胞更多參與修復(fù)[11]。RORγt+Helioslo/-Treg 細(xì)胞能夠抑制效應(yīng)細(xì)胞，但是其在2 型炎癥反應(yīng)中的作用存在爭(zhēng)議[14-15，27]。另外，Gata3+Helios+Treg 細(xì)胞可以通過(guò)表達(dá)IL-33 及Areg 參與組織修復(fù)[23]；同時(shí)也有課題組報(bào)道缺乏Gata3 以及St2 的Treg 細(xì)胞其炎癥抑制能力減弱，但具體機(jī)制尚不清楚[23，28]。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，腸道Treg 細(xì)胞由于其在腸道免疫中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用而受到關(guān)注，其內(nèi)在調(diào)節(jié)及與外界菌群關(guān)聯(lián)的更多機(jī)制還有待探索。