Dectin-1受體在相關疾病中作用的研究進展①

肖玉煥 保紅坤

（云南大學醫學院，昆明650091）

C 型凝集素受體（C-type lectin receptors，CLRs）是由一類含有C 型凝集素結構域（C-type lectin-like domains，CTLD）的蛋白組成的超家族，能夠廣泛識別配體，并調節多種生理功能［1］。自然殺傷基因復合體編碼多種激活型和抑制型的CLRs，其中許多在維持免疫平衡中起重要作用［2］。Dectin-1 簇是CLRs V 組的一個亞群，該亞群由7 個結構相關的受體組成。其中Dectin-1 是Dectin-1 簇中的激活型CLR［2］。Dectin-1（基因符號Clec7a）最初是在樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）中發現的，主要由髓細胞表達，包括單核細胞、巨噬細胞、DCs 和中性粒細胞［3］。也有證據表明這種受體在B 細胞和T 細胞的亞群中表達，在上皮細胞中也有表達［4］。Dectin-1是一種自然殺傷（natural killer，NK）細胞受體樣的C 型凝集素，參與了對真菌病原體的先天免疫反應。Dectin-1 作為跨膜信號受體介導各種細胞功能，從與真菌結合、攝取和殺死，到誘導細胞因子和趨化因子的產生等相關過程［2，5］。本篇綜述目的是對Dectin-1受體進行介紹，重點關注近年來發表的研究，綜述其在抗真菌免疫、腸道免疫、自身免疫等方面相關生理功能的研究進展，為進一步尋找與之相關多種疾病的治療靶點和有效藥物提供參考依據。

1 Dectin-1受體的分子結構

Dectin-1 是一種28 kD Ⅱ型膜蛋白，胞外CTLD通過短桿連接到跨膜區，該短桿包含1個特殊區域，這個區域被定義為碳水化合物識別域。短桿的長度可因β-葡聚糖的識別而改變，長度越長，結合效率越高。Dectin-1 細胞質尾部含有1 個基于免疫受體酪氨酸激活基序，它參與細胞內信號的激活。與其他CLRs 相比，Dectin-1 是一種Ca2+非依賴性的CLRs，因為它能識別不包含金屬離子的碳水化合物［3，6］。Dectin-1 被選擇性地剪接成兩種主要的亞型，其區別在于莖部區域的存在或缺失，這些亞型在不同的細胞類型和小鼠品系中有不同的表達，并且具有不同的功能［6］。

2 Dectin-1受體的配體識別

β-葡聚糖是自然界中含量最豐富的多糖之一，Dectin-1 可識別在植物和真菌細胞壁中的β-葡聚糖［7］。據報道稱Dectin-1 也識別節肢動物中的原肌球蛋白和利什曼蟲中未知的配體。研究發現，失調的節肢動物原肌球蛋白和Dectin-1 相互作用會導致過敏性疾病的易感性增加。在利什曼原蟲吞噬過程中，Dectin-1 的激活促進了脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）依賴性活性氧的產生，從而引發了炎癥小體的組裝和對寄生蟲復制的限制［2，8-9］。此外，研究者們也發現一些內源性配體，包括波形蛋白、半乳糖化免疫球蛋白和半乳糖蛋白［2，10］。Dectin-1還可以識別許多真菌物種，包括人類主要的病原體，例如曲霉屬真菌、念珠菌、肺囊蟲屬等［2，6］。除真菌外，Dectin-1 還能識別結核分枝桿菌，但Dectin-1是如何識別這些病原體的目前尚不清楚［11］。

3 Dectin-1受體與疾病的關系

3.1 Dectin-1 與腸道真菌感染 在真菌病原體中，β-葡聚糖是含量最豐富的多糖之一，Dectin-1 通過識別β-葡聚糖來驅動許多致病真菌物種的保護性宿主反應［12-13］。TAYLOR等［14］研究發現缺乏Dectin-1的小鼠容易感染白色念珠菌，即使存在調理素的情況下，缺乏Dectin-1 的白細胞對真菌的反應明顯減弱。在體內，由于真菌感染后炎癥細胞募集減少，白細胞反應受損，而導致真菌負擔顯著增加，真菌傳播性增強。說明Dectin-1 敲除小鼠對真菌的炎癥反應能力下降。這表明通過Dectin-1對β-葡聚糖的識別是真菌病原體的先天免疫反應中重要的組成部分之一［12，14］。

