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编号:10446766
1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物在自身免疫性疾病中的免疫调节作用
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     【摘要】 1,25-二羟基维生素D 3 是维生素D的生物学活化形式,它经维生素D受体介导,除了调节钙磷代谢外,还能影响多种细胞生长分化,在调节免疫系统功能中具有重要作用。1,25-二羟基维生素D 3 及其类似物通过调节树突状细胞使其具有致免疫耐受的特性,选择性抑制Th1细胞,增强调节性T细胞功能,从而在防治自身免疫性疾病中具有重要的价值。

    关键词 1,25-二羟基维生素D 3 免疫调节 自身免疫性疾病

    【文献标识码】 A 【文章编号】 1609-6614(2004)11-01000-03

    1,25-二羟基维生素D 3 [1,25-dihydroxyvitamin D 3 ,1,25-(OH) 2 D 3 ],是维生素D的生物学活化形式,它除了调节钙磷代谢外,还能影响多种细胞的生长分化,具有显著的免疫调节活性 [1] 。维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)是细胞核激素受体超家族中的一员,它与配体结合后发生构象改变,再与视黄酸X受体(retinoid X receptor,RXR)结合形成异二聚体,募集大量核受体协同激活剂蛋白分子,包括类固醇受体协同激活剂家族成员和多种成员组成的协同激活剂复合物,D受体相互作用蛋白(D receptor interacting proˉteins DRIP)等。这些协同激活剂通过内在组蛋白修饰活性或直接募集关键性转录启始复合物来诱导染色质重塑。即VDR作为一个配体活化的转录因子与特异性DNA顺序元件即维生素D反应元件(vitamin D responsive elements,VDRE)结合,影响RNA聚合酶Ⅱ介导的某些基因转录。
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    VDR可在多种免疫细胞中的表达 [2] ,如巨噬细胞、树突状细胞、T淋巴细胞等,严重维生素D缺乏的患者可表现出严重的免疫异常,在25-羟基维生素D1α-羟化酶缺乏的小鼠中,由于无法合成1,25-(OH) 2 D 3 ,外周CD4 + ,CD8 + T细胞数目显著减少 [3] ,这些发现促使人们作了大量关于VDR配体作为免疫调节剂调节T细胞免疫反应的研究。1,25-(OH) 2 D 3 可能带来的副作用如高钙血症等限制了其在临床中长期系统性的使用,为克服这一点,人们合成了一些对钙磷代谢影响小的1,25-(OH) 2 D 3 类似物(1,25-dihyˉdroxyvitamin D 3 analogs),并已成功的将其用于防治动物模型中自身免疫性疾病和移植排斥反应的发生 [4]
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    1 对免疫系统的调节

    1.1 对抗原呈递细胞的调节作用 抗原呈递细胞(antigen-presenting cells,APCs),特别是树突状细胞(dendritic cells DCs)是VDR配体调节的关键靶细胞 [5] 。IL-12是一种APCs分泌的细胞因子,它促使Th0细胞发育为Th1细胞。早期的研究即发现1,25-(OH)2 D 3 通过抑制NF-κB活性减少活化DCs和巨噬细胞IL-12的产生 [6] 。近年来大量体内外研究也表明 [7] ,VDR配体能抑制DCs的分化成熟和功能。VDR配体能显著下调DCs表面MHCⅡ分子及协同刺激分子CD40,CD80,CD86的表达,减少IL-12的分泌,增加IL-10的分泌,但几乎不影响TGF-β1的分泌。此外,Van Halteren等 [8] 发现用TX527[一种1,25-(OH) 2 D 3 的类似物]干预后,IL-4+GM-CSF刺激的DCs分化和LPS+IFN-γ诱导的DCs成熟皆减弱,DCs的形态(变为梭形细胞)及表面标记显著改变,CD40配体刺激不产生IL-12,这表明TX527的干预不是维持原有的DCs于非成熟状态而是生成一种新的细胞,这些细胞能抑制自身反应性T细胞克隆的增生,完全消除Th1细胞特异的IFN-γ的产生而不影响IL-13的生成。
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    把经VDR配体处理过的雄性小鼠DCs输注给雌性小鼠能有效延缓其对雄性小鼠皮肤移植物的排斥反应 [5] 。长期给予非肥胖性糖尿病小鼠(nonobese diabetic mouse,NOD小鼠)TX527能预防自身免疫性糖尿病的发生,且不影响钙磷代谢,联合应用TX527及其它一些免疫调节剂如IFN-β等可起到协同作用 [9]

    在体外实验中VDR配体不能影响VDR基因敲除小鼠的DCs表面分子的表达;在体内实验中比较VDR基因敲除小鼠与野生型小鼠脾及淋巴结淋巴细胞发现前者具有高度成熟表型的DCs的比例较后者高,证实1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物对DCs的调节作用是经VDR介导的 [5]

