趙 慧，王 亮，馬秀敏，丁劍冰*

(新疆醫(yī)科大學(xué)1.第一附屬醫(yī)院省部共建國家重點實驗室培育基地新疆重大疾病醫(yī)學(xué)重點實驗室;2.第一附屬醫(yī)院檢驗科;3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，新疆烏魯木齊830011)

Tim－3及其配體Galectin－9與病毒感染的關(guān)系

趙 慧1，王 亮2，馬秀敏3，丁劍冰3*

(新疆醫(yī)科大學(xué)1.第一附屬醫(yī)院省部共建國家重點實驗室培育基地新疆重大疾病醫(yī)學(xué)重點實驗室;2.第一附屬醫(yī)院檢驗科;3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，新疆烏魯木齊830011)

T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白3(Tim-3)基因是Tim家族成員，與其配體半乳凝素-9(Galectin-9)結(jié)合可顯著抑制T細(xì)胞的活化和增殖，并調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá)和分泌。Tim-3/Galectin-9參與免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)及抗病毒免疫反應(yīng)，阻斷此通路可促進(jìn)CD8+T細(xì)胞應(yīng)答和對病毒的控制。因此，Tim-3/Galectin-9通路可能與病毒感染慢性化有關(guān)。本文對Tim-3及其配體的生物學(xué)特性、功能及在病毒感染中的研究近況進(jìn)行綜述。

Tim-3;Galectin-9;病毒感染

在抗病毒免疫中，有效而強大的T細(xì)胞免疫應(yīng)答是清除病毒的關(guān)鍵，病毒感染的持續(xù)和慢性化常常是由于效應(yīng)和記憶T細(xì)胞的功能缺陷所致。而多數(shù)情況下，T細(xì)胞活化需要至少雙信號刺激。其中，有效的第2刺激信號就是非抗原特異性的共刺激信號。共刺激分子不僅有提供正性共刺激信號的分子也有提供負(fù)性共刺激信號的分子，如細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4，CTLA-4)、程序性死亡分子 1(programmed death-1，PD-1)和B、T淋巴細(xì)胞弱化因子(BandT lymphocyte attenuator，BTLA)。含 T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白結(jié)構(gòu)域的分子3(T cell immunoglobulin and mucin domain containing molecule-3，Tim-3)為新近發(fā)現(xiàn)的負(fù)性共刺激分子，通過抑制T細(xì)胞的活化和增殖來負(fù)調(diào)控免疫應(yīng)答，并在病毒感染中發(fā)揮重要作用。本文對Tim-3及其配體半乳凝素-9(Galectin-9)的生物學(xué)特性、功能及在病毒感染中的研究近況作一綜述。

1 Tim-3的生物學(xué)特性和功能

Tim-3是Tim家族的成員，被證實是對免疫應(yīng)答具有抑制性調(diào)節(jié)作用的分子，對T細(xì)胞的細(xì)胞凋亡和免疫耐受進(jìn)行調(diào)節(jié)［1］。小鼠Tim-3基因位于第11號染色體上，全長為1 015個堿基，由281個氨基酸組成。人類Tim-3基因位于第5號染色體上，全長為1 116個堿基，由301個氨基酸組成的I型膜蛋白。其胞外部分包括1個富含半胱氨酸的Ig樣區(qū)域和一個黏蛋白區(qū)域，Ig樣區(qū)包括4個保守的半胱氨酸，黏蛋白區(qū)富含蘇氨酸、絲氨酸和脯氨酸。Tim-3膜蛋白特異性地表達(dá)于活化的Th1細(xì)胞表面，受Th1的特異性轉(zhuǎn)錄因子T-bet的調(diào)節(jié)［2］，是區(qū)分Th1和Th2細(xì)胞的表面標(biāo)記分子。Tim-3同樣表達(dá)于固有免疫細(xì)胞，如樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)，可能對促進(jìn)固有免疫應(yīng)答具有一定作用。Sui等［3］證明隨著DC的成熟和分化，其Tim-3mRNA的表達(dá)水平逐漸降低，說明Tim-3的功能有可能是通過DC等其他細(xì)胞來完成。