Dectin-1 對于維持胃腸道內環境穩定具有重要的作用，通過識別微生物群中的特定真菌以及食物中的β-葡聚糖，Dectin-1 可以加重結腸炎的嚴重程度［3，15］。ILIEV 等［16］研究者 使 用 葡聚糖硫酸酯鈉（dextran sulfate sodium，DSS）破壞黏膜屏障的小鼠結腸炎模型中，發現Dectin-1-/-小鼠在結腸炎誘導過程中的炎癥反應增強。根據尿液檢測，研究者在人CLEC7A 基因中確定了與潰瘍性結腸炎顯著相關的一些單核苷酸多態性。此外，研究者還發現全身感染白色念珠菌的Dectin-1 敲除小鼠胃腸道中真菌負擔增加和細胞因子產生失調［17］。這表明Dectin-1 在保護胃腸道免受真菌介導的炎癥中起著至關重要的作用。RAHABI 等［18］研究發現在結腸炎期間，骨髓細胞上Dectin-1 的缺失可預防腸道炎癥，而缺乏甘露糖受體（mannose receptor，MR）則會使炎癥惡化。 此外，Dectin-1 通過產生CCL2，促進Ly6ChighCCR2high單核細胞亞群從血液向炎癥性結腸浸潤，一旦進入組織，它們會分化為炎癥性巨噬細胞。最后，研究證明了炎癥性腸病患者發生的腸道炎癥與Dectin-1、CCL2、LTB4 的過表達和MR 的下調相關，提示該機制可能參與了人腸道炎癥的發病機制。總之，上述表明巨噬細胞上的Dectin-1和MR是腸道炎癥過程中黏膜炎癥反應的重要調節因子。

DRUMMOND 等［19］研究發現Dectin-1 受體是真菌感染期間，胃腸道中專門參與控制CD4+T 細胞反應的受體。在感染期間，Dectin-1 的缺失導致腸系膜淋巴結中DCs 數量的減少，以及導致CD4+T 細胞激活失敗，說明有效的CD4+T 細胞激活可能需要Dectin-1 的參與。由于DCs 反應的消失和T 細胞激活失敗，導致了CD4+T 細胞凋亡的顯著增加和胃腸道相關淋巴組織細胞數量的減少。在胃腸道中，抗原特異性CD8+T 細胞反應不需要Dectin-1。這表明Dectin-1 對于驅動胃腸道中真菌特異性CD4+T 細胞反應是必要的，以及在真菌感染期間，CD4+T 細胞在胃腸道中的存活需要Dectin-1 的參與。TETSUYA等［20］研究發現結腸炎嚴重程度的增加與Dectin-1 誘導核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）激活和促炎細胞因子分泌的增加有關。該研究表明Dectin-1通過激活LRRK2導致NF-κB 活性增加，并且這種激活可以抑制自噬。且體內基因LRRK2 抑制劑降低了小鼠DCs 中Dectin-1 誘導的腫瘤壞死因子-α的產生，并改善DSS 誘導的結腸炎。Dectin-1 的上述功能對理解腸道免疫和真菌感染的易感性具有重要意義。

