Th17及相关细胞因子在哮喘中的作用研究

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(南京中医药大学，南京 210029)

·现代医学研究·

Th17及相关细胞因子在哮喘中的作用研究

凌昊，赵霞*

(南京中医药大学，南京 210029)

Th17细胞是近来发现的一类不同于Th1,Th2的另一种CD4+T细胞的新亚型,在自身免疫病、感染等疾病中发挥重要的作用,TH17相关细胞因子如IL-17，IL-23，TGF-β等能够加重气道炎症及促进气道重塑，气道炎症反应又能够破坏Th17/Treg平衡，从而促进哮喘发作。因此以Th1/Th2/Th17等为靶点，通过抑制或者调节这些细胞的功能，从炎症反应的上游进行阻断、调节Th17/Treg平衡,影响哮喘基因调控及编码的蛋白，进而改善体质，为哮喘的治疗开辟新的道路。

Th细胞；相关因子；哮喘/中医药疗法

目前对支气管哮喘(bronchial asthma) 发病机制的研究在许多方面仍不十分清楚，传统认为Th1/Th2免疫功能失衡所致气道炎症变化、多种细胞浸润和气道组织结构改变,可刺激嗜酸性粒细胞增殖、活化，进而使多种促炎介质分泌增多，形成慢性气道炎症。但临床上针对Th2介导的炎症反应进行治疗，发现喘息症状并未得到很好改善。现代研究亦证实,关于哮喘发病机制不能仅仅用已知的Th1/Th2模式来解释。本文就Th细胞及其相关因子参与哮喘的发病作一探讨。

1 Th17细胞生物学特征

Th17细胞是近年发现的不同于Th1和Th2的另一种CD4+T细胞的新亚型[1]，能够被TGF-β，IL-1，IL-6，IL-21，IL-23等所诱导，并且分泌大量的IL-17A(IL-17)，IL-17F和IL-22,在炎症反应的发生发展进程中发挥重要作用[2]。Semik等[3]发现Th17细胞与自身免疫性疾病和组织炎症密切相关。一般认为，转化生长因子β(transforming growth factor-β)和IL-6是CD4+T细胞向Th17细胞分化过程中的最关键细胞因子，即TGF-β和IL-6相结合,诱导转录因子RORγt的表达，从而促使初始CD4+T细胞分化为Th17细胞。

IL-17是Thl7细胞的重要表型标志，IL-17(即IL-17A)，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17(即IL-25E)和IL-17F是其家族成员[4]，而Thl7细胞只表达其家族中的IL-17和IL-17F 2种细胞因子。现已证实，IL-17能够诱发强烈的中性粒细胞炎症。一方面,它本身是炎症因子，可以诱导多种细胞分泌和释放多种中性粒细胞趋化因子(如KC,MIP-2,IL-6,IL-8等)，进而导致大量的中性粒细胞募集；另一方面，可以促进粒细胞集落刺激因子如G-CSF、GM-CSF等的表达，加快中性粒细胞的发育成熟[5-6]。IL-17与TNF-α、IL-6等多种促炎因子协同加强其致炎效应,还能上调多种具有抗微生物活性的多肽如β-防御素，黏蛋白等表达，进而增强宿主防御、抵抗外来病原体入侵的功能[1]。

2 Th17细胞及其相关细胞因子与哮喘的关系

2.1 Th17细胞及IL-17 近年来研究发现，Thl7细胞及其分泌IL-17介导的气道中性粒细胞性炎症与哮喘的严重程度密切相关[7]。以往的研究认为，重度哮喘患者的局部气道组织中IL-17呈高表达，同样施宇衡等[8]研究证实了中重度过敏性哮喘患者IL-17呈高表达主要是由于Thl7细胞活化增加所致,且与哮喘的严重程度密切相关。IL-17在哮喘患者的痰液、肺泡灌洗液及血清中表达明显增多，与气道炎症程度呈正相关，提示IL-17与哮喘的发病机制密切相关[9]。Hellings PW等[5]通过动物实验发现，哮喘小鼠经变应原激发后，气道组织中IL-17mRNA和蛋白表达增加，认为与气道的中性粒细胞浸润密切相关。AI-Ramli W等[10]发现，重症哮喘患者中性粒细胞的浸润及IL-17，IL-6，TGF-β，TNF-α等炎症因子表达显著升高。对IL-17F转基因小鼠的研究发现，过度表达IL-17F可导致气道内中性粒细胞大量浸润[11]。IL-17可通过促进IL-6，IL-11，vEGF等组织重构相关因子及基质金属蛋白酶等的表达，加快加重气道重塑及气道黏液的分泌[12]。由此推测，Th17细胞通过分泌效应细胞因子IL-17，促进支气管上皮细胞、成纤维细胞、气道平滑肌细胞产生多种炎症介质，招募中性粒细胞聚集炎症部位，加重哮喘气道炎症。

