柳　麗　周曉鷹

(常州大學制藥與生命科學學院，常州213164)

?

肥大細胞在自身免疫性疾病中的研究進展①

柳麗周曉鷹

(常州大學制藥與生命科學學院，常州213164)

自身免疫性疾病是機體對自身抗原發(fā)生免疫反應產生特異性抗體或致敏淋巴細胞并導致自身組織器官損害的一類疾病，其病因和發(fā)病機制尚不清楚且目前尚無根治性藥物。國內外學者一直致力于探究自身免疫性疾病的發(fā)病機理并積極尋求新的治療靶點。肥大細胞(Mast cells，MCs)曾被視為人體的“哨兵”，在人體對外界的防御和過敏反應中發(fā)揮著重要作用。近年的研究發(fā)現(xiàn)，MCs與自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關[1]。研究表明活化的MCs可通過其釋放的生物活性物質直接或間接地參與自身免疫性疾病的病理過程，并有望成為自身免疫性疾病的治療新靶點[2-4]。

1　肥大細胞的基本生物學特性

MCs是固有免疫細胞的成員之一，來源于骨髓造血干細胞，其前體細胞以不完全成熟的狀態(tài)通過血液循環(huán)遷移到外周組織，并在不同的組織處分化、成熟和定居[5]。MCs主要分布于人體與外界環(huán)境的接觸處，如皮膚、消化道、呼吸道等，構成機體抵抗寄生蟲和微生物感染的屏障。此外，血管、淋巴管、神經(jīng)周圍也多見MCs聚集，MCs在體內的這種分布特點使其得以參與機體的一些病理生理過程，如血管生成、組織重塑、傷口愈合和過度炎癥等[6,7]。

MCs的生存期較長，成熟的MCs在適當?shù)拇碳l件下，仍可以再次進入細胞周期進行增殖。MCs最為熟知的激活方式就是借助其表面的IgE高親合力受體FcεRI與過敏原特異性抗體IgE發(fā)生交聯(lián)，形成IgE/FcεR復合物，從而引起MCs內的信號傳導，釋放活性物質引發(fā)過敏反應[7]。MCs表面還表達c-kit受體，與其配體干細胞生長因子(Stem cell factor，SCF)結合后，可激活c-kit下游的一系列信號，調控MCs的存活、增殖、分化和活化等過程[8]。此外，MCs上還存在著許多其他受體如IgG受體FcγRs、Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)、補體受體、激素受體等，相應的物質與受體結合后也能誘導MCs活化和脫顆粒[6,7,9]。

激活的MCs以脫顆粒的方式釋放出多種活性物質。第一類為預先合成并儲存于顆粒中的介質，包括5-羥色胺、組胺、肝素、蛋白酶等。依據(jù)MCs顆粒中含有的蛋白酶不同，可將其分為T型(MCT)和TC型(MCTC)兩類，MCT含有類胰蛋白酶(tryptase)，主要分布在呼吸道和腸黏膜層，而MCTC則含有tryptase和糜蛋白酶(chymase)，且主要分布在結締組織，如皮膚、結膜、滑膜等。第二類為MCs激活后新合成的脂質介質，如前列腺素(Prostaglandins，PGs)、白三烯(Leukotrienes，LTs)等。第三類則是各種細胞因子、趨化因子和生長因子，如白介素(Interleukins，ILs)、CCL5、CXCL8、腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor，TNF-α)、轉化生長因子β(Transfor ming growth factor，TGF-β)以及血管內皮細胞生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)等。眾多研究表明，MCs除了參與機體的過敏和防御反應，還通過這些顆粒物質激發(fā)、促進、調控機體的免疫反應，參與體內多種自身免疫性疾病的病理過程[10-12]。

