系统性红斑狼疮Th17细胞分子调控机制研究进展

戴　超，李向培

(安徽医科大学附属省立医院风湿免疫科，安徽 合肥　230001)

◇综述◇

系统性红斑狼疮Th17细胞分子调控机制研究进展

戴超，李向培

(安徽医科大学附属省立医院风湿免疫科，安徽 合肥230001)

摘要：系统性红斑狼疮(SLE)是一种典型的多系统炎症性自身免疫性疾病，发病机制复杂。Th17细胞是一种以分泌IL-17为主的CD4+T细胞亚群，与肿瘤、感染、过敏以及自身免疫性疾病等相关。Th17细胞生物学特性及其相关的细胞因子与其致病机制密切相关，研究发现Th17细胞在SLE的发生发展中发挥重要作用。归纳近年来Th17细胞的研究进展，探讨其在SLE可能的发病机制，为治疗提供新的依据。

关键词：红斑狼疮,系统性；T淋巴细胞亚群；白细胞介素17；综述

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种典型的多系统炎症性自身免疫性疾病，以多种自身抗体及免疫复合物引起的组织和器官的损伤为特征，其发病机制尚不完全清楚。Th17(T helper cell 17)细胞是一种以分泌IL-17(interleukin 17)为主的CD4+T细胞亚群。大量实验发现，Th17细胞及其相关细胞因子与SLE的发病以及疾病的活动度密切相关。本文对Th17细胞及相关细胞因子的作用机制在SLE发病中的研究进展进行综述。

1Th17细胞分化及调控的分子机制

Th17细胞是一种以分泌IL-17A、IL-17F、IL-21及IL-22为特征的CD4+Th细胞亚群，特征性的表达视黄酸孤核受体ROR-C及RORγt和CD161及CCR6。初始CD4+T细胞的分化方向是由细胞因子环境所决定的。调节性T细胞(regulatory cell，Treg细胞)特征性转录因子Foxp3直接抑制RORγt的表达，从而抑制Th17细胞的分化。研究显示IL-6与TGF-β、IL-21和IL-23可以促使初始T细胞向成熟Th17细胞分化，而Th1与Th2相关的转录因子如T-bet、STAT1、STAT4、STAT6以及细胞因子IFN-γ、IL-4均抑制Th17细胞的分化和IL-17的产生，其他可以激活STAT1的细胞因子如IFN-α、IFN-β和IL-27也可以抑制Th17细胞的分化。另外，IL-2也可以通过STAT5通路抑制Th17的分化，Yang等[1]的研究显示，STAT5可以与STAT3竞争结合Il17a-Il17f基因位点，抑制Il17a启动子和增强元件，从而减少IL-17的产生，抑制Th17细胞的分化。

RORγt和RORα是Th17细胞特征性的转录因子，二者的同时缺失，可以抑制实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimental Autoimmune Encephalomyelitis，EAE)的发生。既往研究表明STAT3在Th17细胞的分化过程中发挥重要作用，IL-6与初始CD4+T细胞表面受体结合后激活STAT3信号通路并促进IL-21的产生，IL-21联合IL-6进一步活化STAT3信号通路，使细胞表达IL-23R、RORα和RORγt并抑制Foxp3的负向调节作用。TGF-β则通过Smads(drosophila mothers against decapentaplegic protein)蛋白家族的磷酸化，促进初始CD4+T细胞中RORγt、IL-1R及IL-23R的表达。RORγt、RORα及STAT3与IL-17A、IL-17F及IL-21等细胞因子的启动子结合，使之开始转录，同时环境中的IL-23与细胞表面的IL-23R结合，进一步增加STAT3和RORγt的表达，使Th17细胞保持极化状态。另外，IL-1β也可以通过诱导转录因子IRF4的产生，增强IL-21/STAT3信号，并促进RORγt的转录[2]。

TGF-β信号传导在Th17细胞分化中也发挥重要作用，并与浓度相关。低浓度TGF-β促进Th17的分化，而高浓度TGF-β则促进Foxp3的产生，从而抑制RORγt的表达。TGF-β除了可以直接促进RORγt、IL-1R及IL-23R的表达，还可以通过抑制T-bet和GATA3的表达，间接的促进Th17细胞的分化。

