焦俊玥,俞倩麗,施昌飄,張江松,姜碩,林咸明

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樹突狀細胞在天灸發(fā)泡免疫調(diào)節(jié)中的作用探討

焦俊玥,俞倩麗,施昌飄,張江松,姜碩,林咸明

(浙江中醫(yī)藥大學第三臨床醫(yī)學院,杭州 310053)

天灸發(fā)泡作為中醫(yī)經(jīng)典的外治法,對哮喘、類風濕關節(jié)炎等免疫紊亂疾病具有較滿意的療效,也反映了該療法具有一定的免疫調(diào)節(jié)效應。皮膚免疫系統(tǒng)在皮膚受到刺激時能激活人體固有免疫或獲得性免疫,其中樹突狀細胞(dendritic cell,DC)是獲得性免疫相關的主要細胞。該文從DC的分類和作用,特別是天灸發(fā)泡后局部皮膚DC的分化、遷移和成熟等角度,探討天灸發(fā)泡后局部皮膚中DC發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的可能作用途徑,為天灸發(fā)泡局部皮膚免疫調(diào)節(jié)機制研究提供參考。

天灸;發(fā)泡療法;免疫系統(tǒng);樹突狀細胞;免疫調(diào)節(jié)機制

天灸發(fā)泡是中醫(yī)外治法中的一種,常使用辛溫發(fā)散、對皮膚刺激較強、具有“引赤發(fā)泡”作用的中藥,制作成膏劑或酊劑之類,貼于穴位或患處,使皮膚局部潮紅、充血,自覺燒灼,甚至起泡而起到治療作用。天灸發(fā)泡法,又稱“發(fā)泡灸”,對治療過敏性鼻炎、哮喘、關節(jié)炎等免疫紊亂疾病療效顯著,但天灸發(fā)泡作用于局部皮膚的療效機制有待進一步研究?！捌つw免疫系統(tǒng)”(skin immune system,SIS)描述了皮膚中產(chǎn)生免疫應答相關細胞相互作用的復雜性,說明皮膚除了物理屏障外也具有免疫屏障,是具有特異性免疫的器官,其中樹突狀細胞(dendritic cell,DC)是一種重要的專職抗原呈遞細胞,DC與其亞型在SIS中與獲得性免疫相關[1],又因天灸發(fā)泡作用于局部皮膚,故本文將對DC在天灸發(fā)泡免疫調(diào)節(jié)中的作用進行探討。

1 天灸發(fā)泡局部皮膚變化

斑蝥是天灸發(fā)泡的常用藥物,使用斑蝥天灸發(fā)泡皮膚會首先出現(xiàn)發(fā)紅、灼熱等刺激感,而后皮膚出現(xiàn)大小不等的水泡,從而產(chǎn)生療效。天灸發(fā)泡作用于局部皮膚淺層,皮膚中DC主要位于表皮層與真皮層,天灸發(fā)泡可能影響局部皮膚DC變化。斑蝥素溶解發(fā)泡模型的人體研究顯示,24 h前,泡液以中性粒細胞為主,隨時間變化,24 h開始則以單核巨噬細胞為主,其次是DC,至72 h時,細胞數(shù)量無明顯變化,但有總的下降趨勢[2-3],呈現(xiàn)為在24 h開始的一個由單核細胞介導的恢復期時相變化。局部泡液和外周血的總變化趨勢具有一致性,中性粒細胞、單核細胞、DC比生理狀態(tài)明顯增多,皮膚有典型的紅腫熱痛的炎癥表現(xiàn)[4],說明天灸發(fā)泡的治療作用可能是處于局部皮膚炎癥狀態(tài)下產(chǎn)生的自身免疫應答。鄒曉軍等[5]使用斑蝥酊發(fā)泡研究發(fā)現(xiàn),泡液中主要成分也是中性粒細胞、單核細胞、DC,與外周血相比變化最顯著的是DC,其含量是外周血中的3～10倍,其中CD11c﹢DC是外周血的7.6倍,CD123﹢DC是外周血的2.8倍,說明天灸發(fā)泡可能通過促進皮膚局部DC的募集和分化成熟而起到免疫調(diào)節(jié)作用。

