Tim-3調控巨噬細胞極化在類風濕性關節(jié)炎中的研究進展

鐘玉梅，陳洋，羅小超，周海燕

類風濕性關節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是以滑膜炎癥為主要臨床表現的慢性、難治性、自身免疫性疾病，目前藥物治療的效果欠佳，且該病有較高的致殘率，嚴重影響了患者的生活質量［1］。T細胞免疫球蛋白黏蛋白分子-3（T cell immunoglobulin and mucin-domain- containing molecule-3，Tim-3）作為免疫系統(tǒng)共刺激抑制受體家族成員，是免疫調節(jié)的關鍵調控分子。在RA疾病進展中，Tim-3在局部免疫和全身免疫中均發(fā)揮作用［2-3］。同時，Tim-3 作為巨噬細胞極化信號通路的調控分子，其對巨噬細胞極化具有確切的影響［4-5］。本文就近年來Tim-3 調控巨噬細胞極化在RA中的研究進展進行綜述，以增強對Tim-3/巨噬細胞極化在RA 發(fā)病機制中的認識，也為RA的研究提供新的思路和治療靶點。

1 Tim-3的研究進展

Tim-3 是近年新發(fā)現的 T 細胞表面分子［6］，是 T細胞免疫球蛋白黏蛋白（Tim）家族的成員，主要是由先天性和適應性免疫細胞分泌的一組Ⅰ型跨膜蛋白［7-9］。Tim-3廣泛表達于T細胞、巨噬細胞、自然殺傷細胞等細胞表面，并且與其配體結合發(fā)揮免疫調節(jié)功能。目前越來越多的研究表明，Tim-3與RA易感性密切相關，可促進多種細胞內信號傳導和免疫反應，調節(jié)T細胞分化，在對抗炎癥和自身免疫性疾病中起到了重要作用［10-12］。

1.1 Tim-3 及其配體的生物學特性 McIntire 等［13］在小鼠11 號染色體Tapr基因座位上發(fā)現了Tim 基因家族，其所在的染色體區(qū)與自身免疫性和變態(tài)反應性疾病發(fā)生相關。Tim-3分子結構包括3部分：胞外段、跨膜段、胞內段。胞外段由IgV區(qū)及含31%絲氨酸和蘇氨酸殘基的黏蛋白樣結構組成，含有4個N連鎖的糖基化位點和5 個O 連鎖的糖基化位點；胞內段含有6個酪氨酸殘基，其中1個酪氨酸殘基是酪氨酸磷酸化基序（RSENIY）中的一部分，而RSENIY與Tim-3下游信號傳導有關。人和鼠的Tim-3總氨基酸有63%的同源性，兩者胞內段有77%的氨基酸同源。

半乳糖凝集素-9（galectin-9，Gal-9）最早被認為是Tim-3的配體，它在體內分布非常廣泛，尤其是免疫細胞上［14］；主要參與細胞聚集、黏附、分化、凋亡、調節(jié)腫瘤轉移和炎癥反應等［15］。Gal-9 含有碳水化合物識別區(qū)，通過與Tim-3的IgV結構域中的碳水化合物結構相結合進而發(fā)揮生物學功能。Tim-3/Gal-9 信號通路在腫瘤免疫［16］、抗感染免疫［17］和移植免疫［18］等方面發(fā)揮著重要的作用。

1.2 Tim-3 與免疫性疾病 Tim-3 作為負性免疫調節(jié)共刺激分子，一方面參與調控免疫平衡，維持對自身抗原的免疫耐受，確保完成免疫應答，避免自身免疫性疾病的發(fā)生；另一方面通過調控外周組織中免疫應答的持續(xù)性和強度，從而避免過度免疫造成的機體自我損傷［3］。研究發(fā)現，在輔助性T 細胞1（Th1）介導的實驗性自身免疫性腦脊髓炎中，阻斷Tim-3 可加速疾病的發(fā)作，導致小鼠病情惡化［6］。Liu等［19］發(fā)現，Tim-3的基因多態(tài)性可增加自身免疫性疾病的發(fā)病風險。劉葉等［20］發(fā)現，Tim-3 抑制能有效調節(jié)支氣管哮喘患者Th17 和調節(jié)性T 細胞（Treg）的平衡，減輕患者的氣道炎癥。在對免疫性血小板減少癥患者的研究中發(fā)現，Tim-3 的表達水平明顯升高，且與干擾素（IFN）-γ、血小板水平呈正相關［21］。Tim-3基因敲除后，T細胞分泌腫瘤壞死因子（TNF）-α、IFN-γ的水平顯著增高，體外殺傷胃癌AGS-EBV 細胞的能力也明顯增強［22］。另有研究發(fā)現，單核細胞/巨噬細胞表達的Tim-3 可能是胃癌進展的重要機制［23］。