Toll样受体在调节Th17细胞分化的过程中也存在两面性。TLR-4既可以通过激活MyD88促进Th17的分化，也可以通TRIF(Toll/IL-1R domain containing adaptor-inducing IFN-β)促进IFN-α、IFN-β和IL-27的产生，从而抑制Th17的产生。另外TCR也可以通过调节细胞对TGF-β的敏感性调节Th17细胞的分化。Chang等[3]的研究发现，MEKK2和MEKK3基因敲除小鼠的CD4+T细胞在受到抗TCR/CD28抗体刺激后，使细胞对TGF-β的敏感性增加，导致初始 CD4+T细胞大量分化成Th17细胞，发生更严重的EAE。

近年来在多发性硬化(multiple sclerosis，MS)和EAE的研究发现多种microRNA可以调节Th细胞的分化。研究发现，miR326可以减少Ets-1(E26 transformation specific-1)mRNA的翻译并可以降低Ets-1蛋白3’UTR端的活性，从而削弱Ets-1对Th17细胞的分化的负向调节[4]。另一项研究显示miR-301a可以降低蛋白PIAS3对STAT3的抑制作用，从而促进Th17细胞的分化[5]。在一项新月体肾炎的研究中发现，miR-155可以增强Th17细胞的免疫反应[6]。相反，miR-10a的表达则限制Th17细胞的分化。Takahashi等[7]发现在维甲酸和TGF-β的诱导下CD4+T细胞中miR-10a的表达增多，Th17细胞分化受限，使EAE的发病延迟。miR-10a的过度表达可下调Bcl6(B cell lymphoma 6)和Ncor2(nuclear receptor co-repressor 2)，使得转录因子T-bet功能增强，从而抑制Th17细胞的分化和IL-17的分泌。

最近的一些研究显示固有免疫细胞如γδT细胞、NK细胞、NKT细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞等也可以产生IL-17，并且这些产IL-17的固有免疫细胞可以调节Th17细胞的分化。Sutton等[8]发现在没有TCR 信号的情况下，IL-1β和IL-23刺激γδT细胞产生IL-17和IL-21，诱导DC细胞产生细胞因子，从而促进Th17细胞的分化、增殖和IL-17的分泌。而γδT细胞数量减少，则Th17分化也减少。并发现在EAE小鼠中枢神经系统中γδT细胞数量增多。提示γδT细胞在Th17细胞分化和EAE中的可能发挥重要作用。

2Th17细胞的可塑性

最近的研究显示，Th细胞具有极强的可塑性，不论是在动物试验中还是人类细胞研究中都有发现在部分Th17细胞内同时表达IL-17A、RORγt、T-bet及IFN-γ，或者同时表达IL-17A、RORγt及Foxp3。Th1和Treg细胞也可以在一定的细胞因子环境中向Th17细胞转变进而表达IL-17A、RORγt。目前Th细胞相互转化的分子机制尚不十分清楚。

Th17细胞与Th1细胞可以在一定的细胞因子环境中互相转化。研究显示，在缺乏TGF-β的环境中接受IL-12刺激后，Th17细胞中ROR-γt，ROR-α，IL-17A和IL-17F的表达会迅速降低，并表达T-bet和STAT4，呈现出一种类Th1的基因形态。在TGF-β缺乏的环境中，Th17细胞接受IL-23的刺激后，IL-17A的表达量会减少，而IFN-γ的表达量增多，但这类由Th17转变而成的非典型Th1细胞并不同于经典的Th1细胞[9]。反之，Th1细胞在TGF-β存在的环境中也可以向Th17细胞转化。Liu等[10]发现，TGF-β可以诱导激活并促进Th1细胞中il-17a和rorc基因上Runx1和RORγt结合位点区域组蛋白H3K9的乙酰化，从而促进Th1细胞向Th17细胞方向分化。