2 皮膚免疫系統(tǒng)中樹突狀細胞的特點及作用

2.1 皮膚免疫系統(tǒng)

SIS表現(xiàn)為皮膚免疫應答相關細胞的復雜相互作用,在皮膚穩(wěn)態(tài)和受到刺激時能促使皮膚啟動人體固有免疫和獲得性免疫。皮膚內(nèi)細胞除淋巴結組織外都屬于SIS,其主要作用細胞分為兩大類,固有免疫相關細胞和獲得性免疫相關細胞,主要與固有免疫相關的細胞有肥大細胞、組織巨噬細胞、單核細胞、角朊細胞,主要與獲得性免疫相關的細胞有朗格漢斯細胞(langerhans cell,LC)、組織DC、T細胞、內(nèi)皮細胞[1,6]。其中LC是特殊的DC,故皮膚局部的獲得性免疫調(diào)節(jié)與DC密切相關。

2.2 局部皮膚中樹突狀細胞的特點及作用

DC是唯一能直接激活初始T細胞的APC,是獲得性免疫和固有免疫的橋梁,未成熟DC具有很強的遷移能力,能攝取抗原遷移至淋巴結,受刺激時DC成熟高表達經(jīng)典的MHCⅡ類分子,遞呈抗原并激活幼稚T細胞,促進T細胞免疫調(diào)節(jié)作用[7]。根據(jù)現(xiàn)有研究,筆者將局部皮膚中DC根據(jù)來源歸納分為三大類,經(jīng)典或傳統(tǒng)骨髓來源的樹突狀細胞(conventional DC,cDC)、漿細胞樣樹突狀細胞(plasmacytoid DC,pDC)和來源于單核巨噬細胞系統(tǒng)的單核細胞來源的樹突狀細胞(monocyte-derived DC,moDC)[8]。cDC和pDC在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下產(chǎn)生,參與免疫耐受、獲得性免疫或固有免疫,而moDC主要在炎癥條件下產(chǎn)生參與炎癥狀態(tài)免疫應答[9]。

皮膚受刺激時,局部皮膚DC作用主要也是激活T細胞進行相關免疫調(diào)節(jié),但皮膚中DC還能調(diào)控局部皮膚角朊細胞和成纖維細胞,促進受刺激的局部皮膚提高抗菌能力和傷口愈合能力。穩(wěn)態(tài)皮膚中cDC在表皮有分部,并在表皮與真皮交界處的真皮淺層形成細胞網(wǎng),向真皮深層逐漸減少[10],而pDC和moDC一般存在于血循環(huán)中,當局部皮膚受到刺激后pDC和moDC會遷移至受刺激皮膚局部進行免疫調(diào)節(jié)作用,同時定居在局部皮膚的cDC亦會直接進行免疫調(diào)節(jié)作用。有研究表明,人體發(fā)泡液的DC亞型主要是CD11c﹢、CD141﹢、CD123﹢[3,5],CD11c﹢、CD141﹢是cDC的表面標記物, CD123﹢是pDC表面標記物,但轉錄組實驗發(fā)現(xiàn)真皮moDC和cDC特征相似、功能相近[11],兩者難以鑒別,故天灸發(fā)泡起主要免疫調(diào)節(jié)作用的可能是與影響cDC、pDC、moDC有關。

3 天灸發(fā)泡影響局部皮膚樹突狀細胞的可能作用途徑

天灸發(fā)泡后DC遷移至局部肌膚,并分化成熟,啟動相關免疫應答可能是天灸發(fā)泡發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的基本作用機制,盡管DC的免疫調(diào)節(jié)作用機制類似,但其遷移和作用途徑皆有差異,例如真皮cDC遷移通過上調(diào)CCR7,最終定位于濾泡間區(qū)和B細胞小囊下的克隆區(qū),LC則是下調(diào)鈣粘蛋白-E使之與表皮細胞分離,到達深副皮質(zhì)區(qū)的T細胞區(qū)[12-13],天灸發(fā)泡影響的局部皮膚的DC可能通過三大途徑發(fā)揮免疫作用(見圖1)。

