Tim3和BAT3在再生障礙性貧血中免疫機制的研究進展①

賀 欣 王化泉 邵宗鴻

(天津醫科大學總醫院血液科,天津 300052)

再生障礙性貧血(aplastic anemia,AA)是一種以外周血全血細胞減少和骨髓造血細胞增生性降低為特征，臨床上以貧血、出血和感染為主要表現的骨髓造血功能衰竭性綜合征。近幾年研究發現免疫因素在AA發病機制中起到更加關鍵的作用[1]。T細胞免疫球蛋白和黏蛋白3(T cell immunoglobulin and mucin3,Tim3)不僅可以通過下游分子Gal9對AA疾病中的特異性免疫應答進行調控，同時也在固有免疫系統中發揮保護作用[2]。另一種大分子物質HLA-B關聯轉錄因子3(HLA-B associated transcript 3,BAT3)則是Tim3下游的1個特異性抑制因子，它既可以與Gal9結合對Tim3活性進行抑制，又能夠在AA疾病中對多種固有免疫細胞的活性進行調節[3]。本文現就Tim3和BAT3在免疫系統中的作用與AA疾病關系的最新研究進展作一綜述。

1 Tim3和BAT3因子簡介

Tim3是Tim家族成員之一，位于人類染色體5q33.2的位置上。整個Tim蛋白家族的分子結構由胞外區、胞內區和跨膜區三部分共同組成，其胞外區不僅具有免疫球蛋白樣區域，并且還包括了富含絲氨酸、蘇氨酸和脯氨酸的黏蛋白區域[4]。Tim3不僅可以作用于分化成熟的T淋巴細胞，還可以在多種固有免疫細胞中發揮作用[5]。半乳凝素9(Galectin9,Gal9)是能夠特異性識別和結合半乳糖苷的半乳糖凝集素家族成員之一，同時也是Tim3蛋白的天然配體。研究發現Tim3在對固有免疫反應進行調節時，并沒有直接作用于Gal9，而是通過與1種被稱為高遷移率族蛋白B1(High-mobility group protein 1,HMGB1)的物質相結合，引起了后續的免疫應答[6]。此外，Tim3還可以與一種叫作磷脂酰絲氨酸的配體相結合，該配體主要作用于凋亡細胞，兩者結合后可以對清除體內凋亡細胞和維持內環境穩定等起到一定作用[7]。

BAT3是BAG蛋白家族中的一員，全長共1 126個氨基酸。其C端具有核定位信號、N端具有富含脯氨酸的保守結構域，同時還存在著一定的泛素樣結構。BAT3的主要功能是參與內質網上錯誤定位膜蛋白的降解和一些細胞凋亡或損傷的修復[8]。研究發現BAT3與人體的免疫應答也有關聯，并在T淋巴細胞和一些固有免疫細胞中均檢測到了BAT3基因的表達[9]。

2 Tim3和BAT3在AA中的免疫作用進展

2.1Tim3和BAT3在T淋巴細胞中的作用 T淋巴細胞尤其是CD4+T細胞免疫功能紊亂已經成為AA發病的最核心免疫因素。研究發現輔助性T細胞(T helper cells,Th)中的Th1細胞在AA疾病中增多而Th2細胞變化不明顯，因此Th1/Th2細胞比例出現失衡，并且說明了Th1細胞在AA的免疫機制中占有更加重要的地位[10]。另外一組功能相互拮抗的Th17和調節性T細胞(regulatory T cells,Treg)同樣可以維持免疫平衡。研究發現IL-17可以加速造血干祖細胞的凋亡，并抑制了造血細胞集落的形成[11]。又有研究發現AA患者的骨髓和外周血中Treg細胞及其標志性蛋白Foxp3等表達均有降低[12]。

Tim3作為一種表達在T淋巴細胞膜上的特異性抑制蛋白，受轉錄因子T-bet調節后可以抑制后續Th1細胞的增殖[13]。有研究發現重型AA患者CD4+T細胞中Tim3蛋白的mRNA表達水平與正常組相比出現一定程度降低，當對該疾病進行治療后發現CD4+T細胞中Tim3蛋白的mRNA表達水平較之前患者相比有所恢復[14]。尤其是Tim3在與其配體Gal9結合之后，不僅直接下調Th1型免疫反應，同時還可以誘導Th17細胞的凋亡并阻止IL-17等細胞因子的釋放[15]。Tim3與Gal9相結合后Th1和Th17細胞的擴增同時發生了抑制，并且Th1細胞中Tim3的mRNA轉錄數量高于Th17細胞[16]。除此之外，Tim3與Gal9結合之后還可以上調Treg細胞的表達。在體外細胞培養中阻斷Tim3和Gal9通路后，Treg細胞與正常對照組相比更容易發生凋亡[17]。而BAT3作為Tim3的特異性抑制因子，同時也能夠與Gal9結合并最終抑制了Tim3在各種T淋巴細胞中的活性。BAT3可以通過與Gal9因子的胞內段尾部結合的方式促進了Th1細胞的增殖和激活[18]。BAT3可以抵抗Tim3和Gal9信號通路對AA疾病的抑制作用[19]。并且BAT3還可以通過與Treg細胞分泌的TGF-β因子相結合，進一步對Treg細胞及其后續免疫反應進行調控[20]。