2　肥大細胞與自身免疫

自身免性疫疾病與過敏反應有著相似的特征，兩者都是機體免疫系統(tǒng)對抗原過度反應的結果，不同的是自身免疫針對的是內源性抗原。MCs一直被認為是過敏反應的主要效應細胞，而現(xiàn)如今的研究表明MCs還參與了多種自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展過程，包括類風濕性關節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)、多發(fā)性硬化病(Multiple sclerosis，MS)、大皰性類天皰瘡(Bullous pemphigoid，BP)、1型糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)等[13-16]。

MCs在自身免疫性疾病中的激活機制尚不完全明確，可能與MCs的分布和所接受的刺激有關，但MCs參與自身免疫損傷的過程基本相似。活化的MCs通過細胞間相互作用或釋放相關活性物質招募、激活和調控其他免疫細胞，共同構成局部的炎癥微環(huán)境，啟動和放大自身免疫過程[12]。MCs可通過ILs、LTs 、TNF-α等細胞因子招募效應T細胞，也可以促進內皮細胞表達多種黏附分子誘導T細胞遷移，MCs還能以APC的形式激活效應T細胞并誘導其分化[1,3]。調節(jié)性T細胞(T regulatory cell，Treg)和Th17細胞也是近年來自身免疫性疾病中的研究熱點，前者可以阻止自身反應性T細胞的活化維持機體免疫耐受，后者則主要介導和放大炎性反應，兩者在功能上相互拮抗，共同維持免疫狀態(tài)的穩(wěn)定。研究表明MCs參與了這兩類細胞的平衡調控。MCs可通過OX40L-OX40抑制Treg的功能，降低效應T細胞對Treg的敏感性，MCs產生的IL-6、TNF等可誘導CD4+T細胞分化成Th17，MCs來源的細胞因子甚至還可以將Treg轉化成Th17[1,4]。MCs與B細胞的相互作用則主要通過其產生的B細胞調節(jié)分子和Ig受體完成，其中IgG受體FcγRs在RA、BP、SLE的發(fā)病中具有至關重要的作用[17]。MCs及其產物同樣也能夠募集中性粒細胞、調控樹突狀細胞的成熟、遷移和功能[3,18]。MCs甚至還能與大腦中同樣分布于血管神經(jīng)周圍的星形膠質細胞相互作用，從而影響血腦屏障的通透性和中樞性神經(jīng)遞質的釋放及代謝過程[14,19]。

3　肥大細胞與自身免疫性疾病

3.1肥大細胞與RARA是一種以關節(jié)滑膜炎癥為主的慢性自身免疫性疾病。MCs在正常人體關節(jié)中僅有少量分布，而RA患者滑膜中的MCs數(shù)量可增加至正常的6～25倍，其滑膜液中高水平的組胺和tryptase更表征了MCs的活化狀態(tài)。且有研究表明MCs缺陷鼠系W/Wv和SI/SId可抵抗自身抗體誘導關節(jié)炎的發(fā)生，但在過繼輸注健康小鼠的肥大細胞后關節(jié)炎的發(fā)生恢復正常[20]。因此可以確定MCs對RA的發(fā)病及病情進展至關重要。MCs在RA中主要由IgG/FcγR、補體、SCF/c-kit等途徑介導激活，活化的MCs以脫顆粒的形式釋放大量生物活性物質，并募集、激活其他細胞，共同參與RA的關節(jié)炎癥和組織損傷[21]。此外， MCs可通過多種因子(如tryptase、肝素、VEGF等)促進血管新生，從而形成并維持 RA特征性病理結構——血管翳[21]。近期的研究發(fā)現(xiàn)，MCs還是人滑膜液中IL-17的主要來源，后者是RA病理進程中的重要炎癥因子[22]。MCs產生的tryptase、chymase、MMPs可直接降解骨基質，肝素、IL-6和TNF-α則促進破骨細胞的分化和活化[13]。滑膜成纖維細胞(Synovial fibroblasts，SFs)腫瘤樣的過度增殖也是RA最重要的病理特征。MCs可通過多種可溶性蛋白質與SFs發(fā)生相互作用，促進SFs增殖抑制其凋亡。反之，SFs則通過產生SCF作用于MCs表面的c-kit受體促進MCs趨化、增殖和活化。MCs與SFs之間形成一個閉合環(huán)路加速RA的病理進程[23]?，F(xiàn)如今，MCs已經(jīng)成為抗風濕治療的潛在靶點。