3.1 cDC介導的獲得性免疫

cDC在皮膚中因其所在部位不同分為位于真皮的cDC和位于表皮的LC,其中成年小鼠中真皮cDC又分為兩種亞型,XC趨化因子受體1陽性(XCR1﹢)cDC1和CD11b﹢cDC2[14]。

cDC1主要通過DC的共生或共棲物產(chǎn)生特殊的皮膚免疫,皮膚刺激時,通過皮膚附件或可溶性因子獲得表皮共生菌遞呈抗原,在淋巴結內(nèi)激活CD8﹢T細胞,共生特異性的CD8﹢T細胞在淋巴結內(nèi)分泌IL-17,499移至皮膚的CD8﹢T細胞在局部受CD11b﹢DC(這種DC既不是moDC也不是cDC2)分泌的IL-1調(diào)節(jié),促進IL-17分泌,從而提高皮膚局部角朊細胞的抗菌防御能力[15](圖1)。cDC2能受角朊細胞表達的胸腺基質(zhì)淋巴細胞激活產(chǎn)生Th2免疫應答(圖1),且研究表明LC的遷移能力與cDC2相關,說明cDC2同時可能有促進LC募集至皮膚局部的能力,進而促進免疫調(diào)節(jié)[16]。

LC在嚴重炎癥刺激下,LC會由來自血液的Ly-6Chi單核細胞補充[17],雖然LC在炎癥刺激下與moDC同源,但兩者有明顯差異性,LC像肝臟的枯否細胞和大腦的小膠質(zhì)細胞一樣具有組織特異性[11,18]。LC抑制或激活免疫作用由環(huán)境刺激決定[19],非炎癥刺激下,LC通過含有鈣黏蛋白-E的緊密連接固定于角朊細胞上,不具備遷移能力[20],LC受刺激遷移成熟后通過脂質(zhì)類和蛋白類兩類途徑遞呈抗原,前者通過伯貝克顆粒與CD1共同作用,后者以MHCⅡ類分子遞呈抗原,促進T細胞繁殖[21](圖1),誘導效應性免疫進行免疫調(diào)節(jié)。

天灸發(fā)泡可能通過影響cDC中cDC1和LC不斷遷移成熟,從而遞呈抗原激活幼稚T細胞,誘發(fā)獲得性免疫而發(fā)揮細胞免疫作用。由于cDC1主要表達CD103[15],人真皮內(nèi)CD141﹢與鼠CD103﹢細胞作用相當[22],故鼠CD103﹢cDC1作用可能相當于人CD141﹢DC;又因天灸發(fā)泡主要作用于皮膚淺層,人體泡液中DC亞型主要有CD141﹢,故天灸發(fā)泡可能主要影響人體CD141﹢DC與LC發(fā)揮免疫作用。

圖1 天灸發(fā)泡影響局部皮膚樹突狀細胞的可能作用途徑

3.2 pDC介導的固有免疫及獲得性免疫

pDC被認為是介導固有免疫的重要細胞,但近年研究發(fā)現(xiàn)pDC也能促進獲得性免疫[23]。穩(wěn)態(tài)條件下pDC在皮膚中幾乎沒有分布,而是從骨髓直接進入外周血循環(huán),當皮膚受刺激后,pDC能遷移至皮膚內(nèi),釋放干擾素a(INF-a),進而促進DC成熟并遞呈抗原給T細胞,產(chǎn)生Th1、Th17為主的保護性細胞免疫應答,同時分泌成纖維細胞促進傷口的恢復[24](圖1)。pDC可能在天灸發(fā)泡后從外周血募集到局部皮膚,分泌大量Ⅰ型IFN促進固有免疫,并通過Th1、Th17發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用及促進成纖維細胞等生成輔助傷口修復。

