發(fā)布時(shí)間：2021-09-18所屬分類：醫(yī)學(xué)論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】白介素12家族的細(xì)胞因子在許多炎性和傳染性疾病的宿主防御和免疫調(diào)節(jié)中都起著重要的作用。白介素12(interleukin-12，IL-12)作為其家族中一個(gè)重要的細(xì)胞因子，具有多種免疫活性，在機(jī)體早期的非特異性免疫和隨后的抗原特異性免疫過程中均扮演重要角色
【摘要】白介素12家族的細(xì)胞因子在許多炎性和傳染性疾病的宿主防御和免疫調(diào)節(jié)中都起著重要的作用。白介素12(interleukin-12，IL-12)作為其家族中一個(gè)重要的細(xì)胞因子，具有多種免疫活性，在機(jī)體早期的非特異性免疫和隨后的抗原特異性免疫過程中均扮演重要角色。本文就IL-12的生物學(xué)功能、免疫調(diào)節(jié)作用以及與常見自身免疫性疾病的關(guān)系作一綜述。
【關(guān)鍵詞】白細(xì)胞介素12;自身免疫性疾病;研究
自身免疫性疾病(autoimmunediseases，AID)是由于機(jī)體正常的免疫耐受功能受損，導(dǎo)致自身的免疫系統(tǒng)對組織結(jié)構(gòu)、功能的破壞，從而出現(xiàn)相應(yīng)臨床表現(xiàn)的一類疾病[1]。
目前AID的確切病因尚不清楚，但有研究顯示，多種細(xì)胞因子都參與其發(fā)病過程當(dāng)中，其中，白介素12(interleukin-12，IL-12)與其關(guān)系尤為密切。IL-12作為效應(yīng)最強(qiáng)的NK細(xì)胞激活因子和T淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)因子，能引起Th1、Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答，參與機(jī)體的免疫反應(yīng)。因此，加強(qiáng)對IL-12的基礎(chǔ)研究，闡明IL-12的生物作用機(jī)制、細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控等功能，為免疫治療提供新途徑顯得尤為重要。
1IL-12生物學(xué)功能
IL-12是一種具有多種免疫調(diào)節(jié)功能的促炎癥性細(xì)胞因子，1989年由Kobayashi等[2]在人的淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，1991年被成功克隆和表達(dá)。IL-12所屬的細(xì)胞家族還包括其他異二聚體細(xì)胞因子，如IL23，IL-27，IL-35。IL-12細(xì)胞家族及其受體的結(jié)構(gòu)表達(dá)見圖1。
IL-12由p40和p35亞基通過二硫鍵連接而成，其相對分子量分別為40×103和35×103，編碼p40亞基的IL-12B基因主要定位于染色體5q31-q33區(qū)域，而編碼P35亞基的IL-12A基因則定位于染色體3p12-3q13區(qū)域。P35和p40任一亞基單獨(dú)cDNA轉(zhuǎn)染Cos或CHO細(xì)胞后都只能得到對應(yīng)的單條鏈，只有共同轉(zhuǎn)染才能得到具有生物活性的IL-12。
IL-12的受體IL-12R主要位于活化的T細(xì)胞和NK細(xì)胞表面，是IL-12Rβ1/IL-12Rβ2二聚體。如圖1所示，IL-12R和IL-23R共享IL-12Rβ1，另一多肽鏈IL-12Rβ2又是IL-12R和IL-35R的共同組成部分，而gp130則由IL-27R和IL-35R共享[3]。如圖1顯示，IL-12R由β1和β2兩條多肽鏈構(gòu)成，任一條鏈的缺陷都能影響到信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能的正常發(fā)揮，其中IL-12Rβ2在信號(hào)傳導(dǎo)過程中，能在IL-12及IL-12R的相互作用下，激活相互磷酸化的激酶JAK2和TyK2，依次使得IL-12R、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子(signaltransducerandactivatoroftranscription，STAT)4、3、1和5發(fā)生磷酸化反應(yīng)，以達(dá)到調(diào)節(jié)基因表達(dá)的目的[4-6]。