3.2肥大細胞與MSMS是一種由效應性T細胞介導以中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行性脫髓鞘病變?yōu)橹饕卣鞯淖陨砻庖咝约膊　嶒炐宰儜B(tài)反應性腦脊髓炎(Experimental allergy encephalomyelitis，EAE)是研究MS的常用動物模型。MS的主要病理過程是血腦屏障破壞、大量炎細胞浸潤，從而引起神經(jīng)髓鞘損傷最終導致神經(jīng)系統(tǒng)功能的喪失。MCs參與MS的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷早在一百多年前就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，后續(xù)的若干研究進一步證實MCs與MS的發(fā)病及嚴重程度密切相關。MS患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的脫髓鞘部位可見大量MCs浸潤，且患者腦脊液中也檢測到了高水平的tryptase及組胺和FcεRI的mRNAs[14,24]。EAE動物模型中也觀察到類似現(xiàn)象，且預先給予MCs膜穩(wěn)定劑可顯著減輕EAE癥狀[14,24]。Secor等[25]研究發(fā)現(xiàn)MCs缺陷鼠W/Wv的EAE發(fā)生率低、癥狀輕，但在接受正常鼠骨髓源性肥大細胞(Bone marrow-derived mast cells，BMMCs)移植后EAE的發(fā)生率與正常鼠無差異。MCs在MS中的激活途徑尚不明確。然而，活化的MCs通過其釋放的炎癥介質和趨化因子可募集中性粒細胞、DC、T細胞等，進一步放大炎癥反應。MCs產生的血管活性物質則進一步增加血腦屏障的通透性，為炎細胞進入中樞提供便利。體外研究還發(fā)現(xiàn)，MCs可與髓鞘蛋白發(fā)生相互作用，前者通過蛋白酶降解后者，后者又可以刺激前者脫顆粒[1]。

3.3肥大細胞與BPBP是以表皮下水皰為主要臨床表現(xiàn)的自身免疫性皮膚病，患者體內可檢測到抗BP抗原(BP230和BP180，由表皮基底細胞產生)的自身抗體。研究表明，MCs參與了BP的病理過程，BP患者的皮損部位可見大量MCs浸潤、大皰液中也檢測出高水平的MCs脫顆粒產物(組胺、趨化因子、蛋白酶等)[15,26]。已知BP的發(fā)病依賴于中性粒細胞聚集和補體激活。給正常鼠皮內注射anti-BP180 IgG后可見其皮內大量MCs脫顆粒，且這一現(xiàn)象發(fā)生于中性粒細胞浸潤和皮膚損害之前。反之，在MCs缺陷的W/Wv鼠或預先給予MCs膜穩(wěn)定劑的正常鼠中BP的發(fā)生率顯著降低、皮內中性粒細胞集聚現(xiàn)象和皮損癥狀也明顯減輕[26]。

3.4肥大細胞與其他自身免疫性疾病1型糖尿病也是與自身免疫相關的疾病，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)c-kit受體激活的MCs可能參與了1型糖尿病的發(fā)病過程，但具體機制還不明確[4]。另有報道MCs可能也參與了慢性炎癥性腸病(Crohn′s病和潰瘍性結腸炎)的免疫反應過程[27]。

