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编号:10269347
CD40/CD40L在细胞介导炎症反应中的作用
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1999年第2期
     作者:李秋 杨锡强

    单位:400014 重庆医科大学附属儿童医院

    关键词:

    中华儿科杂志990230 T淋巴细胞在炎症反应中起着关键作用,通过分泌细胞因子,如干扰素γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6和一系列膜表面蛋白,与其他细胞表面相应的受体和膜蛋白交联传递信息。这些膜蛋白包括:T细胞受体(TCR)-组织相容复合物(MHC)、CD 28-B7(CD 80)、CD 2-CD 58、白细胞功能相关抗原-1(LFA-1)-CD 54、CD 23-CD 21及CD 40-CD 40配体(CD 40 L),其中CD 40-CD 40 L交联在T细胞活化、体液免疫及细胞介导的炎症反应中起重要作用,是目前研究的重点之一。

    (一)CD 40及CD 40 L的生物学特征
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    1.CD 40:CD 40系TNF受体超家族成员,人CD40基因定位于20 q 11-13,其蛋白质产物为含277个氨基酸,分子量45~50 000的Ⅰ型跨膜蛋白,胞外区由193个氨基酸组成,跨膜区含22个氨基酸,胞内区有62个氨基酸。其氨基端富含半胱氨酸,形成链内二硫链,与富含丝氨酸及苏氨酸的跨膜区相联,此为神经生长因子受体(NGFR)、TNF-αR、Fas抗原、CD 27、CD 40的共同结构特征[1]

    CD 40主要见于B淋巴细胞,也存在于血管内皮细胞、表皮树状突细胞、单核(或)巨噬细胞、胸腺上皮细胞、造血前体细胞及成纤维细胞上[2-4]

    2.CD 40 L:人CD 40 L基因定位于Xq 24~27,其蛋白质产物由22个氨基酸的胞内区,24个氨基酸的疏水跨膜区和215个氨基酸的胞浆外区组成,是分子量39 000的Ⅱ型跨膜蛋白,又称gp39,亦属TNF家族成员。CD 40 L的胞外区与TNF-α、β具有同源性,都以三聚体的形式存在[1,3]
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    CD 40 L主要存在于活化的CD+8T细胞表面,CD+8T细胞、外周血嗜碱细胞、嗜酸细胞、柱状细胞、B细胞、NK细胞和单核细胞的表面也有少量表达[1,3,5]

    (二)CD 40-CD 40 L交联对效应细胞的作用

    1.单核/巨噬细胞CD 40-CD 40 L:交联诱导单核/巨噬细胞生物学活性表现为:(1)促进原炎症因子IL-1及TNF产生,这些因子导致炎症的发生和持续。(2)促进单核细胞释放IL-12,从而提高其杀菌力、对抗胞内寄生菌、增强细胞毒性T细胞(CTL)和自然杀伤细胞(NK)的功能,也促进T辅助细胞1(Th 1)。(3)抑制单核细胞凋亡,其机理可能通过产物TNF-α、IL-1的自动调节网来完成;也可能由于CD 40信号直接激活细胞内抗凋亡基因、抑制调亡基因表达或活化抗凋亡蛋白所致[6,7]
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    2.血管内皮细胞:脾、皮肤、肌肉、肾脏、肺、脐带血管内皮细胞在炎症或有TNF-α、IL-1、IFN-β、γ存在时CD 40表达增高[8,9]。Hollenbaugh等[4]研究发现CD 40-CD 40 L互联可引起内皮细胞活化、促进E-选择素(CD 62 E)和细胞间粘附分子-1(ICAM-1或CD 54)表达增加,并协同TNF-α增强血管细胞粘附分子-1(VCAM-1或CD106)表达,由此吸引大量白细胞穿过血管壁趋化到炎症局部。此效应可被抗CD 40 L单克隆抗体及抗CD 40单克隆抗体或可溶性CD 40 L(SCD 40 L)阻断。

    免疫组化法进行组织涂片,还发现健康人皮肤仅有少量CD 40存在,当患皮肤炎症疾病(接触性皮炎)时CD 40呈显著增多。Wiley等[10]用SCD 40 L注射小鼠,可诱导其肺部炎症反应,肺泡内有多形核白细胞和肺泡巨噬细胞堆积。上述资料表明,CD 40 L-CD 40交联活化内皮细胞的作用存在于炎症性疾病中。
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    3.树状突细胞:最近研究证实,具有抗原提呈功能的树状突细胞(DC)也表达CD 40。DC通过CD 40 与活化的CD+4T细胞上的CD 40 L互联可以延长其成活时间,维持高水平人类白细胞表面抗原(HLA)-Ⅱ及上调CD 25、CD 58、B7-1和B7-2表达,并诱导TNF-α、IL-8、巨噬细胞炎症蛋白-1α(MIP-1α)分泌[3,11]

    4.CD+4、CD+8T细胞:已证实CD+4T细胞是调控机体免疫功能的中心控制器,CD+8T细胞在防御细胞内微生物感染中起着关键作用[12]。CD 40-CD 40 L及TCR/CD 3复合物共同刺激,促进CD+4T细胞在调节其它细胞生物学活性的同时,自身亦被活化,表达CD 25,进一步表达CD 40 L,增强由抗CD 3和植物血凝素(PHA)协同诱导的增殖效应,产生Th1细胞因子:IL-2、IFNγ和Th2细胞因子:IL-4、IL-5和IL-10。CD 40-CD 40 L交联能增强IL-12诱导Th 1细胞产生IFN-γ,对CD+8T细胞的作用较弱[5,13]
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    5.成纤维细胞:肺、滑膜、齿龈、表皮和脾的成纤维细胞均表达CD 40,炎症时其表达增强。已证实在原炎症因子及趋势化因子IL-6、IL-8和IFM-γ的作用下,成纤维细胞通过与CD 40 L交联诱导其活化、增殖、合成IL-6,促进炎症的发展,并参与损伤组织的修复、纤维化和组织重建[14,15]

