李 妹 崔天盆

(湖北中醫(yī)藥大學檢驗學院，武漢 430065)

白介素36(Interleukin-36,IL-36)是IL-1家族新成員，由3個生物學功能相似的分子IL-36α、IL-36β和IL-36γ組成，曾稱為IL-1F6、IL-1F8和IL-1F9，2010年由Dinarello等[1]將其統(tǒng)一更改為現(xiàn)在的名稱。2001年有學者在人類基因數(shù)據(jù)庫中搜索IL-l的同系物時，發(fā)現(xiàn)了包括IL-36α、IL-36β和IL-36γ在內的IL-1家族的新成員，這些基因位于人2號染色體長臂上，通過與原有IL-1成員進行基因序列對比(20%～44%同源性)、三維蛋白質結構分析、基因結構分析及染色體位置比較，將其歸于IL-1家族。它作為一種新發(fā)現(xiàn)的促炎因子，在銀屑病、炎性腸病、關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、肺部疾病等多種炎性疾病中發(fā)揮著重要作用。

1 IL-36概述

IL-36基因位于人類2號染色體上，與IL-1α、IL-1β、IL-1Ra、IL-37和 IL-1F10的基因位點相毗鄰。IL-36介導的信號通路與IL-1β信號途徑相似。IL-36在體內需要與特異性受體(IL-36 receptor，IL-36R)結合而發(fā)揮促炎癥作用，而IL-36受體拮抗劑(IL-36 receptor antagonist，IL-36Ra)是其天然拮抗劑。細胞外的IL-36與跨膜蛋白IL-36R結合后，招募IL-1受體輔助蛋白(IL-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP)，形成異源三聚體復合物，通過胞內區(qū)功能域與接頭蛋白髓樣分化蛋白88(MyD88)結合，活化MAPKs/JNK/ERK信號級聯(lián)途徑，通過核轉錄因子NF-κB啟動靶基因的表達，從而發(fā)揮促炎癥作用。而IL-36Ra與IL-36α、IL-36β和IL-36γ競爭性結合IL-36R，IL-36Ra與IL-36R結合后的復合物不能招募IL-1RAcP結合，從而不能激活信號轉導通路而起到抗炎癥作用[2]。

IL-36的活化機制由Henry等[3]學者于2016年首次提出。中心粒細胞胞漿顆粒富含絲氨酸蛋白酶，作用于IL-36 N端A-X-Asp保守區(qū)，使IL-36前體變成活化的成熟形式，活性增加103～104倍。有學者進一步證實主要是中性粒細胞胞漿顆粒中的組織蛋白酶G、彈性蛋白酶和蛋白酶3起到活化IL-36的作用。有趣的是，Macleod等[4]學者在2016年首次發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞彈性蛋白酶亦能酶解IL-36Ra，活性增強，進而抑制IL-36誘導產生IL-8、CCL20等趨化因子的作用，從而減少炎性細胞的浸潤。

IL-36分泌機制目前還不清楚，它像IL-1β一樣缺乏典型的疏水性前導肽，而無法通過高爾基體-內質網(wǎng)途徑分泌，被歸于非經典途徑分泌的蛋白質。

IL-36和IL-36R、IL-36Ra主要在上皮組織如皮膚、氣管、食道中表達。IL-36α還可見于胸腺,IL-36β可見于骨骼肌和神經膠質細胞，IL-36γ可見于子宮。皮膚IL-36含量可以受炎性因子、Toll樣受體配體、病毒感染和過敏原而顯著上調[5]。關節(jié)軟骨細胞受IL-1刺激上調IL-36表達。氣道受到炎性細胞因子、Toll樣受體配體、細菌、鼻病毒或者塵螨的刺激后，IL-36α和IL-36γ表達上調。

2 IL-36的生物學功能

IL-36在免疫反應中充當著重要角色。IL-36對樹突狀細胞有顯著的刺激作用。IL-36刺激人單核細胞源樹突狀細胞，產生IL-1、IL-6、IL-12、IL-23、TNF-α、IL-6、CCL1和CXCL1等，繼而增強Th1和Th17的反應，也增強固有免疫反應。此外，IL-36能促進樹突狀細胞的成熟，上調MHCⅡ分子、CD83和CD86分子的表達，在機體應對組織損傷和病原體的早期免疫反應和炎癥反應中發(fā)揮重要作用[6]。