4　自身免疫性疾病的靶向MCs治療

鑒于MCs在自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展過程中處于核心地位，MCs有望成為此類疾病的治療新靶點。針對其生物學特點，目前可以靶向MCs的治療策略有：抑制MCs增殖、誘導MCs凋亡、穩(wěn)定MCs膜、抑制MCs活化及脫顆粒、拮抗MCs活性產物等。色甘酸鈉作為經(jīng)典的MCs膜穩(wěn)定劑一直用于過敏性疾病的預防給藥，雖然研究證實MCs膜穩(wěn)定劑可以降低RA、EAE、BP等疾病模型的發(fā)病率，但相關臨床研究尚未見報道[23,25,26]。目前自身免疫性疾病的靶向MCs藥物中研究最為深入的是一種小分子的酪氨酸激酶抑制劑——抗腫瘤藥伊馬替尼。伊馬替尼兼具對SCF和c-kit的雙重抑制，對MCs的增殖、分化、活化等過程都具有很好的調控作用。Juurikivi等[28]體外培養(yǎng)RA患者的滑膜組織發(fā)現(xiàn)，伊馬替尼可通過抑制c-kit酪氨酸激酶活性誘導MCs凋亡、減少其激活、減輕滑膜炎癥反應。在動物實驗中，伊馬替尼也可明顯減輕膠原誘導關節(jié)炎的癥狀、減少骨破壞[29]。此外，伊馬替尼在MS的臨床研究中也取得了預期的療效[30]。

5　結語

綜上所述，MCs參與了多種自身免疫性疾病的發(fā)病過程，甚至對疾病的發(fā)生發(fā)展起到?jīng)Q定性作用，部分靶向MCs的治療也已取得較好的療效。然而，MCs參與自身免疫性疾病的病理生理學機制還需要進一步深入探討，靶向MCs治療的安全性和有效性也還需要大量的臨床研究進一步驗證。

[1]Walker ME,Hatfield JK,Brown MA.New insights into the role of mast cells in autoimmunity:evidence for a common mechanism of action? [J].Biochim Biophys Acta,2012,1822(1):57-65.

[2]Rodewald HR,Feyerabend TB.Wide spread immunological functions of mast cells:fact or fiction? [J] .Immunity,2012,37:13-24.

[3]Rao KN,Brown MA.Mast cells:multifaceted immune cells with diverse roles in health and disease [J].Ann NY Acad Sci,2008,1143:83-104.

[4]Xu Y,Chen G.Mast Cell and Autoimmune Diseases [J].Mediators Inflamm,2015,2015：246126.

[5]Okayama Y,Kawakami T.Development,migration,and survival of mast cells [J].Immunol Res,2006,34:97-115.

[6]Kalesnikoff J,Galli SJ.New developments in mast cell biology [J].Nat Immunol,2008,9:1215-1223.

[7]Anand P,Singh B,Jaggi AS,etal.Mast cells:an expanding pathophysiological role from allergy to other disorders [J].Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol,2012,385(7):657-670.

[8]El-Agamy DS.Targeting c-kit in the therapy of mast cell disorders:current update [J].Eur J Pharmacol,2012,690:1-3.

[9]Da Silva EZM,Jamur MC,Oliver C.Mast cell function:a new vision of an old cell [J].J Histochem Cytochem,2014,62(10):698-738.

[10]Eller K,Rosenkranz AR.Mast Cells:Subordinates or Master minds in Autoimmunity? [J].J Am Soc Nephro,2012,123:1913-1914.

[11]Rottem M,Mekori YA.Mast cells and autoimmunity [J].Autoimmu Rev,2005,4(1):21-27.

[12]Reber LL,Frossard N.Targeting mast cells in inflammatory diseases[J].Pharmacol Ther,2014,142:416-435.

[13]Maruotti N,Crivellato E,Cantatore FP,etal.Mast cells in rheumatoid arthritis [J].Clin Rheumatol,2007,26:1-4.

[14]Costanza M,Colombo MP,Pedotti R.Mast cells in the pathogenesis of multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis [J].Int J Mol Sci,2012,13(11):15107-15125.