3.2 Dectin-1 參與肥胖的發病機制 CASTOLDI等［21］研究發現了Dectin-1 在肥胖和胰島素耐受性（insulin resistance，IR）中起重要的作用。MyD88 在骨髓細胞中表達，而在脂肪細胞中不表達，它是肥胖誘導的IR、脂肪組織（adipose tissue，AT）炎癥和AT巨噬細胞極化的促炎作用所必需的。MyD88的缺失加劇了肥胖誘導的IR 和AT 巨噬細胞向促炎表型的極化。研究者觀察到Dectin-1 在食源性肥胖小鼠和MyD88 敲除小鼠中表達升高，阻斷Dectin-1 可以抑制CD11c+AT 巨噬細胞極化和IR。在使用Dectin-1激動劑處理小鼠5 周后，在不改變腸道菌群的情況下，Dectin-1激活誘導了CD11c+AT巨噬細胞極化，加重了脂肪組織炎癥反應，破壞了葡萄糖穩態。Dectin-1 表達可導致M1 巨噬細胞極化和脂肪細胞胰島素敏感性受損。在瘦型和食源性肥胖小鼠中阻斷Dectin-1信號可以改善葡萄糖穩態和胰島素敏感性。此外，也有研究發現Dectin-1 在肥胖人群中的表達增加，并影響人的AT 和IR。因此，在MyD88 缺失的情況下，Dectin-1通過促進促炎性巨噬細胞極化來調節AT 炎癥，并且激活Dectin-1加重了肥胖和IR。上述研究表明Dectin-1 可能是治療與慢性非溶解性炎癥相關聯的肥胖和IR患者的重要靶點。

3.3 Dectin-1與缺血性心臟病有關 FAN等［22］研究發現，Dectin-1 主要表達于心肌巨噬細胞，它可以通過誘導促炎性M1巨噬細胞極化、Ly-6C+單核細胞和中性粒細胞浸潤，在心肌缺血再灌注損傷中起致病性作用。在心肌缺血再灌注損傷早期，巨噬細胞上主要表達的模式識別受體Dectin-1 水平增加。Dectin-1 缺乏和抑制使心臟功能明顯改善，心肌細胞凋亡減少，且與M1 巨噬細胞極化、Ly-6C+單核細胞和中性粒細胞浸潤減少相關。然而，激活Dectin-1 與其激動劑具有相反的效果。LI等［23］最新研究發現在心肌梗死后心肌細胞Dectin-1 上調，部分是通過激活NF-κB 和NLRP3 炎癥小體信號，從而導致心臟重構和心臟功能障礙。而在體內注射腺相關病毒9型介導的Dectin-1 沉默，可顯著降低心肌梗死后小鼠的心肌纖維化、心肌擴張并改善心臟功能，這表明Dectin-1可能作為缺血性心臟病的治療靶點。因此，在患者中選擇性抑制Dectin-1 信號通路可能是預防心肌缺血性損傷和心肌重塑的一種新的治療方法。

3.4 Dectin-1與自身免疫性疾病有關 DCs對凋亡細胞（apoptosis cells，ACs）的攝取和誘導DCs耐受表型的調節作用是建立外周自身抗原耐受性的重要機制［24］。目前，其所涉及的受體和潛在的信號通路尚不完全清楚。BODE 等［25］最新研究發現Dectin-1在自身免疫性疾病中具有重要的作用，發現Dectin-1是一種關鍵的致耐性受體。它與ACs暴露的幾個膜聯蛋白（膜聯蛋白A1、A5、A13）的核心區域的結合具有很強的親和力。在不同病原體衍生的β-葡聚糖的相互作用位點上，膜聯蛋白與Dectin-1 結合后致耐受性信號會誘導Syk 的選擇性磷酸化，導致NADPH 氧化酶-2（NADPH oxidase-2，NOX-2）的激活和活性氧（reactive oxygen species，ROS）的適度產生。這表明Dectin-1缺失的小鼠會形成自身免疫性疾病，并對ACs產生更強的免疫反應。這個重要的免疫檢查點系統，為ACs 的免疫抑制信號與維持外周免疫耐受之間提供了聯系。ACs衍生的膜聯蛋白的分子途徑是通過NOX-2 衍生的ROSs 來刺激Dectin-1 和誘導細胞抑制DCs，這是外周免疫耐受的重要機制。