IL-36也是T細胞免疫反應的一個強力調節(jié)分子。IL-36α、IL-36β和IL-36γ對小鼠CD4+T細胞和脾細胞有直接的作用，誘導產生IFN-γ、IL-4和IL-17等多種促炎因子和趨化因子。IL-36和其他IL-1家族成員的主要區(qū)別是，IL-36R主要在幼稚CD4+T細胞表達，而其他IL-1家族成員的受體主要在極化的CD4+T細胞亞群表達。因此，只有IL-36，而非其他IL-1家族成員，強烈誘導T細胞受體激活的幼稚T細胞(Th0細胞)產生IL-2，這說明IL-36在早期免疫反應中扮演重要角色。此外，IL-36在誘導T細胞極化中起作用，IL-36β協(xié)同IL-12誘導Th0細胞向產IFN-γ的Th1細胞分化。IL-36R-/-小鼠注射牛型結核分枝桿菌卡介苗后，Th1反應降低。IL-36介導Th0向Th1極化完全依賴IL-2的活化，而IL-36對Th0細胞的增殖和存活很大程度上不依賴于IL-2[7]。

IL-36在組織非造血細胞和免疫細胞相互作用中充當重要角色。上皮細胞如角質形成細胞產生大量IL-36，IL-36又對表達IL-36受體的上皮細胞和樹突狀細胞有自分泌和旁分泌作用。上皮細胞產生的IL-36能刺激樹突狀細胞的成熟，增加MHCⅡ和共刺激分子的表達，誘導產生促炎因子和趨化分子，樹突狀細胞被活化后亦能產生IL-36α和 IL-36γ，形成正反饋效應。淋巴結樹突狀細胞產生的IL-36能活化Th0細胞，引起細胞增殖，增加存活率，分泌IL-2等，然后IL-36和IL-12協(xié)同作用，依賴IL-2促進Th0細胞向產IFN-γ的Th1細胞極化，IFN-γ又反過來增強IL-36對Th0細胞的增殖效應。雖然IL-36對Th0細胞的增殖和極化有加速和放大作用，但卻受到細胞因子環(huán)境的影響?？傊?，IL-36在固有免疫和適應性免疫中起重要作用。

3 IL-36與炎性疾病的關系

3.1IL-36與尋常性銀屑病 尋常性銀屑病是一種發(fā)生在皮膚的慢性炎性疾病，典型表現(xiàn)是皮膚出現(xiàn)境界清楚，形狀大小不一的紅斑，表面覆蓋多層銀白色鱗屑，伴不同程度的瘙癢與灼熱。病理學改變?yōu)槠つw角質形成細胞過度增生、角化不全、炎癥細胞浸潤、淺層真皮血管擴張等。

IL-36α和IL-36γ在銀屑病病損中高度表達，主要由角質形成細胞和樹突狀細胞產生。皮膚角質形成細胞或者皮膚組織培養(yǎng)液在TNF、IL-17或者IL-22刺激下，IL-36α和IL-36γ表達上調[5]。老鼠皮下注射TNF或者IL-23，IL-36的表達上調。若利用分子生物學技術使小鼠皮膚過度表達IL-36α，小鼠皮膚則出現(xiàn)銀屑病樣改變。此外，經典銀屑病樣小鼠造模常用的皮膚涂抹藥咪喹莫特乳膏是IL-36良好的誘導劑。

IL-36也能反過來作用于皮膚角質形成細胞和其他組織細胞，誘導其產生多種細胞因子，如IL-6、IL-8、TNF、人β防御素2、人β防御素23、LL37、S100A7和IL-36等，形成正反饋通路。小鼠皮下注射IL-36能誘導多種基因的表達，包括IL-17、IL-20、IL-22、IL-23、TNF和IFN-γ等細胞因子、趨化因子和抗菌蛋白，它們都是銀屑病特征性表達的基因。

