間充質干細胞及其外泌體與Th17/Treg對銀屑病發病機制的研究進展

韓齊心 牛旭平 劉佳 齊瑞群 吳嚴中國醫科大學附屬第一醫院皮膚科，沈陽 000；太原市中心醫院皮膚科 030009

銀屑病是一種慢性復發性炎癥性皮膚病，發病機制尚不清楚，其發生可能與Th1、Th2、Th17及Treg細胞及其分泌的細胞因子關系密切。間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSC）對損傷組織的修復以及免疫功能的調節有重要作用，可維持Th17/Treg的平衡，目前已經被用于臨床試驗以及臨床治療Th17/Treg失衡相關疾病［1-4］。MSC源性外泌體（MSC-ex）是MSC細胞間物質運輸及信息交流的重要載體，是MSC實現功能的重要方式之一，可促進損傷組織的修復，調節自身免疫，維持內環境穩態［1，5-6］。多項研究表明［7-11］，銀屑病患者骨髓及皮損處MSC異常可導致銀屑病的發生，但是否與MSC-ex分泌異常相關尚不清楚。MSC-ex作為MSC進行細胞間信息交流和物質轉運的重要載體，其分泌異常很可能參與銀屑病發病。本文簡述正常MSC及MSC-ex對Th17/Treg平衡的調節，為研究MSC如何參與銀屑病的發生提供新思路。

一、銀屑病發病相關的Th17/Treg機制的研究

傳統認為，Th1/Th2失衡是銀屑病發病的重要機制，但隨著對Th17細胞研究的深入，發現Th17/Treg失衡在銀屑病的發病中起更重要的作用［12-13］。有研究表明［12］，與正常人相比，銀屑病患者外周血及皮損處Th1細胞數量增加但不顯著，Th2細胞數量無明顯差異，Th17數量增加并且差異顯著，Treg細胞數量顯著減少。Th17是主要的炎癥細胞，而Treg細胞是主要的抗炎細胞，這兩者的數量及功能失衡可能是導致銀屑病發生的重要通路。

Th17在銀屑病患者中主要通過分泌致炎因子而發揮免疫炎性作用。Th17細胞可分泌白細胞介素17（IL-17）、IL-21、IL-22及IL-26等［13-14］，其中對銀屑病的發生發展起主要調節作用的是IL-17、IL-22。IL-17可激活角質形成細胞并促進其增殖，還可激活角質形成細胞上的IL-17受體，與Th1及Th2分泌的細胞因子協作導致銀屑病的發生［14-15］，通過促進炎性因子如趨化因子、抗菌肽的產生及激活炎癥皮膚中的其他免疫細胞放大炎癥反應［14］，還可通過直接或間接途徑正反饋驅動Th17細胞激活［15］。IL-22也可調節角質形成細胞增殖和表皮增生并抑制角質形成細胞凋亡，誘導抗菌肽的產生［16］。

與Th17細胞作用相反，Treg細胞可通過分泌抗炎相關因子如轉化生長因子β（TGF-β）、IL-10發揮抗炎作用［12，17-18］。IL-10可抑制免疫細胞分泌IL-1、IL-2、IL-3、腫瘤壞死因子α、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子等致炎因子，還可抑制Th1及Th17的致炎作用［18-20］，影響樹突細胞的分化并抑制IL-12的產生，從而降低樹突細胞促進T細胞活化和Th1分化的能力［21］。TGF-β可調節Th1/Th2通路，抑制巨噬細胞活性［22］。Treg細胞作為重要的抗炎細胞，對維持內環境的穩定具有重要作用［17，22］。Treg細胞可負調節CD4+T細胞，抑制CD4+T細胞增殖［14］。銀屑病發病機制相關研究發現［23］，Treg細胞不僅數量異常，其負調節CD4+T細胞的功能也下降，抗炎功能障礙。

二、MSC對Th17/Treg的調節

MSC最初在骨髓中發現，具有成纖維細胞的形態［24］，是一種具有自我更新及多向分化潛能的干細胞［1，25］，來源廣泛，可源于骨髓、脂肪、胎盤、皮膚、牙髓、臍帶血、羊水、滑膜及乳汁［3，26］。MSC可促進損傷組織再生，具有很強的免疫調節能力，可抑制T細胞的增殖分化，抑制樹突細胞成熟，影響B細胞活性及增殖，抑制NK細胞增殖，誘導Treg細胞增殖分化［3，27］。將人的MSC與各種免疫細胞共培養，發現MSC可調節免疫細胞分泌的細胞因子，調節Treg細胞增殖［4］，MSC與CD4+T細胞共培養可抑制Th17的增殖分化［24］，促進Treg細胞增殖［2］。用MSC治療系統性紅斑狼瘡［1］、哮喘［5］、肝纖維化［28］、高血壓［29］等與Th17/Treg比例失衡相關疾病的小鼠模型發現，其相關臨床癥狀可得到緩解，機制與抑制Th17細胞增殖分化、促進Treg細胞增殖有關。Kim等［30］使用人臍帶血MSC治療咪喹莫特誘導的銀屑病小鼠模型發現，其臨床癥狀得到緩解，且外周血及皮損局部IL-17表達降低。Campanati等［31］發現，銀屑病皮損皮膚MSC與正常人及非皮損區皮膚MSC相比，Th17、Th1等相關致炎因子如IL-6、IL-8、IL-17F、IL-17C、IL-17RA、IL-23A等呈高表達，這些致炎因子可激活并促進T細胞增殖。