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IL-12與其受體IL-12R通過結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用。體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)研究均證實(shí)IL-12具有許多生物活性，尤其對單個(gè)核細(xì)胞的作用非常顯著。IL-12具有以下生物學(xué)作用:(1)激活NK細(xì)胞;(2)在植物血凝素(PHA)的誘導(dǎo)下，促使淋巴母細(xì)胞的增生;(3)促使CD4+初始T細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化，抑制Th2細(xì)胞合成IL-4，并選擇性地抑制IL-4誘導(dǎo)的IgE合成，但能促使IFN-γ、TNF-α和IL-2的合成。
2IL-12產(chǎn)生的調(diào)節(jié)機(jī)制
2.1IL-12產(chǎn)生的正負(fù)調(diào)節(jié)IL-12主要由巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞(dendriticcell，DC)誘導(dǎo)產(chǎn)生，但由于不同的細(xì)胞因子所產(chǎn)生的誘導(dǎo)效率不同，其在機(jī)體中所引起的細(xì)胞的表達(dá)也有所不同，其中，Toll樣受體(toll-likereceptors，TLR)在吞噬細(xì)胞和DC的表達(dá)上發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。以吞噬細(xì)胞為例，單獨(dú)的TLR配體并不能夠誘導(dǎo)p70異二聚體產(chǎn)生，只能引起少量細(xì)胞因子p40亞基的表達(dá)，而其他的細(xì)胞因子如IFN-γ和IL-4也能刺激細(xì)胞產(chǎn)生IL-12;IFN-γ是強(qiáng)力IL-12誘導(dǎo)因子，它不僅通過IL-12誘導(dǎo)產(chǎn)生，而且能反過來引起IL-12分泌量的增加，從而形成了機(jī)體炎癥及免疫應(yīng)答反應(yīng)中的正反饋機(jī)制。轉(zhuǎn)化生長因子β(transforminggrowthfactor，TGF-β)是一種細(xì)胞抑制因子，能降低p40亞基中mRNA穩(wěn)定性;IFN-α和IFN-β在刺激IFN-γ分泌及Th1應(yīng)答反應(yīng)上具有與IL-12類似的的誘導(dǎo)模式，但它能降低IL-12分泌量。另外，作為IL-12的拮抗劑，IL-4和IL-13都能協(xié)同IL-10共同作用，不僅能抑制IL-12分泌，還能誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10，并通過誘導(dǎo)某種的特殊蛋白質(zhì)從而阻斷IL-l2A及IL-12B基因的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，以達(dá)到抑制IL-12產(chǎn)生的目的。
2.2IL-12基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)IL-12由IL-12A基因編碼的p35亞基和IL-12B基因編碼的p40亞基組成，IL-12A基因?qū)儆跇?gòu)建性表達(dá)，而IL-12B基因則屬于調(diào)節(jié)性表達(dá)。其中，IL-12B基因的表達(dá)主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)，它的轉(zhuǎn)錄水平及翻譯水平則會(huì)受到IL-12蛋白表達(dá)量的直接影響，這主要是因?yàn)镮L12B基因的轉(zhuǎn)錄主要受其啟動(dòng)子附近幾個(gè)轉(zhuǎn)錄元件如NF-κB、ETS、c-Rel、IRF-1等調(diào)控，在各種刺激因子的作用下，通過一系列復(fù)雜反應(yīng)激活轉(zhuǎn)錄因子，而轉(zhuǎn)錄因子與這些轉(zhuǎn)錄元件的結(jié)合也使得IL-12B基因的轉(zhuǎn)錄能力增強(qiáng)，而在這些轉(zhuǎn)錄元件中，IRF1和IRF8屬于正調(diào)節(jié)因子，IRF2則屬于負(fù)調(diào)節(jié)因子。有實(shí)驗(yàn)研究[7]結(jié)果顯示，缺失任何一個(gè)IRF轉(zhuǎn)錄元件的小白鼠，其體內(nèi)p40亞基的表達(dá)都會(huì)出現(xiàn)調(diào)節(jié)缺陷，并且一旦受到IFN-γ刺激，IRF-1會(huì)通過IL12A基因啟動(dòng)子內(nèi)的一種反向IRF元件來調(diào)節(jié)Il12B基因轉(zhuǎn)錄，在IFN-γ和脂多糖(LPS)誘導(dǎo)下，使得轉(zhuǎn)錄復(fù)合物與ETS結(jié)合大大增強(qiáng)了IL-12B的基因轉(zhuǎn)錄。
