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健康 / regulatory-t-cell

调节性T细胞

调节性T细胞是一类特化的T淋巴细胞,能抑制免疫反应、维持自身耐受并帮助控制炎症。

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调节性T细胞通常简称为 Treg,是一类特化的T细胞,能够抑制免疫反应,帮助防止免疫反应损伤机体自身组织。Treg是免疫系统的重要组成部分,也是实现外周免疫耐受的主要机制之一。研究最充分的群体是表达转录因子叉头框蛋白P3(FOXP3)的CD4阳性细胞。这些细胞通过抑制其他免疫细胞,而非直接清除病原体,帮助维持稳态。其调节活性对于限制自身免疫和控制炎症至关重要。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

鉴定与分子特征

FOXP3协调与Treg细胞身份及抑制功能相关的基因表达程序。由于它是一种细胞内蛋白,检测时通常需要对细胞进行固定和透化处理。人血液中的Treg通常通过联合检测CD4、CD25高表达和CD127低表达来鉴定。CD25是白细胞介素-2受体的α链,而CD127是白细胞介素-7受体的α链。联合使用这些标志物,可以富集活细胞,用于功能实验或细胞扩增。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

没有任何单一标志物能够明确无误地识别所有人类Treg。活化的常规T细胞也可表达CD25、短暂表达FOXP3,并降低CD127表达,却不具备持久的抑制活性。因此,结果的解读取决于细胞的活化状态、取样组织以及所用的标志物组合。流式细胞术常辅以抑制功能实验,以检验候选Treg是否能够抑制应答细胞的增殖或细胞因子产生。(aacrjournals.org)

稳定的细胞谱系身份还涉及表观遗传调控。FOXP3基因座内有一段称为Treg特异性去甲基化区的调控区域,在稳定的Treg中,该区域具有去甲基化的特征。分析DNA甲基化有助于将这些细胞与因活化而表达FOXP3的常规T细胞区分开来。因此,FOXP3表达与稳定的Treg谱系定向是相互关联、但并不等同的两项指标。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

发育与来源

胸腺来源的Treg简称为 tTreg,在胸腺中发育。这一发育途径使部分自身反应性T细胞获得调节功能,而不是常规的效应功能。发育中的胸腺Treg已出现Foxp3调控区域部分去甲基化,表明其稳定分子身份的建立始于胸腺发育阶段。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

调节性细胞也可在胸腺外由常规CD4阳性T细胞形成。在机体外周组织中生成的细胞称为外周来源Treg,简称 pTreg;在实验培养条件下生成的细胞通常称为诱导型Treg,简称 iTreg。实验表明,抗原受体刺激与转化生长因子β共同作用,可使原本不具调节功能的小鼠T细胞表达Foxp3并获得抑制活性。然而,实验诱导的FOXP3表达未必能赋予细胞与自然形成的Treg身份同等的稳定性。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

免疫抑制机制

Treg通过多种机制发挥作用,各种机制的重要性因组织和炎症环境而异。它们可以改变应答T细胞与抗原呈递细胞之间的相互作用,改变生长信号的可获得性,并释放具有免疫调节作用的细胞因子。选择性基因删除实验的证据表明,这些机制并非在所有情况下都能相互替代。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

其中一条主要途径涉及免疫检查点蛋白CTLA-4。CTLA-4能够从另一细胞表面捕获共刺激蛋白CD80和CD86,并将其内化,这一过程称为跨细胞内吞。移除这些蛋白会降低抗原呈递细胞向常规T细胞提供CD28介导的共刺激的能力。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

Treg还可通过剥夺细胞因子来抑制免疫反应。在实验系统中,应答T细胞获得促进存活的细胞因子的机会减少,会导致其发生细胞凋亡。另一条途径涉及白细胞介素-10:仅在Treg中缺失IL-10的小鼠,会在结肠和肺等与外界环境接触的部位出现免疫反应失调,但这种基因删除并不会引发广泛的全身性自身免疫。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

组织功能与疾病关联

Treg在功能上具有异质性,并非单一、均质的细胞群体。人类胸腺和外周的Treg包含多个亚群,它们在ICOS表达以及免疫调节分子的产生方面存在差异。实验研究还发现了一些组织相关的Treg群体,其功能不仅限于抑制免疫细胞活化。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

在小鼠骨骼肌中,Treg会在损伤后聚集,并参与修复。它们产生双调蛋白,这是一种支持肌肉卫星细胞功能的生长因子。另一些针对流感病毒感染小鼠的实验表明,Treg来源的双调蛋白能够保护肺组织,但抑制抗病毒反应并不需要它。这些发现表明,组织保护活性与免疫抑制是可以区分的功能,不过这些观察结果尚不能证明它们在人类中具有同等的治疗效果。(sciencedirect.com)

IPEX综合征体现了Treg相关调节机制对人类的重要性。这是一种由FOXP3致病性变异引起的X连锁疾病,其名称指免疫失调、多内分泌腺病和肠病。这种遗传关联提供了直接证据,将依赖FOXP3的调节机制受损与严重免疫功能障碍联系起来。Treg也存在于癌症中,其抑制活性可能削弱抗肿瘤免疫反应。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

实验与临床研究

研究者已探索基于Treg的细胞疗法:分离患者自身的调节性细胞,在体外扩增后再回输。2015年发表的一项Ⅰ期研究,在14名患有1型糖尿病的成年人中测试了经扩增的自体Treg。研究报告了该方法的可行性,且未出现输注反应或与细胞疗法相关的高级别不良事件。由于样本量小且未设对照,该研究并未证实临床疗效。功能身份、扩增过程中的稳定性以及输注后的持续存留,是评估这一细胞产品的重要指标。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)