3.3 moDC介導的炎癥狀態(tài)下的免疫應答

來源于血液的Ly-6Chi單核細胞,在皮膚炎癥時大量產(chǎn)生moDC,CCR2﹢moDC在CCR5的協(xié)同作用下,通過毛囊區(qū)募集至炎癥皮膚局部[11,25]。病理性炎癥時,moDC會分化成炎癥DC(infDC)主要產(chǎn)生以下三種類cDC的免疫作用,分泌INF-g激活幼稚T細胞促進Th1細胞免疫;誘導Th2細胞免疫應答;激活CD4﹢記憶T細胞產(chǎn)生IL-17、23誘導CD4﹢T細胞分化成Th17,促進Th17型免疫應答[11,25-26](圖1)。天灸發(fā)泡后造成炎癥,可能導致moDC大量增多,促進IFN-g分泌,從而促進Th1和Th17型免疫應答,而發(fā)揮天灸發(fā)泡的免疫調(diào)節(jié)作用。

基于天灸發(fā)泡后局部皮膚DC免疫調(diào)節(jié)作用的研究現(xiàn)狀,筆者認為有以下幾個值得關注的方面,第一,天灸發(fā)泡涉及的皮膚層次及對不同層次的DC的影響,通常認為天灸發(fā)泡造成的皮膚損傷只在表皮層,但發(fā)泡泡液中含有來自真皮的DC表型,如人體中cDC與moDC都表達CD11c﹢,cDC2與pDC表達CD141﹢[27-28],且既往研究對皮膚局部觀察較少。第二,天灸發(fā)泡在治療過敏性疾病時對皮膚DC的影響,cDC和moDC都能促進Th2分泌,而Th2分泌增多功能亢進則是造成過敏性疾病的公認機制,過敏性皮炎時皮膚局部TSLP表達增高而cDC2能和TSLP產(chǎn)生應答促進Th2分化,亦有研究發(fā)現(xiàn)過敏性哮喘的發(fā)作與DC密切相關[29-31],而天灸發(fā)泡治療哮喘療效顯著,有研究表明天灸發(fā)泡能抑制肺部DC表達從而抑制哮喘發(fā)作[32],天灸發(fā)泡可能通過干預DC而起到良性調(diào)節(jié)作用,從而治療過敏性疾病。第三,天灸發(fā)泡法與非發(fā)泡法療效差異是否與影響DC相關,在不同發(fā)泡灸量治療類風濕關節(jié)炎的研究中,使用不同劑量的斑蝥進行鋪灸治療發(fā)現(xiàn),發(fā)泡組療效明顯優(yōu)于非發(fā)泡組,不同的灸量發(fā)泡程度與療效皆有差異,但其作用機制尚不明確[33]。第四,發(fā)泡液中單核細胞增多是否與DC募集和分化成熟有關,單核細胞在一定條件下可以轉化成LC和moDC,發(fā)泡24 h后,發(fā)泡液的成分以單核巨噬細胞為主,且DC大量募集,這一變化是否具有相關性。第五,由于人和鼠的皮膚免疫細胞有差異,例如常用來區(qū)分淋巴與非淋巴來源的CD11b﹢并不能區(qū)分moDC和cDC2[8],用鼠的研究解釋人DC表型及作用可能會有失準確性,并且現(xiàn)有研究的人體發(fā)泡實驗樣本量小,結論是否具有重復性也有待證實。

綜上所述,天灸發(fā)泡對DC的影響顯著,能促進局部皮膚DC的募集與成熟,并可能通過cDC介導的獲得性免疫、pDC介導的固有免疫及獲得性免疫、moDC介導的炎癥狀態(tài)下的免疫應答三大途徑而起到免疫調(diào)節(jié)作用,由于發(fā)泡液中cDC和moDC表面標記物的DC變化最顯著,故主要起免疫調(diào)節(jié)作用的可能是cDC和moDC。天灸發(fā)泡這一作用于體表經(jīng)絡系統(tǒng)的中醫(yī)經(jīng)典外治法,其局部的免疫調(diào)節(jié)啟動機制與針灸和艾灸皆有差別,天灸發(fā)泡的外周與中樞免疫調(diào)節(jié)作用聯(lián)動機制也十分復雜,而DC不僅在局部皮膚和血液中有分布,并且在外周組織中與腦組織內(nèi)皆有分布,但DC又具有遷移能力,故天灸對局部皮膚DC的影響值得進一步深入研究。

[1] Bos JD, Kapsenberg ML. The skin immune system: progress in cutaneous biology[J]., 1993, 14(2):75.