MSC具體通過何途徑調節Th17/Treg細胞還不清楚。研究表明［32］，在MSC與外周血單個核細胞（PBMC）共培養中發現MSC可誘導T細胞分化為Treg細胞，并影響PBMC使其釋放的炎性介質減少，抗炎介質增加。MSC可通過分泌TGF-β、前列腺素E2、IL-10、吲哚胺2，3-雙加氧酶（IDO）、一氧化氮（NO）等細胞因子促進Treg細胞增殖［4］，Tasso等［33］使用MSC治療葡萄膜炎小鼠模型，發現MSC可通過分泌TGF-β促進Treg細胞增殖而減輕小鼠的臨床癥狀。MSC可促進樹突細胞和單核細胞分泌IL-10，而促進Treg細胞增殖分化［3，25，34］。另外，IDO 可抑制 Th17細胞的增殖分化，而MSC可通過分泌IDO抑制Th17細胞增殖分化，從而減輕Th17所致的炎癥反應［3，28］。MSC還可通過下調核因子κB信號使T細胞暫停在G0/G1期而抑制T細胞增殖分化，且MSC分泌的NO對T細胞增殖分化亦有影響［3］。

三、MSC-ex對Th17/Treg的調節

外泌體是胞外膜泡中直徑30～100 nm的小泡，外泌體內含來源于母細胞的蛋白質、mRNA、微小RNA、脂質［32，35，36］，可特異性表達 CD9、CD81、CD63［32］。外泌體來源廣泛，可產生于各種細胞包括樹突細胞、T細胞、B細胞、巨噬細胞、MSC、腫瘤細胞，還廣泛存在于血漿、尿液、乳汁中［5，36］。不同來源的外泌體功能不同［35-38］。

MSC對免疫的調節作用機制尚不清楚，但近年來許多研究表明，MSC的免疫調節作用與其旁分泌作用有關，外泌體被認為是由MSC分泌與目標組織細胞之間進行物質交流及信息傳遞的主要載體［32，36］。Du等［5］將MSC、MSC-ex分別與PBMC共培養，發現與對照組相比，實驗組Treg細胞比例均增加，但MSC組比MSC-ex組增加更顯著。Zhang等［6］用干擾素γ、TGF-β刺激MSC，發現在不同刺激下MSC可分泌含不同量TGF-β、IDO的MSC-ex，將MSC-ex與PBMC共培養發現，含TGF-β、IDO高的MSC-ex促進PBMC向Treg分化更明顯。可見MSC的免疫調節功能可部分通過MSC-ex實現，且MSC-ex含有的各種細胞因子可作為整體協同作用。研究發現［6，32，36，39］，MSC-ex調節 Th17/Treg平衡有與 MSC 類似的作用，可使T細胞分化為Th17細胞的潛能下降，促進Treg細胞增殖，使其在外周血中比例升高，且這種作用與MSC-ex呈劑量依賴性。MSC可通過分泌TGF-β、前列腺素E2、IL-10、IDO、NO等細胞因子來調節Treg細胞，然而這些細胞因子不能單獨解釋MSC對Treg細胞的調節作用，可能作為整體共同起作用［2，5，40］。MSC-ex中含有約200多種蛋白質，被認為是一種比較可靠的免疫調節細胞因子的載體［5］。Zhang等［6］在MSC-ex中檢測到TGF-β、IFN-γ、IDO、IL-10等細胞因子，這些細胞因子可調節Treg使其數量增多，且對Th17有抑制作用［3，28］。另外，MSC-ex還可上調抗炎介質IL-10的相關基因［2］，從而間接調節Treg細胞。

四、展望

Th17/Treg比例失衡對銀屑病的發生有著重要的作用。MSC作為一種具有自我更新及多向分化潛能的細胞，可促進損傷組織修復，調節機體免疫功能。在銀屑病患者的骨髓及皮損處的MSC異常參與銀屑病的發生，具體機制尚不清楚。MSC可通過分泌各種細胞因子及胞外囊泡對Th17/Treg起調節作用，而外泌體作為胞外囊泡中的代表，可能是MSC調節Th17/Treg的重要方式之一。MSC-ex作為MSC調節免疫的重要方式之一，在銀屑病患者中其骨髓及皮損處皮膚MSC分泌MSC-ex是否異常？如異常，是否會影響Th17/Treg的平衡，進而影響銀屑病的發生？尚需進一步研究。

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