2.2 TGF-β1 TGF-β1是哮喘气道重塑的关键性细胞因子。气道中的炎性细胞和成纤维细胞、上皮细胞、平滑肌细胞等气道壁的结构细胞都可分泌TGF-β1。TGF-β1可通过多种途径参与哮喘的气道纤维化和气道重塑的过程。易琳琳等[13]研究发现，TGF-β1既刺激气道和血管的平滑肌细胞肥大增生，诱导气道成纤维细胞的分裂增殖，促进纤维黏蛋白和胶原的合成及沉积，同时还抑制胶原酶和蛋白酶的产生以减少胶原的降解。Minshall等[14]用荧光标记的原位杂交方法研究哮喘患者TGF-β1 mRNA表达水平，发现其在支气管黏膜和肺泡灌洗液中的含量与病情的严重程度呈正相关。

2.3 IL-6 首先与IL-6受体(IL-6R)结合,然后与靶细胞膜表面gp130蛋白形成复合物，此时激活了细胞内JAK/STAT3信号转导通路，再通过转录因子STAT3的调控作用来发挥其促炎效应。近年来研究发现,IL-6在机体的免疫调节、炎症反应、细胞的增殖分化等过程中均发挥重要作用,与哮喘、类风湿性关节炎等炎症性疾病的发病关系密切[15]。Dienz O等[16]研究发现，体外IL-6在阻断调节性细胞的发育，维持效应性T细胞和调节性T细胞的平衡发挥关键作用，并通过促进Th17细胞而抑制Foxp3+调节性T细胞的分化和增殖，最终促进CD4+T细胞生成的作用。

2.4 IL-23 IL-23是在研究IL-6亚家族蛋白时发现的与IL-12共享P40链的新型细胞因子,由P19和P40两个亚基构成[17]。IL-23诱导活化的Th17细胞表达IL-17A，IL-17F，IL-6，TNF-α等慢性炎症的细胞因子以及促炎症反应的趋化因子[18]。Wakashin等[19]发现，IL-23转基因小鼠吸入抗原致敏后,中和IL-23，能够促使嗜酸性粒细胞募集和Th2细胞因子减少,相反若使IL-23强行表达可促进嗜酸性粒细胞和中性粒细胞募集气道，Th2细胞因子，IL-17A和TNF-α显著增加，提示IL-23能增加Th17，Th2细胞及细胞因子在气道炎症中作用。而且该实验还通过单独转入Th17细胞以及同时转入Th17细胞和Th2细胞等方法证明,IL-23协同Th17细胞不仅能诱导Th17细胞介导的中性粒细胞性气道炎症，还能增强Th2细胞介导的嗜酸性粒细胞气道炎症反应。

2.5 RORγt 维甲酸孤儿核受体-t(RORγt)受STAT3调控[20]，特异性分布于CD4+T细胞中，是促进CD4+T细胞向Th17细胞分化的特异转录因子[21]。IL-6和TGF-β协同作用，RORγt大量表达，促进IL-17产生，但只有IL-6或TGF-β时，不能诱导RORγt活化，仅有STAT3高表达。McKenzie BS等[22]发现，初始T细胞将RORγt剔除，Th17细胞减少，相反转入编码RORγt的逆转录病毒使Th细胞增多，表明RORγt在Th17分化发育过程中发挥重要作用。Chakir等[23]研究哮喘小鼠时发现，TGF-β，IL-6能够诱导初始CD4+T细胞向Th17细胞大量分化，且IL-17大量分泌，其肺组织中IL-17，RORγt mRNA及蛋白水平异常高表达。