2 巨噬細胞M1/M2 極化信號通路失衡與RA 的關系

巨噬細胞浸潤是RA 病理過程中的一個突出特征，而巨噬細胞又是固有免疫和適應性免疫的重要組成部分［24-26］。當受到不同因素刺激時，巨噬細胞可極化成為功能相反的2種表型：M1型（促炎型）和M2型（抗炎型）。M1型可導致促炎細胞因子炎癥介質產生，包括TNF-α、白細胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-12 和單核細胞趨化蛋白（MCP）-1；而極化為M2 型時產生精氨酸酶1（Arg1）、IL-10、血管內皮生長因子（VEGF）等，這與免疫調節(jié)、抗炎、組織修復密切相關。在正常情況下，M1/M2 處于平衡狀態(tài)，M2 分化充足，抑制M1 的分化［27-30］，即所謂“正氣存內，邪不可干”的狀態(tài)。但M1 與M2 在一定條件下可以相互轉化，并調節(jié)機體炎癥反應應答。研究發(fā)現，RA 中存在M1、M2表型極化的失衡［31-32］。在RA疾病發(fā)生發(fā)展過程中，多種因素會打破巨噬細胞M1/M2 型的動態(tài)平衡，引起數量和比例失衡，導致M1 型促炎巨噬細胞不斷增多，從而加劇炎癥反應［33］，邪實日益嚴重。因此，有效干預巨噬細胞M1 型轉為M2 型，使M1/M2 恢復平衡狀態(tài)，有利于促進炎癥消退及組織修復，正氣足則邪自安。

3 Tim-3與RA

3.1 Tim-3 的免疫調控與RA 發(fā)病的關系 研究發(fā)現，RA 患者外周血及滑膜液中CD4+和CD8+T 細胞表面Tim-3 的表達均較健康人明顯升高，且Tim-3水平與病情的嚴重程度呈負相關［34］。RA 發(fā)病過程中，位于CD4+和CD8+T 細胞表面的Tim-3 起著負性調節(jié)免疫功能的作用，抑制T 細胞產生IFN-γ 等促炎因子，促進T 細胞生成IL-4 等抑炎因子。Tim-3作為免疫系統(tǒng)的關鍵調節(jié)者，是免疫炎癥的紐帶，也是抑制RA炎癥反應的重要共刺激因子，已成為治療RA的一個關鍵突破口。

3.2 Tim-3是調節(jié)巨噬細胞M1/M2極化信號通路的誘導器 Tim-3信號傳導對巨噬細胞炎癥因子表達和極化具有確切的影響，Tim-3高表達于M2型巨噬細胞，可促進巨噬細胞向M2 型極化并抑制M1 型極化，從而上調巨噬細胞中抗炎因子的表達并抑制促炎因子的表達；抑制Tim-3的表達可有效促進M1型巨噬細胞極化，抑制M2型巨噬細胞極化［35-36］。實際上Tim-3 對巨噬細胞極化的調控涉及2 部分：一種是通過接頭蛋白直接調控，Tim-3與其配體Gal-9結合增強Tim-3 與信號轉導及轉錄激活因子1（STAT1）之間的結合，再通過STAT1/miR-155/細胞因子信號傳導抑制因子1（SOCS1）信號軸發(fā)揮對巨噬細胞極化的調控；另一種是與Gal-9 結合發(fā)揮Tim-3/Gal-9 信號通路對T 細胞免疫發(fā)揮抑制或促進的調節(jié)作用，通過不同免疫反應產生的產物如IFN- γ 或 IL-4 誘 導 巨 噬 細 胞 向 M1 或 M2 型極化［37-38］。