    1.2 对T细胞的调节作用 VDR配体通过调节APCs,尤其是DCs的表型和功能,可间接调节T细胞,同时也可以直接调节T细胞。VDR配体可减少Th1类细胞因子IFN-γ,IL-2的产生。配体结合VDR后通过作用于IFN-γ启动 子区域的VDRE或启动子上游包括增强子元件的区域,下调启动子活化从而抑制IFN-γ基因转录 [10] 。配体结合VDR后通过结合于人IL-2启动子远侧NFAT的结合位点,减少转录因子NFAT复合物的形成,从而减少IL-2的分泌 [11] 。同时,1,25-(OH) 2 D 3 不能影响IL-2基因敲除小鼠细胞IFN-γ和IL-10的产生,也表明IL-2基因是VDR调节免疫系统的一个靶点 [12]
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    VDR配体对IL-4及Th2细胞的影响在不同的实验得出不一样的结果 [13,14] ,这些分歧可能与各实验条件不一致有关,同时也反应出VDR配体免疫调节的复杂性。推测,VDR配体在体内最主要是抑制Th1细胞反应,在适当条件下,也可能增强Th2细胞反应。VDR配体调节T细胞的另一方面是诱导抑制/调节性T细胞的产生。VDR配体调节APCs,使其具有以协同刺激分子CD40,CD80,CD86表达下调,IL-12产生减少,IL-10产生增多为特征的致免疫耐受的表型和功能,从而诱导调节性T细胞的产生。CD4 + CD25 + 调节性T细胞(CD4 + CD25 + regulatory T cells,CD4 + CD25 + Treg细胞)在维持自身免疫耐受,阻止自身免疫性疾病如糖尿病,类风湿性关节炎的发生发展及诱导移植耐受中具有重要作用 [15] ,VDR配体延长异体移植物的存活时间和阻止自身免疫性糖尿病发生可能与诱导这种调节性T细胞的增多有关 [4] 。短期给予成年NOD小鼠R 0 26-2198[一种1,25-(OH) 2 D 3 的类似物]能抑制胰岛炎和糖尿病进展,抑制LPS诱导的IL-12和IFN-γ的产生,特异性抑制针对自身抗原IA-2的Th1反应,减少胰炎症浸润细胞及胰引流淋巴结细胞中Th1细胞的数量,增加CD4 + CD25 + Treg细胞在胰引流淋巴结细胞中的百分含量,把这些CD4 + CD25 + Treg细胞输注给NOD.SCID小鼠(即将NOD小鼠的CD4 + CD25 + T细胞输注给SCID小鼠使其发生糖尿病)能延迟其糖尿病的发生 [16]
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    总之,VDR配体即可直接以T细胞作为调节性靶细胞,也可以APCs尤其是DCs作为调节靶细胞对免疫系统进行调节。虽然目前我们还分不清楚对T细胞的调节效应中有多少是直接调节的结果,有多少是间接调节的结果,但是VDR配体调节DCs的分化成熟和功能使其具有致免疫耐受的表型和功能,诱导抑制/调节性T细胞的产生,抑制致病性效应性T细胞,这一点肯定在自身免疫性疾病的防治中有着重要意义。

    2 在自身免疫性疾病中的免疫调节作用

    1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物已在多种自身免疫性疾病的动物模型中显示出其免疫调节活性 [17] 。1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物可预防实验性变应性脑炎、胶原诱导性关节炎、莱姆关节炎、炎性肠病、MRL/Lpr小鼠中系统性红斑狼疮、NOD小鼠中自身免疫性糖尿病的发生。不仅如此,1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物还能阻止已发生自身免疫性疾病的进展,即起治疗作用。
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    类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis RA)是一种发病涉及Th1细胞功能紊乱,以多关节炎为主要表现的慢性进行性自身免疫性疾病,Ⅱ型胶原(collagen typeⅡ,CⅡ)诱导性关节炎因与之免疫病理学特征相似而常被用作研究RA的动物模型。MC1288是1,25-(OH)2 D 3 的一种类似物,其调节钙磷代谢的作用减弱而调节免疫系统的作用增强。在CⅡ免疫之前10天或同时给予低剂量的MC1288能显著降低关节炎发生率和严重程度,在CⅡ免疫后15天即出现关节炎症状后给予MC1288同样能显著减轻关节炎严重程度,CⅡ免疫后28天检测血清抗CⅡ抗体的IgG 2 α和IgG 1 抗体浓度明显低于对照组。MC1288治疗过的鼠淋巴细胞对丝裂原刺激的增生减低,推测MC1288抗关节炎作用机制可能是抑制T细胞介导的前炎症细胞途径 [18] 。此外骨关节炎患者关节软骨细胞VDR表达与基质金属蛋白酶表达一致,而正常人关节软骨细胞几乎不表达VDR [19] 。1,25-(OH) 2 D 3 可调节骨关节炎关节软骨细胞基质金属蛋白酶和PGE2的生成,从而参与控制RA的发展 [20]
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    临床上,用VDR配体治疗牛皮癣是目前的热门话题。牛皮癣是一种Th1介导的自身免疫疾病,患者皮肤的角质形成细胞大量增生。VDR配体主要用于轻、中度牛皮癣的治疗,其机制是使病灶局部IL-10产生增多,抑制角质形成细胞生成IL-6和IL-8,抑制淋巴细胞增生,从而减轻组织病理损害 [21]

    综上所述,1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物具有显著的免疫调节活性,主要以APCs和T细胞为靶细胞对免疫系统进行调节。它们可直接作用于T细胞,选择性抑制Th1细胞反应;也可调节DCs的分化、成熟和功能,促使其具有致免疫耐受的能力,诱导抑制/调节性T细胞的产生,抑制致病性效应性T细胞。1,25-(OH) 2 D 3 及其类似物的这些免疫调节特性使其在自身免疫性疾病的防治方面具有极其诱人的应用前景。一些免疫调节作用强而对钙磷代谢影响小的1,25-(OH) 2 D 3 类似物在动物模型中应用的成功为VDR配体广泛用于防治人类自身免疫性疾病打下了良好的基础。
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    作者单位:400016重庆医科大学附属第一医院肾内科

    (收稿日期:2004-03-23)

    (编辑日 强), 百拇医药