效應性和調節性T細胞失衡在帕金森病發病中的作用*

劉亞蘭 陳方民 王洪財

帕金森病（Parkinson disease，PD）是一種以中腦黑質多巴胺能神經元變性為特征的神經退行性疾病，線粒體功能障礙、氧化應激、神經炎癥、細胞凋亡和神經毒素等多種病理過程參與了PD 的發病[1-4]。神經炎癥和小膠質細胞功能表型轉換是PD 進展的關鍵環節，神經炎癥與α-突觸核蛋白（alpha-synuclein，α-Syn）在神經元中的積聚有關[5]。先天性和適應性免疫都能激發神經炎癥，加速α-Syn 聚集，導致多巴胺能神經元變性死亡。研究表明，CD4+T 細胞是小膠質細胞功能表型轉換的關鍵調控，且在神經炎癥中發揮重要的作用，其分化為許多亞群，包括效應性T 細胞（effectorT cell，Teff）和調節性T 細胞（regulatory T cell，Treg），其中Teff 包括Th1 細胞、Th2 細胞和Th17細胞[6]。這些T 細胞亞群在神經退行性變中發揮不同的調節作用。

1 CD4+T細胞在PD神經炎癥中的作用

先天性和適應性免疫都能激發神經炎癥。神經炎癥能加速錯誤折疊蛋白的積累，從而導致神經元死亡。PD 患者的中腦黑質中產生了硝化α-突觸核蛋白（nitrated-α-synuclein，N-α-Syn），α-Syn的硝化是氧化應激的結果。N-α-Syn 對小膠質細胞的初始刺激會產生炎癥環境，影響腦脊液周圍抗原提呈細胞的表型。在中樞神經系統捕獲新抗原后，炎性抗原前體細胞會遷移到頸部淋巴結，它們將處理過的新抗原呈遞給T 細胞[7-9]。基于先前中樞神經系統疾病中免疫功能障礙的研究，將CD4+T 細胞分為Teff 和Treg 兩大亞群。另研究發現，幼稚的CD4+T 細胞在外周被激活，CD4+T 細胞獲得炎癥表型，如Th1 和Th17 細胞，然后滲透到中樞神經系統實質，增強M1 型小膠質細胞的炎癥功能，從而導致神經元變性[10]。研究表明，在PD 小鼠模型中，CD4+T 細胞缺乏可抑制神經退行性變，由此可得知炎性CD4+T 細胞反應可能是多巴胺能神經元退行性變的關鍵環節[7]。

2 Teff與PD

浸潤中腦黑質的CD4+T 細胞被激活后，會分化為Teff 和Treg 兩大亞群，二者分別產生不同的免疫應答。N-α-Syn 誘導的Teff 反應會加劇神經炎癥和神經元變性[10]。Teff 細胞包括Th1、Th2 和Th17細胞等，Th1 和Th17 細胞驅動促炎反應，而Th2 細胞發揮抗炎和免疫抑制活性[11]。

2.1 Th1 細胞參與PD 的分子機制 Th1 細胞可以分泌多種細胞因子，包括腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）等。其中，TNF-α 通過過度刺激其在神經元中表達的受體而促進神經元的直接死亡；TNF-α 通過抑制星形膠質細胞使用的谷氨酸緩沖機制間接造成神經元死亡；TNF-α 還作用于膠質細胞，促進小膠質細胞和星形膠質細胞獲得炎癥功能，從而加強PD 的神經炎癥過程[12]。與TNF-α 在神經退行性變中的作用形成鮮明對比的是，IFN-γ 在PD 中的作用還沒有得出明確的結論。多巴胺受體D3 是一種促進CD4+T 細胞產生IFN-γ的受體，研究表明缺乏多巴胺受體D3 的小鼠對1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）誘導的神經變性是無效的。然而將IFN-γ 缺陷小鼠的脾細胞轉移到Rag1 基因敲除（Rag1-KO）小鼠中，不能保護小鼠免受MPTP 誘導的神經元變性[13]。因此，IFN-γ 在PD 中的作用還未有定論。