3IL-12的免疫調(diào)節(jié)作用
3.1調(diào)節(jié)NK細(xì)胞免疫功能IL-12作為效應(yīng)最強(qiáng)的NK細(xì)胞激活因子，不僅能激活NK前體細(xì)胞，刺激NK細(xì)胞增殖、活化，還能誘導(dǎo)NK細(xì)胞及促使其他免疫細(xì)胞，比如T細(xì)胞、B細(xì)胞等，誘導(dǎo)產(chǎn)生IFNγ，并有效地啟動(dòng)和調(diào)節(jié)Th1應(yīng)答和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)反應(yīng)，在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。此外，當(dāng)IL-2或IL-18與IL-12同時(shí)存在時(shí)，能刺激NK細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體產(chǎn)生IFN-γ的作用。IL12的信號(hào)通路在機(jī)體內(nèi)受NK細(xì)胞的自調(diào)控機(jī)制影響。在炎癥早期，它可通過激活激酶JAK及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子STAT4的信號(hào)途徑實(shí)現(xiàn)，并誘導(dǎo)IFN-γ的產(chǎn)生，增強(qiáng)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性。而隨著炎癥刺激時(shí)間的不斷延長，IL-12還能通過上調(diào)靶向于STAT4的miR-132、miR-212和miR-200a的表達(dá)，而這三個(gè)微小RNA受IL-12調(diào)控，特異性的靶向STAT4mRNA的上游區(qū)域3'端，并負(fù)調(diào)控STAT4的分子表達(dá)，使JAK/STAT4信號(hào)通路受阻，使得IL12產(chǎn)生IFN-γ減少，從而誘導(dǎo)NK細(xì)胞凋亡。
3.2調(diào)節(jié)T細(xì)胞免疫功能正常狀態(tài)下，機(jī)體內(nèi)Th1和Th2細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡中，以維持機(jī)體正常的細(xì)胞免疫和體液免疫功能[8-10]。Th1細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答，能分泌IL-2、IL-3、TNF-β、GM-CSF等細(xì)胞因子，Th2細(xì)胞介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答，能分泌IL4、IL-5、IL-6、IL-10等細(xì)胞因子，Th1及Th2細(xì)胞具有增強(qiáng)吞噬細(xì)胞介導(dǎo)的抗感染功能，特別是抗細(xì)胞內(nèi)的寄生菌感染。Th17細(xì)胞主要分泌IL-17、IL-22等促炎癥因子，它具有活化中性白細(xì)胞，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的功能，尤其是在對外來的細(xì)菌和真菌的免疫應(yīng)答中。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)具有抑制效應(yīng)性T細(xì)胞增殖，維持免疫耐受的功能。這四種T細(xì)胞亞群在體內(nèi)形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的免疫平衡，維持機(jī)體正常的免疫反應(yīng)，如果任何一個(gè)平衡被打破，都有可能導(dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)生。
3.3其他功能可以活化單核/巨噬細(xì)胞，促進(jìn)TNF-α、一氧化氮(NO)及淋巴毒素β(LT-β)等活性介質(zhì)的產(chǎn)生，及淋巴因子活化殺傷細(xì)胞(LAK)、CTL等細(xì)胞的形成，使得NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性增強(qiáng)，進(jìn)而加強(qiáng)了機(jī)體清除病原體及殺傷腫瘤細(xì)胞的作用[11]。
4IL-12與常見自身免疫性疾病
4.1類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoidarthritis，RA)
