雌激素對Treg細胞的影響機制研究進展①

徐一君 鄧勇志 （山西省心血管病醫院心血管外科，太原030024）

近年來，雌激素與自身免疫性疾病的關系日漸引起人們的關注。雌激素治療能夠改善自身免疫性關節炎、實驗性腦脊髓膜炎等多種自身免疫性疾病。許多研究已經證實Treg（CD4+CD25+Foxp3+regulatory T cells）在器官移植、自身免疫性疾病、腫瘤免疫等疾病中，能夠誘導和維持免疫耐受的形成。雌激素作用后能否通過促進Treg 的產生而發揮免疫抑制和治療作用？本文就該領域當前的研究進展作一簡要闡述。

1 雌激素的免疫特性

雌激素是一種存在于男性和女性體內的性類固醇激素，在生育期女性體內高度表達，在人體內分泌系統和生殖系統中發揮著重要的作用［1-2］。內源性雌激素包括雌激素酮（E1）、雌二醇（17β-estra?diol，E2）和雌三醇（E3）。E2 是絕經前婦女雌激素的主要形式，而E3主要在妊娠期間與E2一起產生。在女性生命的各個階段，從童年到更年期，雌激素的水平是不斷變化的。在每個階段，雌激素的變化對女性身體有固定的影響。雌激素主要促進女性第二性征的發育，調節月經周期。除了性發育外，E2還影響皮膚、肌肉、脂肪組織、大腦、心血管系統、骨骼等各種器官和組織的功能，同時預防骨質疏松癥和心血管疾?。?］。

雌激素的功能主要由兩種雌激素受體ERα 和ERβ 介導。兩種受體在大多數組織中均可表達，主要作用是調節月經周期、更年期等相關生理活動。大多數自身免疫性疾病主要發生在女性身上，因為雌激素是跟性別有關的免疫調節激素，雌激素在體內有助于調節T 細胞功能，抑制自身免疫性疾病［4］。在多發性硬化癥患者當中，雌激素和雌激素受體在正常機體免疫系統中能夠誘導人體產生免疫耐受和神經系統保護，在人體相關免疫細胞、分子、遺傳方面扮演重要角色［5］。

ERα 是最早發現且研究最為深入的經典雌激素受體類型，主要分布在子宮、卵巢、乳腺、骨骼、肝臟等部位，其與配體結合后能夠通過轉錄激活作用進一步調控相關基因的表達［6］。ERα 與細胞的生長、增殖、代謝活動密切相關。ERα 能夠產生雌激素效應，在維持女性第二性征和生理周期等方面發揮重要作用［7］。研究表明ERα 受體缺乏后，能夠增加小鼠自身免疫性疾病的發病率，如系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎和自身免疫性腦脊髓炎（EAE）。ERα 對輔助T 細胞（Tfh）的細胞功能和自身抗體反應中的調節作用，可能與自身免疫性疾病相關［8］。目前，已有實驗證明E2 能夠通過抑制Th1 和Th17的浸潤，阻止EAE 病變進展，而缺乏ERα 的小鼠T細胞未能抑制該疾病的進展。這些研究揭示了雌激素和雌激素受體在T細胞免疫和自身免疫性疾病中的重要作用［9-10］。從患有類風濕關節炎的女性患者中觀察到，絕經后患者的病情出現嚴重惡化，提示女性雌激素在自身免疫性疾病方面具有保護作用［11］。也有研究表明ERα 能夠抑制Tfh 細胞和巨細胞的反應以阻止自身抗體產生，這對于防止自身反應性疾病至關重要［12］。

ERβ 是1996年發現的雌激素受體類型，主要分布在神經系統、結腸、心血管系統等部位，主要發揮抗炎、抗增生、抗腫瘤效應［13-14］。ITOH 等［15］在 EAE小鼠模型的研究中發現，ERβ 激動劑對神經系統具有保護作用。ERβ 激動劑可減輕EAE 小鼠神經功能損傷和腦組織炎癥反應，其機制可能與抑制小膠質細胞活化和減輕氧化應激有關［16］。在一項TNBS誘導的小鼠急性腸炎模型中，在ERβ 存在或缺失的前提下，外源性雌二醇會產生不同的保護效應。雌二醇能夠降低小鼠中段結腸的炎癥程度和ERβ 敲除后小鼠遠端結腸的炎癥程度［17］。GOU 等［18］研究發現，ERβ 與子宮內膜異位病灶中免疫細胞浸潤有關，敲除子宮內膜基質細胞（ESC）中的ERβ后，與巨噬細胞共培養發現其減少了巨噬細胞進一步募集，并削弱了巨噬細胞M2型的極化。牛蒡甙元作為ER的選擇性激動劑，可以激活ER，并通過與raptormTOR 形成復合體來抑制mTOR 的活化及Th17 的分化［19］。