2.6 Th17/Treg平衡 Treg细胞是机体内分泌TGF-β，IL-10等的细胞因子，具有免疫抑制性的T淋巴细胞亚群[24]。Foxp3是Treg细胞增殖分化的主要调控因子。Traves等[25]在研究气道疾病中Th17细胞时发现,TGF-β(尤其是膜结合型)在Treg细胞上呈高表达。然而用TGF-β1缺陷小鼠的Treg细胞治疗自身免疫性结肠炎的SCID模型小鼠的实验中却未显示任何作用[26-27]。此外,TGF-β能够在体外诱导原本产生其他细胞的“普通”T细胞分化为Treg细胞[28]。胡斯明等[29]研究哮喘小鼠发现，Treg/Th17在数量和功能上的失衡，与肺泡灌洗液中嗜酸粒细胞等炎性细胞呈负相关，由此认为Treg/Th17与气道炎症呈负相关关系。由于TGF-β是Th17和Treg细胞分化共用的细胞因子，可以认为两者之间可能存在某种关系,即存在一定的平衡。由此推测由于Treg/Th17的失衡可能导致了哮喘的发生和进一步发展。

3 中医药对Th17细胞及相关细胞因子的研究

鲁双喜[30]通过研究玉屏风散对哮喘小鼠Th17相关细胞因子表达影响的初步研究发现，玉屏风散能够上调Th1细胞的表达和促进IFN-γ的分泌，从而抑制哮喘小鼠急性期IL-17的产生,和沈朝斌等[31]玉屏风散对气道变态反应性小鼠IL-17和IL-6的影响的研究结论是一样的。王萍[32]研究温肺止哮汤对支气管哮喘患儿急性发作期外周血IL-17的影响得出：温肺止哮汤能够改善支气管哮喘患儿FEV1、PEF,且能够明显降低外周血IL-17，达到减轻气道炎症反应。朱立成等[33]研究支气管哮喘患者外周血Th17/Treg平衡发现，小青龙颗粒能够有效调节Th17/Treg平衡，有效防治哮喘发作。黄家林[34]研究发现，哮喘小鼠存在Th17相关因子IL-6和IL-17的变化且均升高。间接表明了Th17细胞参与了哮喘发病，而黄芪多糖可通过抑制Th17分泌IL-17干预哮喘发作。国内中医药的相关文献大都从控制Th17的效应因子IL-17着手，从而改善气道炎症，达到改善哮喘症状和控制哮喘发作的目的。

4 结语

Th细胞及其相关因子在哮喘中的作用日益受到关注，同时也取得长足的进展，但仍有很多问题亟待去解决，在哮喘发病中Th细胞及相关因子的作用机制，Th17/Treg平衡的存在与否及其参与哮喘的生理病理过程等，诸如这些关于Th细胞及相关因子在哮喘中作用的相关问题，还需要进一步深入研究。中医药在防治哮喘有一定的优势，并具有丰富的经验[35-36]，为中医药治疗哮喘作用机理的研究提供了新的视角，以Th1/Th2/Th17等为靶点，通过抑制或者调节这些细胞的功能，从炎症反应的上游进行阻断、调节Th17/Treg平衡、影响哮喘基因调控及编码的蛋白，进而改善体质,为哮喘的治疗开辟了新的道路。

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ResearchontheroleofTh17andrelatedcytokinesinasthma

LING Hao,ZHAO Xia*

(Nanjing University of TCM,Nanjing,210029,China)

Thl7 cell is recently discovered as a new subtype of CD4+T cell which is different from Th2 cells.It plays an important role in autoimmune disease and infectious disease.TH17 related cytokines such as IL-17,IL-23,TGF-β can aggravate airway inflammation and promote airway remodeling,which could destroy the Th17/Treg balance,so as to promote an asthma attack.Therefore,with Th1/Th2/Th17 as the target,researchers could regulate Th17/Treg balance and improve physique fitness by inhibiting or regulating the functions of these cells to influence asthma gene regulation and protein coding,thus to open up a new way for the treatment of asthma.

Th cells;relevant factors;asthma/traditional Chinese medicine

10.13463/j.cnki.cczyy.2014.05.066

国家自然科学基金项目(81173299)，国家重点学科课题(EZK2012005)，江苏省研究生培养创新工程项目课题(CXLX13-584)。

凌 昊(1988-)，男，硕士研究生。研究方向：小儿肺系疾病研究。

] 赵 霞，女，博士，教授，电子信箱：zhaoxiahy@126.com。

R256.12

：A

：2095-6258(2014)05-0930-04

2014-06-03)

*[