Blumberg等[8]將人銀屑病皮損移植于免疫缺陷小鼠皮膚上，小鼠皮膚能維持銀屑病的病理病變，待移植物完全存活后仍能維持幾周的銀屑病樣改變。但是，用抗人IL-36R抗體抑制IL-36，小鼠的銀屑病皮損改變就會減輕。由于小鼠IL-36不與人IL-36受體相互作用，所以人移植物產生IL-36的持續(xù)作用對小鼠銀屑病皮損的維持至關重要。Tortola等[9]使用IL-36R-/-和IL-36Ra-/-缺陷小鼠制造銀屑病模型，發(fā)現(xiàn)IL-36R-/-缺陷小鼠銀屑模型皮損中中性粒細胞、巨噬細胞和IL-17A+γδ T細胞數(shù)量顯著減少，更加證實了IL-36R信號通路在銀屑病發(fā)病機制中的關鍵作用。

總之，銀屑病中皮膚角質形成細胞和其他組織細胞產生IL-36，活化樹突狀細胞、T淋巴細胞和角質形成細胞，產生更多的促炎因子、趨化因子和抗菌肽等，進而招募更多的淋巴細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞。因此，IL-36促進了銀屑病的發(fā)生發(fā)展。

3.2IL-36與膿皰型銀屑病 膿皰型銀屑病是一種皮膚出現(xiàn)大面積紅斑、膿皰和全身發(fā)熱的系統(tǒng)性炎性疾病，病情危重。Marrakchi[10]研究首次發(fā)現(xiàn)，膿皰型銀屑病患者IL-36Ra基因發(fā)生錯義突變，第27個亮氨酸位點被脯氨酸取代。突變的IL-36Ra蛋白活性比野生型弱十倍左右，并且在體內不穩(wěn)定，易被降解。后續(xù)很多研究紛紛在家族性和散發(fā)性膿皰型銀屑病患者中證實了IL-36Ra突變，膿皰型銀屑病患者中IL-36Ra表達和活性均顯著降低，甚至完全喪失了拮抗IL-36的功能。鑒于此，膿皰型銀屑病又被命名為IL-36Ra缺陷病(Deficiency of interleukin -thirty-six receptor antagonist，DITRA)。然而，并非所有膿皰型銀屑病患者均發(fā)生IL-36Ra的突變，有報道指出膿皰型銀屑病和尋常性銀屑病伴發(fā)患者較單純膿皰型銀屑病患者，出現(xiàn)IL-36Ra突變的幾率較少[11]。

3.3IL-36與關節(jié)炎 IL-36在關節(jié)炎中發(fā)揮一定的作用。約6%～20%的銀屑病患者進展為銀屑病性關節(jié)炎，所以很多學者關注IL-36是否在銀屑病性關節(jié)炎中起作用。Frey[12]發(fā)現(xiàn)銀屑病性關節(jié)炎和類風濕性關節(jié)炎患者的滑膜液中IL-36含量增加，滑膜中CD138+細胞表達IL-36。此外IL-36α能誘導滑膜成纖維細胞產生IL-6和IL-8。在膠原誘導關節(jié)炎小鼠模型、膠原抗體誘導關節(jié)炎小鼠模型和佐劑型關節(jié)炎小鼠模型中均發(fā)現(xiàn)，關節(jié)炎急性炎癥期，IL-36α水平升高[13]。但是在人腫瘤壞死因子轉基因(human tumour necrosis factor transgenic，hTNFtg)關節(jié)炎小鼠模型中，給予IL-36R阻斷抗體干預關節(jié)炎模型小鼠，關節(jié)炎癥狀并未得以明顯改善[14]。因此，IL-36在銀屑病性關節(jié)炎和類風濕性關節(jié)炎中的作用還需要進一步的研究。

3.4IL-36與系統(tǒng)性紅斑狼瘡 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)是自身免疫介導的彌漫性結締組織病，血清中出現(xiàn)以抗核抗體為代表的多種自身抗體，主要病理機制與T、B淋巴細胞異?；罨嘘P。Ichii等[15]發(fā)現(xiàn)SLE患者血清中IL-36水平升高，腎小管IL-36表達增強。Chu等[16]發(fā)現(xiàn)SLE患者血漿IL-36α、IL-36γ水平顯著升高，且與疾病嚴重性、IL-10水平均呈正相關，此外，SLE患者外周血IL-36R+CD19+B細胞比例顯著升高，IL-36α和IL-36γ還能顯著誘導SLE外周血單個核細胞產生更多的IL-6和CXCL8。