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種以滑膜組織炎性增生關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行性破壞為主要特征的慢性炎癥性自身免疫性疾病[7，12]，有研究指出，細(xì)胞免疫反應(yīng)被認(rèn)為是RA發(fā)病的關(guān)鍵因素。RA患者關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜液的大量分泌，其分泌的炎癥細(xì)胞以T細(xì)胞為主，Th1細(xì)胞過量表達(dá)并分泌Th1型細(xì)胞因子，而過量的Th1細(xì)胞能刺激IFN-γ產(chǎn)生，引起患者關(guān)節(jié)滑膜局部慢性炎癥和基質(zhì)破壞，同時(shí)在一定程度上還抑制了Th2細(xì)胞的表達(dá)，導(dǎo)致Th2細(xì)胞表達(dá)缺陷，從而引起“Th1/Th2”功能平衡失調(diào)，這是導(dǎo)致RA發(fā)生的關(guān)鍵因素[13]。早期的證據(jù)表明，RA患者病情靜止期的外周血單個(gè)核細(xì)胞上清液中IL-12水平高于健康對照人群，但在活動(dòng)期又會(huì)明顯高于靜止期，這就提示了IL-12不僅參與RA的發(fā)病過程，還與其疾病活動(dòng)度密切相關(guān)[14]。
4.2銀屑病(Psoriasis)銀屑病是一種在各種環(huán)境因素刺激下由遺傳背景控制的免疫失衡性疾病，盡管致病機(jī)制尚不清楚，但是T淋巴細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞的相互作用似乎是其免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵，而IL-12是參與T淋巴細(xì)胞免疫活動(dòng)的重要細(xì)胞因子。經(jīng)研究證實(shí)，IL-12與其發(fā)病密切相關(guān)[15-17]，Rosmarin等[18]通過分析IL-12的結(jié)構(gòu)、受體和功能來了解IL-l2血清水平的變化情況，銀屑病患者血清中IL-12水平高于正常人，并與其病情嚴(yán)重程度相關(guān)，從而掌握了IL-12治療銀屑病以及參與自身免疫性疾病病理過程的有力證據(jù)[19]，更有研究者通過免疫學(xué)的深入研究提出了，由于Th1/Th2模式的失衡而出現(xiàn)“免疫偏斜”，從而導(dǎo)致銀屑病的發(fā)生[20]。
4.3系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemiclupuserythematosus，SLE)系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種以多克隆B細(xì)胞高度增殖活化、免疫球蛋白增多和多種自身抗體的生成及細(xì)胞免疫紊亂為特征的自身免疫性疾病[21]。許多研究已證實(shí)SLE病人存在體內(nèi)細(xì)胞因子異常的情況，這些細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)失衡將導(dǎo)致免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能失調(diào)，從而引起機(jī)體免疫疾病的發(fā)生[22]。近年來，有研究[23]發(fā)現(xiàn)，Th1/Th2細(xì)胞亞群及細(xì)胞因子在其發(fā)病中發(fā)揮著重要作用，與正常人相比，SLE患者血清IL-12的水平較低，存在Th1細(xì)胞表達(dá)量下降，而Th2細(xì)胞則相對占優(yōu)勢的現(xiàn)象，這與其上游調(diào)控因子及其受體間的平衡紊亂有關(guān)。經(jīng)臨床試驗(yàn)的證實(shí)，SLE患者的血清中IL-12及IL-12p40的水平也低于正常人群。另有研究[24]表明，IL12表達(dá)水平與SLE疾病活動(dòng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，IL-l2水平越高，則活動(dòng)度評(píng)分越低，因此，有資料提示可將IL-12水平作為評(píng)價(jià)SLE患者病情活動(dòng)度的參考指標(biāo)。