3.5 Dectin-1 與過敏有關 ITO 等［26］研究者使用Dectin-1敲除（Clec7a-/-）小鼠觀察Dectin-1是否參與室內塵螨（house dust mite，HDM）誘導的氣道過敏性炎癥反應。 研究發現，與野生型小鼠相比，在Clec7a-/-小鼠中HDM 誘導的嗜酸性粒細胞和中性粒細胞在呼吸道中的數量明顯減少。此外，HDM 致敏的Clec7a-/-小鼠中縱隔淋巴結細胞產生的細胞因子IL-5、IL-13 和IL-17 也減少。Dectin-1 在CD11b+DCs 上表達，而CD11b+DCs 是氣道過敏性炎癥發展的關鍵DCs 亞群，但在CD103+DCs、漿細胞樣DCs 或肺上皮細胞上不表達。通過轉錄組分析顯示，在Clec7a-/-小鼠的DCs中，包括CCR7在內的趨化因子/趨化因子受體的表達降低，而CCR7 是DCs 向引流淋巴結遷移所必需的。 與野生型小鼠相比，Clec7a-/-小鼠縱隔淋巴結中HDM 標記的CD11b+DCs數量明顯減少。這些結果表明在CD11b+DCs 上表達的Dectin-1 通過誘導DCs 趨化因子/趨化因子受體的表達，感受HDM 提取物中的某些分子，在HDM誘導的氣道過敏性炎癥反應中起關鍵作用。該研究結果提示Dectin-1 或其下游信號分子可能是治療嚴重哮喘新的治療靶點。

3.6 Dectin-1 與癌癥有關 Dectin-1 在癌癥中具有促進或預防腫瘤發生的雙重功能，例如，DALEY等［10］研究發現Dectin-1 受體和其配體在胰腺導管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDA）的上皮細胞和炎癥細胞中高度表達，并伴有相關信號中間體的上調。Dectin-1 信號通路促進了PDA 的進展，而Dectin-1 的缺失對PDA 有保護作用。目前，阻斷Galectin-9 對PDA 有保護作用，而Dectin-1 和Galectin-9 軸在調節PDA 中CD4+和CD8+T 細胞向免疫原性或耐受性表型轉變的過程中起關鍵作用，并調節致癌進展的過程。在PDA 中，Dectin-1 介導對腫瘤相關Galectin-9 的識別抑制了保護性T 細胞應答。表明將來在臨床上阻斷Dectin-1 下游的信號通路可能是一種對胰腺腫瘤發生的有效治療策略。與此相反，ZHAO 等［27］研究發現在患有黑色素瘤或骨髓瘤的小鼠中，Dectin-1 激活的DCs 通過在體內誘導Th9細胞和IL-9的產生介導其抗腫瘤作用。Dectin-1介導的對腫瘤細胞上N-聚糖結構的識別可以激活具有殺腫瘤活性的NK 細胞。Dectin-1 激活的DCs是Th9 細胞和抗腫瘤免疫的強大誘導因子，這可能具有重要的臨床意義［1，27］。

4 結語

Dectin-1作為C型凝集素受體家族中的一員，在小鼠抗真菌免疫方面的研究最多。近年來研究者們不斷深入對Dectin-1 在多種疾病中的生理作用進行相關研究，筆者通過整理近幾年的文獻，發現Dectin-1 的作用并不局限于抗真菌免疫方面。Dectin-1 還參與肥胖的發病機制，在缺血性心臟病、自身免疫性疾病、過敏和癌癥中也具有重要的作用。今后，在感染性和非感染性疾病的治療中，Dectin-1可能是一個重要的治療靶點。隨著研究者對Dectin-1 受體的進一步深入了解將為疾病的診斷和治療開辟新的可能性。目前，關于Dectin-1 在多種疾病發生發展的過程中涉及相關的信號通路的研究缺乏整體性和系統性。還存在一些不同細胞上表達的Dectin-1 在不同疾病中的作用并不統一，甚至是互相矛盾的觀點。因此，在今后的研究中還應深入拓展Dectin-1 在其他疾病中的作用，進一步探索Dectin-1 具體作用機理和其他受體相互作用過程中所涉及的相關信號通路。