[15]D′Auria L,Pietravalle M,Cordiali-Fei P,etal.Increased tryptase and myeloperoxidase levels in blister fluids of patients with bullous pemphigoid:correlations with cytokines,adhesion molecules and anti-basement membrane zone antibodies [J].Exp Dermatol,2000,9:131-137.

[16]Geoffrey R,Jia S,Kwitek AE,etal.Evidence of a functional role for mast cells in the development of type 1 diabetes mellitus in the biobreeding rat [J].J Immunol,2006,177(10):7275-7286.

[17]Sayed BA,Christy A,Quirion MR,etal.The master switch:the role of mast cells in autoimmunity and tolerance [J].Annu Rev Immunol,2008,26:705-739.

[18]Skokos D,Botros HG,Demeure C,etal.Mast cell-derived exosomes induce phenotypic and functional maturation of dendritic cells and elicit specific immune responses in vivo [J].J Immunol,2003,170(6):3037-3045.

[19]Kim DY,Jeoung D,Ro JY.Signaling pathways in the activation of mast cells cocultured with astrocytes and colocalization of both cells in experimental allergic encephalomyelitis [J].J Immunol,2010,185:273-283.

[20]Lee DM,Friend DS,Gurish MF,etal.Mast cells:a cellular link between autoantibodies and inflammatory arthritis [J].Science,2002,297:1689-1692.

[21]李春,穆榮.肥大細胞在類風濕關節(jié)炎中的致病機制及研究新進展[J].中華風濕病學雜志,2011,15(5):351-353.

[22]Hueber AJ,Asquith DL,Miller AM,etal.Mast cells express IL-17A in rheumatoid arthritis synovium [J].J Immunol,2010,184:3336-3340.

[23]Eklund KK.Mast cells in the pathogenesis of rheumatic diseases and as potential targets for anti-rheumatic therapy [J].Immunol Rev,2007,217:38-52.

[24]Zappulla JP,Arock M,Mars LT,etal.Mast cells:new targets for multiple sclerosis therapy? [J].J Neuroimmunol,2002,131(1-2):5-20.

[25]Secor VH,Secor WE,Gutekunst CA,etal.Mast cells are essential for early onset and severe disease in a murine model of multiple sclerosis [J].J Exp Med,2000,191:813-822.

[26]Navi D,Saegusa J,Liu FT.Mast cells and immunological skin diseases [J].Clin Rev Allergy Immunol,2007,33(1-2):144-155.

[27]Frenzel L,Hermine O.Mast cells and inflammation [J].Joint Bone Spine,2013,80:141-145.

[28]Juurikivi A,Sandler C,Lindstedt KA,etal.Inhibition of c-kit tyrosine kinase by imatinib mesylate induces apoptosis in mast cells in rheumatoid synovia:a potential approach to the treatment of arthritis [J].Ann Rheum Dis,2005,64(8):1126-1131.

[29]Ando W,Hashimoto J,Nampei A,etal.Imatinib mesylate inhibits osteoclastogenesis and joint destruction in rats with collagen-induced arthritis(CIA) [J].J Bone miner Metab,2006,24(4):274-82.

[30]Azizi G,Mirshafiey A.Imatinib mesylate:an innovation in treatment of autoimmune diseases [J].Recent Pat Inflamm Allergy Drug Discov,2013,7(3):259-267.

[收稿2015-08-20修回2015-10-20]

(編輯張曉舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.09.033

柳麗(1979年 - )，女，博士，講師，主要從事抗炎免疫藥理學研究，E-mail: liulily@cczu.edu.cn。

及指導教師：周曉鷹(1957年 - )，女，博士，教授，主要從事炎癥免疫性疾病的機制研究，E-mail: xiaoyingzhou@cczu.edu.cn。

R392

A

1000-484X(2016)09-1387-04

①本文受江蘇省高校自然科學研究面上項目(15KJB360001)資助。