3.5IL-36與炎性腸病 炎性腸病是一組特發(fā)性的慢性炎性腸道疾病,主要包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎。正常人腸黏膜IL-36表達低，但是炎性腸病患者腸黏膜IL-36α和IL-36γ表達增加，IL-36β表達不變。Russell等[17]在硫酸葡聚糖鈉誘導實驗性腸炎IL-36R-/-小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，腸黏膜浸潤的中性粒細胞和其他炎性細胞數(shù)量較野生型小鼠顯著減少，腸炎癥狀顯著減輕，表明IL-36在腸道中的促炎作用。矛盾的是，Medina-Contreras和Scheibe[18,19]分別證實IL-36R缺陷小鼠腸炎去除硫酸葡聚糖鈉誘導物后，腸黏膜修復速度卻減慢，說明IL-36R可以促進腸黏膜的修復?？傊?，IL-36家族在炎性腸病中，隨著周圍環(huán)境和疾病不同階段，而發(fā)揮著雙重相反的作用。

3.6IL-36與肺部疾病 越來越多的證據(jù)表明IL-36在肺部發(fā)揮重要作用。人初級支氣管上皮細胞(Primary bronchial epithelial cells ，PBEC)在TNF-α、IL-1β、IL-1等炎性因子和香煙煙霧提取物刺激下，誘導產生IL-36，IL-36進而誘導相鄰成纖維細胞和肺泡巨噬細胞，產生炎性因子和中性粒細胞趨化因子，增加氣道的高反應性，引起肺部中性粒細胞浸潤。而呼吸道中性粒細胞聚集是哮喘、慢性阻塞性肺氣腫、急性呼吸窘迫綜合征和囊性纖維化等多種肺部疾病發(fā)病機制之一，因此IL-36在上述肺部疾病中發(fā)揮重要作用。

哮喘患者的PBEC較正常對照，受鼻病毒刺激后能產生更高水平的IL-36γ[20]。小鼠鼻內注射IL-36α或者IL-36γ能誘導中性粒細胞趨化因子CXCL1和CXCL2表達增加，快速招募中性粒細胞聚集至肺泡灌洗液中。小鼠鼻內給予IL-1α也能引起肺部中性粒細胞浸潤，與IL-36作用類似，但是向IL-1α-/-β-/-小鼠鼻內給予IL-36并不能招募中性粒細胞，說明IL-36發(fā)揮作用依賴于IL-1[21]。

3.7IL-36在其他組織中的作用 研究發(fā)現(xiàn)人脂肪組織中，IL-36α主要表達在基質血管，脂肪細胞自身也少量表達。脂肪細胞在IL-36α刺激下，產生IL-6和IL-8，并且過氧化物酶體增殖物激活受體表達顯著下調，脂肪細胞分化減少[22]。

IL-36也許在腎臟疾病中起作用。Ichii等[23]檢測慢性腎小球腎炎小鼠和正常對照小鼠的84種炎性基因的表達情況，發(fā)現(xiàn)IL-36α表達顯著上調。IL-36α主要表達在遠曲小管和皮質集合管上皮細胞上，并且IL-36α陽性腎小管數(shù)量與蛋白尿、腎纖維化評分和腎小管間質病變相關。鏈脲佐菌素誘導糖尿病模型小鼠中，IL-36α陽性腎小管數(shù)量與糖尿病腎損害相關。

4 結論

近年來，越來越多的研究表明IL-36在多種炎性疾病中發(fā)揮作用，拓展了我們對IL-1家族的認識，也為炎性疾病的干預治療措施提供更多的可能性。或許將來，我們可以利用重組IL-36Ra或者IL-36R阻斷劑治療膿皰型銀屑病，利用中性粒細胞蛋白酶抑制劑降低IL-36的活化，治療尋常性銀屑病等。然而，關于IL-36的生物功能還需要更多的深入研究。比如，IL-36是否影響皮膚的適應性免疫反應？IL-36與其他共刺激分子結合，是否誘導其他極化T細胞產生細胞因子？ IL-36在肺部、關節(jié)、腎臟和脂肪等其他組織中的確切作用機制是什么？相信通過更深入的研究，IL-36很有可能像IL-1、IL-18和IL-33一樣，在人類健康和疾病方面起著至關重要的作用。

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