2 配體Galectin-9

Galectin-9是 Tim-3的配體，屬于半乳凝素家族，Galectins(半乳糖凝集素)即β-半乳糖苷結(jié)合蛋白，現(xiàn)有14種亞型，均含特征性的氨基酸序列。由大約130個高度保守的氨基酸序列組成糖識別結(jié)構(gòu)域。Galectin-9由2個串聯(lián)的糖識別結(jié)構(gòu)域(CRD)通過一條肽鏈相連，相對分子質(zhì)量為36 ku，具有β-半乳糖結(jié)合活性。與其他Galectins相似，Galectin-9具有調(diào)節(jié)生物學(xué)功能的多樣性，如細(xì)胞的聚集與黏附、腫瘤細(xì)胞的凋亡等［4］。在發(fā)生過度免疫應(yīng)答中，Galectin-9可誘導(dǎo)免疫耐受。人類Galectin-9通過活化半胱天冬酶-1(caspase-1)途徑誘導(dǎo)T細(xì)胞調(diào)亡，而caspase-8、caspase-9和caspase-10并沒有參與其中［5］。

3 Tim-3/Galectin-9的相互作用及與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的關(guān)系

Tim-3/Galectin-9信號通路的活化可抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞［6］，產(chǎn)生抑制信號導(dǎo)致 Th1細(xì)胞凋亡和抑制Th1型免疫，在調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的動態(tài)平衡和炎性反應(yīng)中起著重要的作用。目前，Tim-3/Galectin-9信號通路可通過至少兩種機制調(diào)節(jié)Th1型免疫應(yīng)答:直接機制是引發(fā)Th1細(xì)胞死亡;間接機制是通過抑制 CD11b+Ly-6G+細(xì)胞的產(chǎn)生［7］。Tim-3的兩個配體Tim-3L和Galectin-9都表達(dá)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞上，Tim-3能夠通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞阻止浸潤性Th1細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫應(yīng)答和異常免疫應(yīng)答［8］。體外用 Tim-3抗體阻斷 Tim-3/Galectin-9通路可明顯抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的抑制活性，并增加Th1細(xì)胞因子的水平。體內(nèi)阻斷Tim-3/Galectin-9通路，會減少調(diào)節(jié)性T細(xì)胞誘導(dǎo)的異源性皮膚移植存活期的延長，表明Tim-3/Galectin-9通路參與了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的作用［9］。

4 Tim-3/Galectin-9與病毒感染

研究發(fā)現(xiàn)HIV感染者的Tim-3+CD8+T細(xì)胞數(shù)量增加，Tim-3表達(dá)水平與HIV載量呈正相關(guān)，與CD4+T細(xì)胞數(shù)量呈負(fù)相關(guān)［10］。在慢性HCV感染中，CD4+和 CD8+T 細(xì)胞的 Tim-3 表達(dá)均增加［11］。HIV與HCV特異性CD8+T細(xì)胞因過度表達(dá)Tim-3均出現(xiàn)功能損壞，阻斷Tim-3信號通路可恢復(fù)相關(guān)特異性CD8+T細(xì)胞增殖及細(xì)胞因子IFN-γ的產(chǎn)生［10－11］。因此，Tim-3可能是修復(fù) HIV 與 HCV 相關(guān)T細(xì)胞功能損害的一個新靶點。但與HIV特異性CD8+T細(xì)胞相比，HCV特異性 CD8+T細(xì)胞Tim-3/PD-1數(shù)量更多，HCV特異性 CD8+T細(xì)胞Tim-3/PD-1的共同表達(dá)與肝臟惡化呈正相關(guān)(圖1)。單獨阻斷Tim-3或者單獨阻斷PD-1都可以恢復(fù)感染者血液中HIV或HCV特異性CD8+T細(xì)胞的增殖［12］。

圖1 HCV/HIV感染中Tim-3的表達(dá)Fig 1 The expression of Tim-3 in HCV/HIV infection

HBV感染小鼠模型中發(fā)現(xiàn)從感染第7～18天，Tim-3在肝臟T細(xì)胞，尤其是CD8+T細(xì)胞上的表達(dá)顯著增加。提示在HBV感染中，Tim-3對抗病毒T細(xì)胞的應(yīng)答起到調(diào)節(jié)作用［13］。與健康者和脂肪肝(FLD)患者相比，慢性乙型肝炎(CHB)患者外周血中循環(huán)的自然殺傷(NK)細(xì)胞和肝臟浸潤性淋巴細(xì)胞中Tim-3表達(dá)均顯著增加。在轉(zhuǎn)染HBV表達(dá)載體的NK92和HBV轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)分離的NK細(xì)胞中同樣可以檢測出Tim-3表達(dá)量增加。與HepG2和HepG2.2.15細(xì)胞相比，用抗Tim-3的抗體或者Tim-3-FC融合蛋白阻斷Tim-3信號可導(dǎo)致NK92細(xì)胞的細(xì)胞毒性增加，同時可促進(jìn)IFN-γ的產(chǎn)生［14］。