2 雌激素對免疫細胞Treg的影響

Treg 作為一類具有免疫抑制作用的T 細胞，約占外周CD4+T 細胞的5%~10%，是機體維持自身免疫耐受的重要組成部分，在免疫病理、移植物耐受、阻止自身免疫反應和維持機體免疫平衡方面都有一定作用。SAKAGUCHI 等［20］在 1995 年首次報道Treg 在保持自身免疫耐受方面發揮重要作用，其功能的缺陷將導致自身免疫耐受性的損壞和自身免疫性疾病的發生。Treg的功能可受雌激素的正向調控。Treg 可能是雌激素在機體中發揮免疫抑制、抑制腫瘤免疫、增強免疫耐受、抗炎癥反應等作用的免疫細胞。

循環中雌激素的水平常常會影響人體免疫系統，尤其是妊娠期間，免疫系統會做出適應性反應，建立胎兒免疫耐受的胎盤屏障。在生理性妊娠中，母體Treg 的數量在外周和胎盤都會增長，Treg 能夠在胎盤中抑制針對胎兒的異基因產生的免疫排斥反應［21］。由于胎兒的免疫排斥反應，缺乏Treg 會導致妊娠失敗。Treg 也有抑制自身免疫反應的能力。在多發性硬化癥患者中，部分的雌激素保護作用是由雌激素介導的抗炎癥細胞因子產生和Treg 擴增共同作用的結果［22］。女性在更年期期間發生自身免疫性疾病的風險增加。與男性相比，老年女性表現出更強的促炎癥反應，因為免疫系統能力的衰減會導致與性別相關的低級慢性炎癥反應。絕經期雌激素濃度的下降與B、T細胞數量的減少和促炎細胞因子的分泌增加密切相關［23］。XIONG 等［24］發現高水平的 CD4+CD25+CD127?Treg 與妊娠期間 E2 密切相關，E2 水平與妊娠期間Treg 數量變化呈正相關，提示高水平的雌激素可能誘導外周血中CD4+CD25+Treg 的增加，進而影響人體的免疫功能。Foxp3 是Treg 分化和功能的總開關，是Treg 的特異性標志，對其發育和功能至關重要。MOHAMMAD等［25］研究發現雌激素可誘導T 細胞的增殖和分化，并增加Foxp3 表達，在體外培養中E2 通過ERα 誘導Foxp3 表達。當 ERα 缺失時，E2 未能進一步增加Foxp3 表達，提示雌激素對于Treg 的生長與發育發揮重要作用。雌激素還可通過減少IL-17 細胞因子的分泌降低Th17活性，同時增加IL-10分泌，靶向激活 CD4+CD25+Treg 細胞，以此調節 Th17/Treg，從而減輕腎臟缺血再灌注誘導的免疫損傷［26］。懷孕期間高水平的E2和E3也會降低促炎癥免疫反應。用E3處理的小鼠能夠高水平表達抑制性共刺激分子，如 PD-L1、IL-10 和 TNF-β 等免疫調節細胞因子，增加樹突狀細胞（DC）耐受性，但過繼轉移這些E3 治療的DC 后可以預防炎癥性EAE［27］。有研究認為E2通過ER 抑制實驗性EAE，原理是雌二醇通過PD-1/PD-L1 調節軸的作用機制從而限制Th17 的分化來實現的Foxp3 Treg 的增殖［28］。這些研究均表明雌激素能夠顯著影響Treg 的增殖、活化、存活和Foxp3表達。子宮內膜異位癥是一種雌激素依賴性疾病，且雌激素可增強Foxp3 的表達和Treg 的功能，WEI等［29］研究在子宮內膜異位癥中雌激素是否可調節Treg的分化實驗中發現，在培養基中加入雌激素后，Treg 的分化明顯增加，說明局部高雌激素水平參與了子宮內膜異位癥患者腹腔液中Treg 細胞的分化。ZHAO 等［30］通過在肌肉損傷后再生的肌纖維中增加血清E2 水平和上調ERβ 發現，體內雌激素的缺乏導致更嚴重的肌肉炎癥浸潤，包括單核/巨噬細胞和CD4+T細胞的募集，以及巨噬細胞的升高。此外，在炎性肌肉中雌激素信號的缺失還會導致Treg 浸潤減少，Th1反應性升高和體外IFN-γ等免疫分子刺激生成的C2C12肌小管的表達上調。Treg在維持自身耐受性和預防自身免疫中發揮至關重要的作用，伴X 染色體的主要調節轉錄因子Foxp3 的表達能夠促進Treg 的產生、維持和功能［31］。女性性別和雌激素的影響調節Foxp3 細胞因子的表達，這兩種因素在Treg 的生理機能和在自身免疫性疾病的性別偏向性中起關鍵作用［32］。效應性T 細胞（Teffs）和Treg間的不平衡被認為是導致免疫平衡失調和自身免疫性疾病的原因之一。在人宮頸癌腫瘤組織來源的 Treg 中，阻斷 ERα 受體后 Foxp3 的表達及其抑制功能受影響。在男性血源性Treg 中發現了與ERα結合的Foxp3 啟動子內的雌激素反應原件位點。從宮頸癌中提取的Teff 中產生IL-4，阻斷ER 可能恢復腫瘤中某些Teffs 功能。這些結果表明，E2 和ERα是Foxp3 表達和腫瘤來源的Treg 和Teffs 功能所必需的［33］。