研究表明，Th17细胞与Treg细胞也可以互相转化。尽管Foxp3已被证明可以抑制ROR γt的活性，但仍然可以在体内外实验中，检测到同时表达两种转录因子的细胞。在最近的一项类风湿关节炎的研究中，Foxp3+Treg细胞可以向Th17细胞转化[11]。在受累关节内，关节滑囊分泌的IL-6的作用下，CD4+CD25loFoxp3+T细胞中，Foxp3的表达降低并表达IL-17。特别值得注意的是，这部分由Treg细胞转化而来的Th17细胞比由初始CD4+T分化而来的Th17细胞更具效应性。提示这类细胞在类风湿关节炎的致病机制中发挥重要作用。值得注意的是，不论是Treg细胞向Th17细胞转化，还是Th17细胞向Th1细胞转化，这种转化都是不可逆的。

3Th17细胞及相关细胞因子的致病机制

IL-17是可以诱导其他细胞因子、趋化因子和前列腺素产生的一种前炎因子，在宿主对抗细菌和真菌感染以及自身免疫性疾病的致病机制中发挥重要的作用。IL-17家族有6个已知的成员，分别被命名为IL-17A到IL-17F。IL-17F和IL-17A有50%的同源性，二者均与自身免疫性疾病相关，而其他的IL-17成员中IL-17B、IL-17C、IL-17D的功能尚不清楚，IL-17E被证明参与二型免疫反应。IL-17的受体也有五个家族成员，分别是IL-17RA到IL-17RE。IL-17A和IL-17F的的同源二聚体或者异二聚体都可以与IL-17RA和IL-17RC组成的IL-17受体异二聚体结合。上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、树突状细胞的表面同时表达IL-17RA和IL-17RC，因而是IL-17的效应细胞。IL-17与IL-17RA/IL-17RC异二聚体结合后可以激活NF-κB(nuclear factor κB)、MAPK2、JNK(c-Jun N-terminal kinase)、p38/ERK(extracellular-signal-regulated kinase)、PI3K(phosphoinositide 3-kinase) 和JAK(Janus kinase)/STATs信号通路，在复杂的自身炎症反应中起重要作用[12]。

以往人们认为，Th17细胞分泌IL-21，通过自分泌环路，促进STAT3和RORγt的表达，促进Th17细胞增殖，减少Foxp3的表达，放大Th17细胞的生物学效应。但有研究显示在Th17极化培养条件下，产生IL-21的CD4+T细胞内并不产生IL-17A和IL-17F。有研究认为IL-21的来源可能与Tfh细胞相关。

4Th17细胞及相关细胞因子在SLE发病中的作用

大量的研究发现Th17细胞数量的变化与SLE疾病活动有关。既往研究发现，不论在活动期狼疮患者还是MRL/lpr狼疮模型鼠中，均可发现Th17细胞数量及IL-17A的表达水平增高，并发现在有血管炎的狼疮患者中，Th17细胞比例和IL-17A的表达水平显著增高，并在治疗后降低。Wen等[13]的研究也有相似的结果，并发现新发狼疮患者外周血中Th17细胞比率与SLEDAI评分、血清中C3水平和抗dsDNA抗体的水平相关。

大量研究显示SLE患者血清中IL-17的表达水平较健康对照增高，但IL-17是否与狼疮疾病活动度有关存在不同的意见。有些研究发现患者血清中IL-17水平与疾病活动度有相关性，但也有部分研究显示二者无明显相关性[14-15]。研究发现有神经精神狼疮、活动性狼疮肾炎患者血清IL-17的水平增高更加明显，但是血清IL-17水平与SLEDAI-2k、抗dsDNA抗体、C3水平、CRP、ESR、糖皮质激素使用量、肾小球滤过率、肾脏病理分级等均未见明显的相关性[15]。由于治疗后IL-17A表达水平会有所下降，故二者差异性可能与研究对象是否用药有关。

细胞因子IL-23在维持Th17细胞致病性中发挥重要作用。有研究显示，在仅有TGF-β和IL-6的培养环境中，Th17细胞的数量虽然增加，其致病能力却明显下降，并且此时的Th17细胞同时分泌抑炎因子IL-10。IL-23则可以诱导Th17细胞产生GM-CSF，通过髓系细胞导致神经系统炎症，导致EAE[16]。在狼疮患者血清中IL-23表达水平增高，并发现在有皮损和浆膜炎的狼疮患者的血清中IL-23水平增高较明显，但并未发现IL-23与SLE疾病活动度有相关性[14]。最近的一项研究显示，在SLE患者，特别是伴有肾损害的患者血清中IL-23mRNA的水平明显高于健康对照，而活动期的狼疮患者血清中IL-23mRNA的水平与稳定期患者相比没有明显的差异，但IL-17/IL-23的比率明显高于稳定期患者。提示检测患者血清中IL-17/IL-23比例可能是监测患者病情是否活动的一个有用的指标[17]。虽然IL-23致病机制尚不完全清楚，但研究显示IL-23可在初始T细胞向Th17细胞分化中起作用。