除此之外AA患者CD4+T淋巴細胞數量減少，CD8+T淋巴細胞數量增加，CD4+/CD8+T細胞比值相對有所降低[21]。而Tim3在特異性免疫應答中還可以起到誘導CD8+T細胞耗竭的作用。有研究在AA疾病模型中發現，Tim3和Gal9結合后誘導了CD8+T細胞功能的耗竭，當應用Tim3阻斷劑之后可以恢復CD8+T細胞的功能[22]。并且高表達Tim3的Treg細胞可以通過促進IL-10等因子的分泌從而調控了CD8+T細胞的增殖[23]。而Tim3的下游因子Gal9也對CD8+T細胞起到抑制作用。Gal9表達上調時可致CD8+T細胞的免疫活性減弱，而Gal9基因敲除的小鼠CD8+T細胞的免疫活性則相對較強[24]。同時，Gal9還可以通過活化Caspase8等信號途徑間接誘導了CD8+T細胞的凋亡[25]。

2.2Tim3和BAT3在DC細胞中的作用 AA患者的重要特征之一就是骨髓內髓樣DC細胞(myeloid dendritic cells,mDC)數量增多，漿細胞樣DC細胞(plasmacytoid dendritic cells,pDC)的數量則變化不大，因此推測AA疾病中mDC/pDC細胞的比例出現了失衡[26]。Tim3作為適應性免疫調控的重要因子，也可以作用于一些固有免疫細胞從而間接參與后續免疫應答。有研究在AA疾病的動物模型中提取DC細胞，并發現其內部有Tim3過表達的現象，而正常組DC細胞中Tim3的表達率則相對較低[27]。Tim3與HMGB1配體結合后可以直接介導DC細胞進行內吞作用，從而更好地對抗原等物質進行吞噬和清除[28]。有關BAT3和固有免疫細胞之間的關系近年來也有了很大進展。未成熟DC細胞自身分泌的BAT3可以作用于NK細胞并使NK細胞發生活化，從而引發固有免疫殺傷效應[29]。在AA患者體外培養的DC細胞中發現其可以釋放含有BAT3的外泌體，該外泌體不僅可以調節DC細胞的成熟和增殖，并且對巨噬細胞和NK細胞都具有一定的激活作用[30]。

2.3Tim3和BAT3在巨噬細胞中的作用 位于骨髓內的巨噬細胞不僅功能活躍，還可以表達與造血相關的多種細胞因子，因此在血細胞的生成中具有重要調節作用。尤其是與替代激活型巨噬細胞(M2型)相比，經典活化型巨噬細胞(M1型)在AA的發病中可以起到更加關鍵作用。人體內的Tim3和BAT3均可以對巨噬細胞進行免疫應答方面的調控。Tim3可以持續表達于M2型巨噬細胞，從而抑制了IL-12等炎性因子的產生[31]。在AA疾病的小鼠模型中注入Tim3因子之后，結果顯示，巨噬細胞的數量增加并且活化水平也有提高，提示，Tim3可能通過調控巨噬細胞功能等方式影響了AA疾病的進展[32]。Tim3可以降低M1型巨噬細胞的極化，并減輕了AA疾病中M1型巨噬細胞的浸潤[33]。并且Tim3的特異性配體Gal9對巨噬細胞分泌的TNF-α、IL-12、IL-1β等促炎因子或是CCL等趨化因子的表達也具有抑制作用[34]。BAT3因子主要通過調節MHC類因子Ⅰ和Ⅱ的表達從而提高了巨噬細胞的增殖和活性[35]。BAT3參與下調M1型巨噬細胞中促炎因子的釋放，從而使AA患者的造血干細胞功能有所好轉[36]。M2型巨噬細胞可以合成并分泌BAT3，并對IFN-γ等Th1型免疫因子的表達進行控制[37]。

2.4Tim3和BAT3在NK細胞中作用 NK細胞具有強大的細胞毒性和直接殺傷作用，并且自身還可以分泌多種趨化因子共同參與免疫系統的調節[38]。在AA患者的外周血和骨髓中提取NK細胞，發現其數量與正常對照組相比下降，說明NK細胞在AA疾病的發生發展中具有很大程度關聯[39]。Tim3同樣在NK細胞中表達，并且NK細胞中Tim3的表達量還可以反應AA疾病的損傷和惡化程度[40]。有研究發現Tim3在NK細胞中主要依賴其與下游因子HMGB1的結合，該通路抑制了IL-1β和IL-12等炎性因子的產生，進而更好的發揮了固有免疫系統的保護作用[41]。又有研究發現未經重度AA治療的患者NK細胞中Tim3表達較低，免疫抑制治療后Tim3的表達恢復正常。因此我們推測NK細胞上Tim3的低表達可能導致重度AA患者NK細胞的功能障礙[42]。而BAT3作為固有免疫調控分子中的一種，可以直接通過細胞表面毒性受體對NK細胞的毒性進行調節[43]。最近在AA疾病的體外研究中發現未成熟DC細胞分泌的BAT3可以與MHCⅠ類分子相結合，同時激活了NK細胞的增殖[44]。

3 小結與展望

AA是一種以骨髓造血功能衰竭為主要特征的血液系統重癥，近幾年臨床使用免疫抑制劑治療AA取得了良好的療效。Tim3作為一種重要的免疫調節蛋白，可以與特異性配體Gal9結合后誘導Th1細胞的凋亡，阻止了Th1和Th17細胞因子的釋放，并且上調了Treg細胞的表達。同時Tim3還可以在固有免疫反應中促進DC細胞的成熟，增強巨噬細胞和NK細胞的活性。而BAT3作為Tim3和Gal9的共同抑制因子，在適應性免疫系統中也起到重要調控作用，并且更好地參與了AA疾病中固有免疫應答的調節。因此Tim3和BAT3這兩種免疫因子有望更好的闡明AA的具體發病機制，并為AA疾病的防治提供新的靶點和方向。