    6.中性粒细胞:CD 40-CD 40 L交联对中性粒细胞的影响主要是通过活化血管内皮细胞,释放粘附因子和选择素;诱导单核/巨噬细胞产生TNF、IL-8,吸引白细胞粘附、穿越内皮细胞到炎症局部聚集并释放一氧化氮(NO)和超氧根。NO选择性促进单核/巨噬细胞产生IL-1和TNF-α,抑制IL-6、IFN-γ、IL-2、IL-3的合成;促进白细胞与内皮细胞粘附,抑制T细胞增殖,提高NK细胞活性等。调节免疫和抗菌功能,也导致组织、细胞损伤。

    7.B淋巴细胞:CD 40-CD 40 L交联导致B淋巴细胞分化为浆细胞,促进Ig合成与转换。
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    8.柱状上皮细胞、外周血嗜碱细胞及嗜酸细胞:最近证实CD 40 L除存在于CD+4T 细胞外,也见于柱状细胞、外周血嗜碱细胞及嗜酸细胞。这些细胞与CD+40细胞间的CD 40-CD 40 L交联效应如何有待进一步观察。

    (三)CD 40-CD 40 L交联在细胞介导炎症反应中的生物学效应

    1.在炎症初期的作用:当T细胞获得CD 40-CD 40 L等协同刺激信号后,CD+8T细胞分化成CTL,直接促使感染细胞凋亡和杀灭细菌。CD+4T细胞因抗原性质不同及单核细胞分泌的细胞因子不同分化为Th 1、Th 2亚群细胞。Th 1主要分泌IL-2、IFN-γ,与细胞介导的炎症反应有关;Th 2则分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10,辅助B细胞功能,参与体液免疫反应。急性炎症时如Th 2过度活化而Th 1呈抑制状态,常导致炎症持续。CD 40与CD 40 L互联可诱导产生IL-12,促进Th 1功能,介导早期炎症反应[16]
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    CD 40-CD 40 L交联,诱导单核/巨噬细胞产生IL-1和TNF,导致血管内皮细胞损伤,引起激烈的炎症反应。损伤的或经CD 40-CD 40 L交联的内皮细胞,自分泌大量TNF-γ及其他炎症因子,表达CD 62-E、ICAM-1和VCAM,这些因子趋化单核细胞、中性粒细胞(PMN)和淋巴细胞到炎症局部。单核细胞和PMN产生的NO和超氧根既能有效杀灭微生物,也非特异性破坏自身组织引起炎症反应。

    2.在炎症扩大和持续过程中的作用:炎症发生后CD 40-CD 40 L的作用:(1)诱导炎症因子如TNF-α、IL-1等的持续分泌。TNF-α和IL-1不仅是免疫反应的启动因子,也是炎症连续反应的诱发因子,在炎症早期,炎症因子活性增高只限于组织局限,一旦TNF-α和IL-1从局部渗入到循环,出现全身性炎症反应。(2)诱导引导(homing)因子和粘附分子的分泌。(3)诱导趋化因子(IL-8、单核细胞趋化蛋白-1、MIP-1)持续释放,进一步趋化单核细胞、PMN、淋巴细胞及组织树状突细胞等炎症细胞到炎症局部聚积。(4)抑制单核细胞和树状突细胞的凋亡[8]
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    3.在炎症组织清除和修复的作用:CD 40-CDL交联在炎症后期的作用是靠激活巨噬细胞和成纤维细胞产生和释放金属蛋白酶及纤维蛋白合成。成纤维细胞在病变部位增殖,有利于局部组织纤维化。活化的CD+4T细胞膜或抗CD 40-IgM抗体可诱导巨噬细胞产生金属酶,这些酶虽对组织有害,但也有利于病变组织的清除和修复重建[8]

    四、CD 40-CD 40 L交联介导免疫反应的临床潜在意义

    用人CD 14抗体和抗人CD 40抗体对类风湿关节炎(RA)关节液分离的单核细胞进行双染色流式细胞仪分析,证实RA关节液中单核细胞(CD+14)CD 40较正常人周围血表达增加。ELISA法发现病人CD 40抗体(3A8)能抑制单核细胞产生TNF-α。说明CD 40-CD 40L交联诱导单核细胞活化产生TNF在RA等炎性疾病发病机制中的重要性[17]。Mehta等[18]发现来自系统性红斑狼疮(SLE)患儿的CD+4T细胞体外表达CD 40L较正常人增高21倍,CD+8T细胞增高22倍,用抗CD 40 LmAb可阻断其增高及抑制患儿淋巴细胞产生抗核抗体。这预示临床应用抗CD 40 L治疗SLE成为可能。另一学者给Ⅱ型胶原关节炎模型鼠注射抗CD 40L抗体,可防止出现临床症状,其关节不发生炎症,血清中无抗胶原抗体产生,骨和软骨也无炎症细胞浸润[19]
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    综上所述,通过CD 40-CD 40L相互作用,可诱导单核/巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞的功能和活性,诱导炎症因子的表达,在细胞介导的炎性疾病中起着举足轻重的作用。采用CD 40-CD 40L抑制剂对炎症性疾病具有潜在的临床治疗意义。

    参考文献

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    19 Durie FH, Fava RA, Noelle RJ, et al. Collagen-induced arheritis as a model of rheumatoid arthritis. Clin Immunol Immunopathol, 1994, 73:11-18.

    (收稿:1998-02-16 修回:1998-07-04), http://www.100md.com