調(diào)節(jié)性T細胞(Regulatory cells,Tregs ),早期亦稱為Suppressor T cells,是一群以表達Foxp3、CD25、CD4為細胞表型特征的T細胞亞群,是維持機體免疫耐受的重要因素之一。胸腺是Treg細胞發(fā)育的主要部位。
圖片來源:Foxp3-dependent programme of regulatory T-cell differentiation
一、Treg細胞的基礎(chǔ)功能
Treg細胞由胸腺產(chǎn)生后輸出至外周,并通過主動調(diào)節(jié)的方式抑制存在于正常機體內(nèi)潛在的自身反應(yīng)性T細胞的活化與增殖,從而調(diào)節(jié)機體的免疫。Treg細胞具有免疫抑制作用,能夠抑制其它免疫細胞的免疫應(yīng)答,是自我耐受的主要控制者,作為CD4+細胞的一部分,Treg細胞同其它常規(guī)輔助T細胞亞群如Th1、Th2、Tfh、Th17和Th22等相互配合,常規(guī)輔助T細胞亞群介導(dǎo)機體免疫應(yīng)答,而Treg細胞則通過抑制促炎效應(yīng)功能來限制過度免疫應(yīng)答,從而維持機體穩(wěn)態(tài)。簡而言之,Treg 細胞負責(zé)調(diào)控免疫系統(tǒng)的停止,從而防止機體過度免疫反應(yīng)。
因此,如果Treg 細胞出現(xiàn)缺失或者功能異常的現(xiàn)象,就會導(dǎo)致機體自身免疫性疾病的發(fā)生。
圖片來源:Nature Medicine
二、Treg細胞的分類和作用機制
Treg細胞根據(jù)發(fā)育來源,可分為自然調(diào)節(jié)性T細胞(n Tregs)和誘導(dǎo)產(chǎn)生的適應(yīng)性調(diào)節(jié)性T細胞(a Tregs或i Tregs)。前者主要包括CD4+ Treg 細胞,后者 包括Tr1 細胞、Th3 細胞和CD8+ Treg 細胞等多種亞型;同時在先天免疫和適應(yīng)性免疫間還有一個特殊的自然殺傷性T細胞-NKT細胞。
適應(yīng)性調(diào)節(jié) | 適應(yīng)性調(diào)節(jié) | 適應(yīng)性調(diào)節(jié) | 自然調(diào)節(jié) | 自然殺傷 | |
Tr1 | Th3 | CD8+ Tregs | n Tregs | NK Tregs | |
表型 | CD4+,CD25- | CD4+,CD25+, from CD25- precursors | CD8+,CD25+ | CD4+,CD25+ | CD4+,CD8+,CD4,CD8- |
標志物 | CD25low-variable;CD45RBlow | CD25low-variable;CD45RBlow,FoxP3+ | FoxP3+,CD28- | FoxP3, LAG-3, neuropilin-1 | CD4-, CD8- |
作用機制 | 通過細胞因子,產(chǎn)生IL-10 | 通過細胞因子,產(chǎn)生TGFβ | 接觸抑制;通過細胞因子,產(chǎn)生IFN-γ,IL-6,IL-10 | 接觸抑制;Granzyme B依賴,產(chǎn)生TGFβ | 識別CD1抗原和糖鏈;產(chǎn)生細胞因子 |
靶細胞 | T effector cells | 未知 | APC & T effector cells | APC & T effector cells | APC |
體內(nèi)作用 | 粘膜免疫,自身免疫 | 粘膜免疫,自身免疫 | 抑制自身反應(yīng)性T細胞 | 抑制自身反應(yīng)性T細胞 | 自身免疫 |
體外擴增 | CD3,IL-10,Vitamin D | CD3,TGFβ | GM-CSF刺激,及IL-10 | TCR/CD28共刺激及IL-2 | IL2、IL15共刺激 |
(表格部分內(nèi)容參考:公眾號干細胞者說)
Treg細胞從功能角度區(qū)分有五種作用機制。
細胞因子抑制:Treg細胞分泌抑制性細胞因子(如IL10、IL4等);
細胞溶解抑制:Treg細胞通過顆粒酶和穿孔素殺死效應(yīng)細胞;
代謝破壞抑制:Treg細胞與效應(yīng)T細胞競爭消耗IL-2,降低靶細胞對IL-2的反應(yīng)性從而抑制效應(yīng)T細胞增殖;Treg細胞產(chǎn)生胞外酶CD39和CD73促進腫瘤微環(huán)境(TME)中腺苷的產(chǎn)生起到增殖作用。
Tregs通過刺激性和抑制性受體(CTLA-4 或 LAG3)誘導(dǎo)DC耐受,后者通過IDO進一步抑制T細胞的能力。
MDSCs和Tregs 產(chǎn)生的因子形成正反饋環(huán),促進增殖,增強抑制環(huán)境。
圖片來源:Regulatory T cells :mechanisms of differentiation and function
三、Treg細胞的應(yīng)用
已知Treg細胞數(shù)量過低或功能減弱會引起免疫系統(tǒng)反應(yīng)過激,從而可能導(dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)生;而數(shù)量過高或異常激活會抑制免疫反應(yīng),則可能會引起腫瘤的發(fā)生。因此,Treg細胞可謂是體內(nèi)免疫系統(tǒng)的一把“雙·刃劍",可在腫瘤免疫、自身免疫性疾病、器·官移·植和移植物抗宿主病等方面應(yīng)用。
作為腫瘤研究的熱議靶點之一的Treg細胞,在腫瘤免疫過程中,Treg細胞通過表達抑制因子(CTLA4、分泌IL-10和TGF-β)來抑制過度的免疫反應(yīng),也可能促進腫瘤細胞免疫逃逸。同時,Treg 細胞也可通過趨化因子向腫瘤微環(huán)境(TME)不斷浸潤,參與抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)。
圖片來源:Hyperprogressive disease during PD-1/PD-L1 blockade inpatients with non-small-cell lung cancer
除了腫瘤免疫治療,針對Treg細胞進行自身免疫性疾病研究也具有重要的臨床意義。自身免疫性疾病指機體對自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾病,作為負責(zé)調(diào)控免疫系統(tǒng)停止的Treg細胞,當其功能出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時,就會造成炎癥的自身免疫性疾病。目前常見的自身免疫性疾病包括1型糖尿病、炎癥性腸病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和多發(fā)性硬化癥等疾??;除此以外,在某些惡性疾病如肺、胰腺和乳腺癌等已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Treg細胞明顯增高。
因此,對Treg細胞進行檢測在評估免疫系統(tǒng)功能和疾病狀態(tài)具有重要意義,未來Treg細胞免疫治療行業(yè)也將得到快速發(fā)展!
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