Th1 型免疫還可以通過多種分子途徑進行調節，從而引發炎癥。T-bet 是屬于T-box 家族的新型轉錄因子，它選擇性地表達于Th1 細胞，能誘導IFN-γ 的產生，在Th1 細胞的分化中起著決定性的作用。據報道，IL-12 信號轉導、轉錄激活因子4（STAT4）和IFN-γ/STAT1 信號轉導系統可以觸發T-bet 的表達，進而促進Th1 細胞分化[14]。因此，Th1 細胞在神經炎癥中是一個重要的促炎T 細胞群。

2.2 Th17 細胞參與PD 的分子機制 在PD 中，Th1 和Th17 細胞在促炎免疫反應中合作。與Th1細胞類似，Th17 細胞也在神經炎癥中發揮作用。Reynolds 等[10]比較了在MPTP 處理前將不同功能表型的CD4+T 細胞轉移到野生型受體小鼠中的黑質多巴胺能神經元的神經變性程度，結果顯示，這種神經變性在很大程度上是由Th17 細胞介導的。

Th17 細胞通過釋放炎癥細胞因子發揮作用，如IL-17。這些細胞因子導致小膠質細胞的過度激活，進而在受損的腦區釋放更多的炎性介質，如TNF-α、IL-1β 和誘導型一氧化氮合酶。因此，Th17 細胞釋放的炎性細胞因子可以導致神經炎癥和神經元變性[15]。IL-17 主要由Th17 細胞產生，IL-17 細胞因子家族由6 個成員組成，即IL-17A至F，其中主要是IL-17A 在中樞神經系統中發揮作用[16]。Th17 細胞可以加重MPTP 小鼠的神經炎癥和運動障礙，而IL-17A 的缺乏減輕了MPTP 引起的損傷。抗IL-17A 中和抗體阻斷IL-17A 可減少1-甲基-4-苯基吡啶（MPP+）誘導的PD 大鼠的小膠質細胞激活、多巴胺能神經元丟失和運動障礙[17]。因此阻斷IL-17A 的治療有利于改善PD癥狀。目前對IL-17B 至F 的了解較少，研究表明IL-17B 與癌癥有關；IL-17C 與銀屑病有關；IL-17D刺激內皮細胞可誘導經典的促炎細胞因子反應，包括IL-6、IL-8 和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）；IL-17E 又被稱為IL-25，其與Th2 細胞、嗜酸性粒細胞、肥大細胞和氣道上皮細胞密切相關，這些細胞均可促進哮喘氣道炎癥的發生；IL-17F 促進炎癥反應的發生[18]。

在MPTP 小鼠模型中，小鼠的血腦屏障被破壞，Th17 細胞浸潤到腦實質并誘導神經炎癥。Th17 細胞在體外通過促進小膠質細胞的激活而加重MPP+誘導的多巴胺能神經元的丟失。研究表明，Th17 細胞通過一種細胞間的接觸機制直接損傷多巴胺能神經元，這依賴于表達在Th17 細胞和多巴胺能神經元上的白細胞功能相關抗原-1（leukocyte functionassociated antigen-1，LFA-1）和細胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）之 間的相互作用。JNK/AP-1 信號通路參與了LFA-1/ICAM-1 介導的Th17 細胞對多巴胺能神經元的毒性作用[19-20]。這提示可以將抑制Th17 細胞與多巴胺能神經元的細胞間通訊作為治療PD 的一種方法。

2.3 Th2 細胞參與PD 的分子機制 Th2 細胞受一系列轉錄因子、細胞因子和信號通路的調節，如GATA-3、B 細胞淋巴瘤6（BCL6）、T-bet。GATA-3 是一種重要的轉錄因子，在Th2 分化中起關鍵作用[21]。BCL6 轉錄抑制因子在調節Th2 反應中起重要作用，缺乏BCL6 的小鼠表現出嚴重的Th2 型炎癥。T-bet 是控制Th1 和Th17 分化的關鍵轉錄因子，也調節Th2 細胞的產生。T-bet 已被證明通過抑制活化的GATA3+CD4+T 細胞的產生和降低嗜酸性粒細胞趨化因子、單核細胞趨化蛋白-1和GM-CSF 的水平來抑制Th2 免疫反應[22]。

研究發現，Th2 細胞通過產生抑制性細胞因子來發揮抗炎作用，包括IL-4、IL-5、IL-13。另有證據表明，Th2 細胞還能通過分泌神經營養因子（如IL-4 和IL-10）來保護運動神經元，這可能有助于激活M2 型小膠質細胞發揮作用[14]。