[2] Davidsson L, Bj Rkman L, Christenson K,. A simple skin blister technique for the study of in vivo transmigration of human leukocytes[J]., 2013,393(1-2):8-17.

[3] Jenner W, Motwani M, Veighey K,. Characterisation of leukocytes in a human skin blister model of acute inflammation and resolution[J]., 2014,9(3): e89375.

[4] Maini AA, George MJ, Motwani MP,. A Compar- ison of Human Neutrophils Acquired from Four Experimental Models of Inflammation[J]., 2016,11(10):e165502.

[5] 鄒曉軍,劉惠萍,程濤,等.流式細胞術檢測斑蝥酊劑發(fā)泡液中的成分研究[J].中藥材,2007,30(7):823-825.

[6] Bos JD, Kapsenberg ML. The skin immune system Its cellular constituents and their interactions[J]., 1986,7(7-8):235-240.

[7] 曹雪濤.醫(yī)學免疫學[M].第6版,北京:人民衛(wèi)生出版社,2016.

[8] Worbs T, Hammerschmidt SI, F?rster R. Dendritic cell migration in health and disease[J]., 2017,17(1):30-48.

[9] Devi KSP, Anandasabapathy N. The origin of DCs and capacity for immunologic tolerance in central and peripheral tissues[J]., 2017,39(2): 137-152.

[10] 趙玉銘,金光玉,郭英軍,等.巨噬細胞與樹突狀細胞在正常成人真皮內(nèi)分布形式的研究[J].中國組織化學與細胞化學雜志,2006,15(6):632-637.

[11] Tamoutounour S, Guilliams M, Montanana SF,. Origins and functional specialization of macrophages and of conventional and monocyte-derived dendritic cells in mouse skin[J]., 2013,39(5):925-938.

[12] Kissenpfennig A, Henri S, Dubois B,. Dynamics and function of Langerhans cells in vivo: dermal dendritic cells colonize lymph node areas distinct from slower migrating Langerhans cells[J]., 2005,22(5): 643-654.

[13] Weber M, Hauschild R, Schwarz J,. Interstitial dendritic cell guidance by haptotactic chemokine gradients[J]., 2013,339(6117):328-332.

[14] Schlitzer A, Sivakamasundari V, Chen J,. Identifi- cation of cDC1- and cDC2-committed DC progenitors reveals early lineage priming at the common DC progenitor stage in the bone marrow[J]., 2015,16(7):718-728.

[15] Naik S, Bouladoux N, Linehan JL,. Commensal- dendritic-cell interaction specifies a unique protective skin immune signature[J]., 2015,520(7545): 104-108.

[16] Stutte S, Quast T, Gerbitzki N,. Requirement of CCL17 for CCR7- and CXCR4-dependent migration of cutaneous dendritic cells[J]., 2010,107(19):8736-8741.

[17] Ginhoux F, Tacke F, Angeli V,. Langerhans cells arise from monocytes in vivo[J]., 2006,7 (3):265-273.

[18] Merad M, Ginhoux F, Collin M. Origin, homeostasis and function of Langerhans cells and other langerin- expressing dendritic cells[J]., 2008,8 (12):935-947.

[19] Sixt M, Kanazawa N, Selg M,. The conduit system transports soluble antigens from the afferent lymph to resident dendritic cells in the T cell area of the lymph node[J]., 2005,22(1):19-29.

[20] Bobr A, Igyarto BZ, Haley KM,. Autocrine/ paracrine TGF-beta1 inhibits Langerhans cell migration[J]., 2012,109(26): 10492-10497.