此外，也有文獻報道Tim-3 信號可以促進β 干擾素TIR結構域銜接蛋白（TRIF）和干擾素調控因子3（IRF3）水平，調節(jié)巨噬細胞M1極化［39］。目前已證實在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的結腸炎小鼠模型中，Tim-3抑制了M1型巨噬細胞的極化和IRF3的磷酸化水平，IRF3 是調節(jié)巨噬細胞極化的Toll 樣受體4（TLR-4）下游轉錄因子［40］，但目前對該通路的研究還不夠深入。

3.2.1 Tim-3 直接調控巨噬細胞極化 STAT1 是Tim-3 直接調控巨噬細胞極化的胞內關鍵接頭蛋白。研究發(fā)現，Tim-3 通過其細胞內尾部的殘基Y256 和 Y263 直 接 結 合 STAT1 并 抑 制 STAT1/miR-155/SOCS1 信號軸而極化巨噬細胞［37］。在該途徑中，Gal-9與Tim-3的結合增強了Tim-3與STAT1之間的結合，STAT1 在miR-155 的上游起作用并促進miR-155 轉 錄 ，SOCS1 參 與 Tim-3/STAT1/miR-155下游的信號級聯(lián)并介導巨噬細胞最后極化。Tim-3通過磷酸化殘基Y256和Y263與Janus激酶（JAK）競爭結合STAT1，然后抑制STAT1磷酸化；STAT1磷酸化受到抑制后使miR-155 表達降低，進而對SOCS1表達的抑制作用降低，隨后IL-10 和Arg-1 表達增加，最終導致巨噬細胞向M2表型的極化。

3.2.2 Tim-3 間接調控巨噬細胞極化 Tim-3 還可通過調節(jié)T細胞產生的IFN-γ或IL-4等產物誘導巨噬細胞向M1型或M2型極化。IFN-γ 是Th1細胞分泌的主要細胞因子之一，Tim-3/Gal-9信號通路可抑制Th1 細胞產生IFN-γ，而IFN-γ 是巨噬細胞M1 型極化的誘導因子，促使巨噬細胞M1型極化［41］。IL-4是Th2 細胞產生的主要細胞因子之一，Tim-3/Gal-9信號通路可促進Th2 細胞產生IL-4，IL-4 同時也是巨噬細胞M2 型極化的誘導因子，可誘導巨噬細胞M2 型極化。M1 的激活途徑由STAT1 介導。IFN-γ通過其受體 IFNR-1 和 IFNGR-2 募集 JAK1 和 JAK2銜接子，激活STAT1 通路和干擾素調節(jié)因子（IRF）；IFN-γ 誘導的信號轉導的主要介質是STAT1、JAK2和IRF1［42-43］。M2的激活途徑主要由STAT6介導，首先IL-4 通過與其受體IL-4Rα 等結合，受體二聚化（Ⅱ型受體）后分別激活Janus 激酶JAK1/JAK3 或JAK1/JAK2，從而募集胰島素受體底物（IRS）家族主要成員形成復合物；磷酸化的IRS 激活生長因子受體結合蛋白2（Grb2）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K），進一步募集STAT6，并使STAT6發(fā)生酪氨酸磷酸化；磷酸化的STAT6形成二聚體，入核后，啟動相關基因的轉錄，使巨噬細胞逐步向 M2 極化［38，44-46］。Tim-3通過IFN-γ/IL-4 調節(jié)巨噬細胞極化，最終產生作用不同的產物（圖1）。

Fig.1 The flow chart of Tim-3 regulating the polarization of macrophage through IFN-γ/IL-4圖1 Tim-3通過IFN-γ/IL-4調節(jié)巨噬細胞極流程圖

4 小結

巨噬細胞作為固有免疫和適應性免疫的重要組成成分，其極化方向在RA病理過程中扮演了重要的角色。Tim-3 作為巨噬細胞極化信號通路的誘導器，其信號傳導可促進M2 型巨噬細胞極化并抑制M1 型極化，從而調節(jié)巨噬細胞中炎癥因子的表達，但其與RA 病理發(fā)展的相關性仍待進一步的研究。Tim-3 調控分子的研究不僅對深入揭示RA 的發(fā)病機制具有重要的指導作用，也為RA的臨床治療提供了新的靶點。