3 Treg與PD的作用

Treg 細胞是一種特殊的免疫抑制性T 細胞亞群，對維持免疫穩態至關重要。Treg 細胞不僅抑制效應性免疫反應，還可將神經破壞性Th1 和Th17 反應轉化為神經保護性反應，這表明Treg 細胞在PD 中可發揮免疫保護作用[11]。在大腦中，抗炎細胞因子可以削弱炎癥環境，增強血腦屏障的穩定性，Treg細胞通過分泌TGF-β 和IL-10 等抗炎細胞因子來抑制炎癥反應，因此Treg 細胞具有神經保護特性[23]。

研究表明，Treg 細胞表面的CD45 與多巴胺能神經元上的Galectin-1 相互作用有助于Treg 細胞與神經元的接觸保護[24]。Treg 細胞通過兩種跨膜蛋白CD47 和信號調節蛋白α（SIRPA）的相互作用和Rac1/Akt 激活的細胞間接觸機制保護多巴胺能神經元免受MPP+神經毒性。這表明Treg 細胞的直接神經保護作用不是依賴于其分泌的細胞因子TGF-β和IL-10，而是依賴于細胞與細胞（Treg 與神經元）之間的接觸機制。這些發現為PD 的治療策略提供了新的見解[25]。

4 Teff細胞與Treg細胞比例失衡在PD中的作用

研究表明，PD 患者血液中Th1 和Treg 細胞數量分別增加和減少。同樣，實驗性PD 小鼠血液中Th1 和Treg 細胞數量也分別增加和減少。這些數據提示Th1 和Treg 細胞之間的不平衡可能參與了PD的發病[26]。在PD 小鼠模型中，Th1 和Treg 細胞平衡的恢復減輕了小鼠PD 的嚴重程度。因此，Th1和Treg 細胞比例失衡是PD 小鼠發病的必要因素。Th1 細胞通過分泌細胞因子介導細胞免疫，Th2 細胞通過分泌細胞因子介導體液免疫。正常情況下，Th1 和Th2 細胞的免疫反應處于動態平衡狀態。如前所述，PD 主要是由細胞免疫介導，因此PD 患者Th1 型免疫應答增強，導致Th1 型反應和Th1/Th2平衡向Th1 轉變[27]。由此可推測出Th1 和Th2 細胞比例失衡有助于PD 的發生。研究表明，產生IL-17的Th17 細胞促進多巴胺能神經元死亡，而Treg 細胞減弱其作用[28]。因此，Th17 和Treg 細胞比例失衡參與了PD 的發病。

在PD 患者和動物模型中，Th1 和Th17 細胞數量增加，而Th2 和Treg 細胞數量減少。Th1 和Th17細胞產生促炎細胞因子促進神經炎癥的發生，Th2和Treg 細胞產生抗炎細胞因子抑制神經炎癥反應，這表明T 細胞之間的比例失衡可能導致膠質細胞的過度活躍和慢性炎癥的發生[29]。Teff 細胞包括Th1、Th2 和Th17 細胞，由此可得出Teff 和Treg 細胞比例失衡導致PD 的發生。

5 總結與展望

浸潤到中腦黑質的CD4+T 細胞可以分化為Teff和Treg 兩大亞群，其中Teff 細胞包括Th1、Th2 和Th17 細胞。神經炎癥是PD 進展的關鍵環節，在神經炎癥中，Th1 和Th17 細胞驅動促炎反應，而Th2和Treg 細胞發揮抗炎作用。促炎免疫反應和抗炎免疫反應之間的平衡對于維持體內環境的穩定是至關重要的，Teff 和Treg 細胞之間比例失衡可能導致PD 的發生。根據CD4+T 細胞獲得的不同功能表型，可推測出這些細胞不僅可以誘導神經退行性疾病的發生，還可以發揮神經保護作用，甚至是治療作用。在今后的免疫治療中，可以上調抗炎Th2/Treg 反應，下調促炎Th1/Th17 反應，從而保護PD 中的多巴胺能神經元。了解Teff 的神經毒性和Treg 的神經保護特性，以及它們在PD 中的失調，可以引發對PD免疫治療方法的思考。