4.4強(qiáng)直性脊柱炎(ankylosingspondylitis，AS)強(qiáng)直性脊柱炎是一種慢性自身免疫炎癥性疾病，主要累及脊椎、中軸關(guān)節(jié)，發(fā)病機(jī)制尚不明確。有研究指出[25]，機(jī)體的免疫功能異常，特別T細(xì)胞的免疫功能異常與其發(fā)病相關(guān)。課題組[26，27]對AS中血清Th1、Th2相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)水平進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示AS患者體內(nèi)的Th1與Th2細(xì)胞存在著平衡失調(diào)，而患者血清中IL-6、IL-17及IL-23三種細(xì)胞因子水平與對照組相比顯著增加，提示Th17與Treg細(xì)胞的失衡引起機(jī)體免疫功能紊亂，加速了疾病的發(fā)生和發(fā)展。陳淑增等[28]認(rèn)為AS患者存在Th17/Treg/Th1細(xì)胞平衡失調(diào)，研究指出，IL-12在維持這個(gè)平衡中起著重要的作用。楊再興等[29]發(fā)現(xiàn)，AS患者血清中IL-12表達(dá)量高于健康對照人群，這提示血清中IL-12濃度的上調(diào)與AS的發(fā)病密切相關(guān)。
4.5克羅恩病(crohn’sdisease，CD)克羅恩病是腸道炎癥性疾病，其病因及發(fā)病機(jī)制至今尚未明確[30]，Th1/Th2平衡失調(diào)一直被認(rèn)為是CD的發(fā)病機(jī)制之一，研究[31]顯示，IL-12與CD發(fā)病相關(guān)，而其作為重要的Th1細(xì)胞極化因子，可促進(jìn)Th1細(xì)胞增殖和分化，上調(diào)IFN-γ的表達(dá)，在調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡反應(yīng)中起重要作用。Mannon等[32]雙盲試驗(yàn)證實(shí)，CD患者疾病嚴(yán)重程度與大量Th1細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞因子活性有關(guān)。Fuss等[33]研究發(fā)現(xiàn)，CD患者分泌的IL-12p70表達(dá)量較對照組明顯增加。Peters等[34]用逆轉(zhuǎn)錄酶PCR技術(shù)，在CD患者腸道黏膜檢測到大量的IL-12mRNA，由此提示IL-12的水平與CD的發(fā)病密切相關(guān)。
4.6多發(fā)性硬化癥(multiplesclerosis，MS)多發(fā)性硬化癥是一種與遺傳、免疫、環(huán)境、內(nèi)分泌等諸多因素有關(guān)的一種自身免疫性疾病，發(fā)病機(jī)理尚不完全清楚[35，36]。盡管如此，IL-12已被認(rèn)為是治療幾種細(xì)胞內(nèi)病原體的Th1細(xì)胞因子佐劑，能誘導(dǎo)Th1細(xì)胞應(yīng)答一些自身免疫性疾病。藥物試驗(yàn)證實(shí)[37]，之所以能有效的抑制p40亞基在IL-12中的作用，是因?yàn)樗幬锬苈?lián)合IL-12刺激Th1細(xì)胞反應(yīng)。另外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明[38]，敲除IL-12p40亞基的基因敲除鼠更易誘發(fā)疾病。
4.7其他相關(guān)自身免疫性疾病IL-12作為NK細(xì)胞刺激因子，具有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)作用，已知它在Th1細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病，尤其是器官特異的自身免疫性疾病中發(fā)揮重大作用。目前研究[39，40]也表明，IL-12在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦炎(EAE)、胰島素依賴型糖尿病(IDDM)及膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎(CIA)等器官特異的自身免疫性疾病中起關(guān)鍵作用。鑒于自身免疫性疾病往往有著相似的遺傳易感或免疫機(jī)制，而多種自身免疫性疾病也存在著共同的易感基因基礎(chǔ)[41，42]，因此，與IL-12相關(guān)的自身免疫性疾病的深入研究尤應(yīng)引起重視。
5展望
綜上所述，IL-12作為效應(yīng)最強(qiáng)的NK細(xì)胞激活因子和T細(xì)胞增殖的輔助因子，在細(xì)胞免疫應(yīng)答過程中，尤其是在病原體侵入機(jī)體的早期免疫，發(fā)揮著十分重要的作用。隨著IL-12在常見的自身免疫性疾病研究中不斷展開，也使得它在自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)制中的作用日益成為人們研究的熱點(diǎn)。今后隨著對其作用機(jī)制的進(jìn)一步深入研究與探討，IL-12及其受體可能為闡明自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制及臨床治療帶來新的希望。——論文作者：張立1，2，王迎新1，2，楊婷3，王靜3，潘發(fā)明3