3 雌激素與免疫耐受

免疫耐受指對抗原特異性應答的T 細胞與B 細胞，在抗原刺激下不能被激活，不能產生特異性免疫效應細胞及特異性抗體，從而不能執行正常免疫應答的現象。HODGE 等［34］發現特定器官的移植，如肺的免疫排斥反應中CD4+和CD8+T 細胞變化與TGF-β 的減少和IFN-γ、TNF-α 的增加有關。妊娠實際上是一種同種異體移植物植入，女性能否成功妊娠主要取決于能否誘導胎兒產生免疫耐受，在此過程中雌激素發揮不可替代的作用［35］。已有證據表明妊娠可延長動物模型中同種異體移植物的存活時間，在此期間，胎盤通過特異性抑制TNF-α 和IFN-γ 表達產生的蛋白（合胞素-1）而產生免疫調節功能［36-37］。QIU 等［38］發現弓形蟲感染的小鼠在妊娠早期更容易流產，其原因與妊娠早期Treg上PD-1的表達低于妊娠晚期密切相關。隨著妊娠的發展，小鼠體內E2 濃度升高，采用E2 或ER 激動劑治療，可顯著減輕Treg 的凋亡并增強Treg 上PD-1 的表達。這些結果表明妊娠期間高水平的E2 有助于維持胎兒免疫耐受。2-甲氧基雌二醇（2ME2）是雌激素的內源性代謝產物，XU 等［39］研究發現 2ME2 可抑制Th1和Th17的分化，同時下調促炎癥細胞因子IFN-γ和IL-17 的水平，從而減少T 細胞介導的免疫反應，以減輕自身免疫性葡萄膜炎。也有研究發現2ME2能夠鈍化受刺激的T 細胞增殖，不會誘導細胞凋亡或衰減而減弱免疫反應，且用2ME2處理的T細胞仍能夠產生正常水平的細胞因子。因此處理后的T細胞能夠更有效地維持免疫耐受與免疫反應間的平衡，對于接受移植的個體而言，2ME2 可用作免疫調節輔助治療［40］。SHIRSHEV 等［41］還發現雌二醇可增加CD4+Foxp3+T 細胞的百分比和這些細胞中重組酶RAG-1 的表達，從而促進妊娠期間免疫耐受的維持。小鼠T 細胞特異性ERα 被敲除后，利用CD4-Cre/ERα 液氧系統（CD4-ERαKO）分析其表型后發現ERα 能夠抑制Tfh 細胞反應和巨細胞反應，控制自身抗體的生產，這一系列過程與雌激素的信號調節和自身免疫反應有關［42］。

綜上所述，雌激素通過調節Treg 能夠在自身免疫性疾病、移植排斥、骨破壞等免疫系統反應中發揮重要的生物學功能，而在探究雌激素能否誘導長期穩定的免疫耐受方面仍需深入研究。通過對雌激素與Treg 相關機制與作用的研究，有助于開發新的免疫治療方案。Treg在免疫性疾病中的作用非常重要，如何通過雌激素調節體內Treg 水平，維持其與效應T 細胞之間的免疫平衡，促進免疫耐受以達到治療免疫性疾病的目的值得進一步研究。