有研究发现在SLE患者血清和组织中可见IL-6和IL-23的表达增加，表明在狼疮患者体内存在利于诱导Th17细胞分化的炎症环境，但具体的导致IL-17细胞因子高表达的机制尚不清楚。SLE患者存在细胞凋亡缺陷，故导致大量ds-DNA及核糖核蛋白的释放。这些核抗原与自身抗体结合形成核酸免疫复合物，触发浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cells，pDC)的活化。活化的pDC迁移至外周淋巴组织，并释放大量IFN-α，导致SLE患者体内IFN-α大量增加。同时pDC分泌的细胞因子IL-1β、IL-6和IL-23，诱导Th17细胞分化并维持其功能[18]。在SLE患者体内，由pDC产生的IFN-α可以促进炎性树突状细胞(inflammatory DC，infDC)的分化。研究显示，infDC可以通过分泌IL-1β、IL-6、IL-23刺激记忆CD4+T细胞产生IL-17，并可以诱导Th17细胞分化[19]。γδT细胞介导的Th17细胞分化，也离不开pDC和infDC的作用。

最近的一项研究提供了IL-17在SLE发病作用机制中的直接证据。敲除IL-17基因后的C57BL/6小鼠肾脏损伤较对照组明显减轻，不论是肾小球和肾间质的活动性评分还是IgG、IgM、C3的沉积均较对照组明显减少。同时血清中抗ssDNA抗体、抗nRNP抗体、抗染色体抗体水平及IgG水平均较对照组降低，抗dsDNA抗体则无法测出[20]。这为治疗SLE提供了新的依据。目前针对IL-17的单克隆抗体Ixekizumab、Secukinumab以及针对IL-17受体A的单克隆抗体Brodalumab，已进入二期临床试验，并且对银屑病疗效显著，可快速缓解临床症状，但对于SLE的疗效则需要进一步的验证。

5结语

Th17细胞及相关细胞因子在SLE发生发展过程中起着重要的作用。不论是Th17细胞分化的机制还是其相关细胞因子的作用机制都十分复杂。现今已有特异的抗IL-12p40单克隆抗体可以同时抑制Th17细胞和Th1细胞的分化，减少IL-17细胞因子的产生，用于皮肤狼疮治疗的报道。深入研究Th17细胞以及相关细胞因子的致病机制，有助于探讨SLE的发病机制，也可以为这类新药的有效性和安全性提供更多的证据。

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Research development of Th17 cells and its molecular regulatory mechanism in SLE

DAI Chao，LI Xiang-pei

(DepartmentofRheumatologyandImmunology，AnhuiProvincialHospitalAffiliatedtoAnhuiMedicalUniversity，Hefei，Anhui230001,China)

Abstract:Systemic lupus erythematosus (SLE) is a kind of typical inflammatory autoimmune diseases with multisystem involvement，the pathogenesis of which is complex.Th17 is a subset of CD4+T cells predominantly secreting IL-17 which is associated with tumor，infection，allergy and autoimmune diseases.Recent researches reveal the essential role of Th17 cells in SLE development and incidence，its biological characteristics and related cytokines closely related with the pathogenic mechanism.Summarizing the research progress of Th17 cells in recent years to explore the potential pathogenesis of SLE may provide new basis for treatment.

Key words:lupus erythematosus,systemic;T-Lymphocyte Subsets;Interleukin-17;Review

基金项目：国家自然科学基金(No 81373186)

通信作者：李向培，女，教授，博士生导师，研究方向：系统性红斑狼疮发病机制，E-mail:lixiangpei55@126.com

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2016.05.001

(收稿日期：2016-01-13，修回日期：2016-02-01)