HSV感染后，CD4+T細(xì)胞Tim-3表達(dá)上調(diào)。用單克隆抗體阻斷Tim-3信號可導(dǎo)致更多HSV損害及增加新血管形成，而配體Galectin-9可降低新血管形成，高劑量給予Galectin-9可減少視力損害。因此，Tim-3/Galectin-9通路可誘導(dǎo)降低免疫炎性反應(yīng)［15］。另外，Sehrawat等［16］證明，HSV感染后，病毒特異性CD8+細(xì)胞Tim-3表達(dá)上調(diào)。外生性的Galectin-9可降低CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)對HSV的免疫應(yīng)答，阻礙病毒清除。在體外，Galectin-9可誘導(dǎo)Tim-3+CD8+細(xì)胞凋亡，并且在淋巴器官的表達(dá)增加。與野生型小鼠相比，Galectin-9基因敲除小鼠感染后，CD8+T細(xì)胞對HSV的免疫應(yīng)答顯著增強，病毒載量顯著降低。說明Galectin-9可能會限制CD8+T細(xì)胞的免疫效能。其中的機制一方面Galectin-9對T細(xì)胞效應(yīng)的直接抑制作用，另一方面Galectin-9促進(jìn)了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的應(yīng)答，從而限制了HSV特異性CD8+T細(xì)胞的應(yīng)答。

在急性淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV)和引起鼠脾腫大的弗蘭德病毒(FV)感染時，大部分特異性的效應(yīng)CD8+T細(xì)胞共同表達(dá)Tim-3和PD-1。若在特定階段如FV的啟動/分化階段聯(lián)合阻斷PD-1和Tim-3，可使特異性的效應(yīng)CD8+T細(xì)胞功能恢復(fù)，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的功能及病毒控制［17］。

5 展望

近年來，關(guān)于Tim-3的研究進(jìn)展迅速。在感染及其他免疫病的發(fā)生發(fā)展過程中，Tim-3對Th1/Th2細(xì)胞的平衡關(guān)系起著關(guān)鍵性的作用。尋找特異性表達(dá)于Thl或Th2細(xì)胞上的標(biāo)志不僅對于Th細(xì)胞的分化和功能研究都非常必要，迫使失衡的Thl/Th2細(xì)胞恢復(fù)平衡。Tim-3與其配體Galectin-9的相互作用抑制Thl型免疫應(yīng)答。因此，Tim-3有望成為一種新的免疫調(diào)節(jié)治療的靶分子，為感染性疾病的治療開辟一條新的途徑。

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The relationship between Tim－3 and the ligand Galectin－9 and virus infection

ZHAO Hui1，WANG Liang2，MA Xiu-min3，DING Jian-bing3*

(1.State Key Laboratory Incubation Base of Xinjiang Major Diseases Research，the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University;2.Clinical Laboratory，the 1st Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University;3.College of Preclinical Medicine，Xinjiang Medical University，Urumqi 830011，China)

T cell immunoglobulin-and mucin-domain-containing molecule-3(Tim-3)is one of the Tim family's members，when combined with its ligand，half breast meat-9(coagulants Galectin-9)，it significantly inhibits the activation and proliferation of T cell，regulates the expression and secretion of cytokines．Tim-3/Galectin-9 pathway is prone to participate in the immune response and to regulate the antiviral immune response．Blocking the path can promote the response of CD8+T cell and the virus control．Therefore，there may be a close relationship between Tim-3/Galectin-9 pathway and the chronicity of virus infection．This article provides an explaination about the biological properties and functions of Tim-3 and its ligand，Galectin-9，and about the recent progresses in virus field．

Tim-3;Galectin-9;virus infection

R 392.9

A

1001-6325(2012)09-1095-04

2011－05－31

2011－12－05

國家自然科學(xué)基金(30860263，81060135，81160200，30960358，31160194);新疆醫(yī)科大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(MC2010－10)

*通信作者(corresponding author):djbing002@163．com