[21] 韓悅.朗格漢斯細胞誘導免疫耐受的作用及機制研究進展[C].第十一屆全國免疫學學術大會摘要匯編,2016.

[22] Haniffa M, Shin A, Bigley V,. Human tissues contain CD141hi cross-presenting dendritic cells with functional homology to mouse CD103+ nonlymphoid dendritic cells[J]., 2012,37(1):60-73.

[23] Magro CM, Momtahen S, Verma S,. Cutaneous myeloid dendritic cell dyscrasia: A cutaneous clonal monocytosis associated with chronic myeloproliferative disorders and peripheral blood monocytosis[J]., 2016,25:85-91.

[24] Conrad C, Meller S, Gilliet M. Plasmacytoid dendritic cells in the skin: to sense or not to sense nucleic acids[J]., 2009,21(3):101-109.

[25] Segura E, Touzot M, Bohineust A,. Human inflame- matory dendritic cells induce Th17 cell differentiation[J]., 2013,38(2):336-348.

[26] 梁金燕,胡悅,胡曉燕,等.炎性樹突狀細胞代謝研究進展[J].中國免疫學雜志,2016,32(3):424-427.

[27] Hespel C, Moser M. Role of inflammatory dendritic cells in innate and adaptive immunity[J]., 2012, 42(10):2535-2543.

[28] Swiecki M, Colonna M. Unraveling the functions of plasmacytoid dendritic cells during viral infections, autoimmunity, and tolerance[J]., 2010,234 (1):142-162.

[29] Kitajima M, Ziegler SF. Cutting edge: identification of the thymic stromal lymphopoietin-responsive dendritic cell subset critical for initiation of type 2 contact hypersensitivity[J]., 2013,191(10):4903- 4907.

[30] 李俊,楊炯,郭衛(wèi),等.過敏性哮喘患者樹突狀細胞接觸變應原前后的表型變化[J].中國臨床康復,2006,10 (4):85-87.

[31] 王濟,李玲孺,李英帥,等.樹突狀細胞成熟及其表觀遺傳調(diào)節(jié)理論在中醫(yī)特稟體質(zhì)(過敏體質(zhì))研究中的應用[J].中華中醫(yī)藥雜志,2014,29(03):683-685.

[32] 黃春紅.“冬病夏治”中藥敷貼對哮喘大鼠樹突狀細胞免疫功能的影響[D].成都中醫(yī)藥大學,2016.

[33] 張偉,陳明人,胡錦玉.不同發(fā)泡灸量的督脈鋪灸治療類風濕關節(jié)炎的臨床療效觀察[J].針刺研究,2016, 41(4):327-333.

Study on the Role of Dendritic Cells in Immune Regulation in Blistering Moxibustion

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3,310053,

As a classical external treatment of traditional Chinese medicine, blistering moxibustion has significant curative effect on asthma, rheumatoid arthritis and other immune disorders, which suggests that it has certain immunoregulation effect. When stimulated, skin immune system evokes innate immune or acquired immune systems, including dendritic cells (DC), a type of crucial cell related to acquired immunity. From the classification and function of DC, especially the differentiation, migration and maturation of DC in local skin after blistering moxibustion. This article was to discuss the possible ways of immunoregulation of DC in local skin after blistering moxibustion, so as to provide reference for the study on immunoregulatory mechanism of blistering moxibustion.

Vesiculation moxibustion; Blistering therapy; Immune system; Dendritic cells; Immunoregulatory mechanism

1005-0957(2017)12-1500-05

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2017.12.1500

2017-08-20

浙江省中醫(yī)藥科技計劃青年基金項目(2014ZQ011);全國名老中醫(yī)藥專家傳承工作室建設項目[國中醫(yī)藥人教發(fā)(2013)47號]

焦俊玥(1993—),女,2016級碩士生,Email:jiaojy1993@hotmail.com

林咸明(1966—),男,教授,研究方向為針灸治療腦病的基礎與臨床研究,Email:linxianming66@126.com