陳志鋒 向旭東

1中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院呼吸內(nèi)科,長沙410011;2中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科,長沙410011

支氣管哮喘 (哮喘)是一種異質(zhì)性疾病,由多種細胞(如肥大細胞、中性粒細胞、嗜酸粒細胞、T 淋巴細胞、氣道上皮細胞等)和細胞組分共同引起的氣道慢性炎癥,其特點包括氣道高反應(yīng)性和氣道重塑,可引起可逆性氣流阻塞[1],嚴重影響人們的功能活動和生存質(zhì)量。目前,哮喘主要分為輔助性T 細胞2 (T helper type 2,Th2)優(yōu)勢型和非Th2優(yōu)勢型,前者主要由Th2 及其分泌的細胞因子IL-4、IL-5、IL-13介導(dǎo)的以嗜酸粒細胞在氣道浸潤為主引起的過敏性哮喘,對糖皮質(zhì)激素治療敏感[2-3],但研究發(fā)現(xiàn),有近50%的哮喘是非嗜酸粒細胞浸潤,而是以中性粒細胞浸潤為主,并且抗糖皮質(zhì)激素,以Th17及其細胞因子IL-17介導(dǎo)為主[4-5],稱為非Th2優(yōu)勢型哮喘,由于這類哮喘對糖皮質(zhì)激素不敏感往往發(fā)展成以氣道中性粒細胞浸潤為主的重癥或難治性哮喘[6-7]。Th17的發(fā)現(xiàn)打破了過去認為Th1/Th2失衡是哮喘發(fā)病的經(jīng)典機制,Th17 能分泌細胞因子IL-17,后者能引起中性粒細胞在氣道募集,進而引起哮喘的發(fā)生,常出現(xiàn)在抗糖皮質(zhì)激素的重癥哮喘中。甲基化-Cp G 結(jié)合域蛋白2 (methtyl-Cp G binding domain protein2,MBD2)蛋白是MBD 蛋白家族成員之一,除了在致癌方面發(fā)揮作用,還能通過影響Th17 分化而影響哮喘的進展。本文通過綜述MBD2調(diào)控Th17優(yōu)勢分化進而介導(dǎo)非Th2優(yōu)勢型哮喘的研究進展,為哮喘的臨床治療提供思路。

1 Th17的生物特性

1·1 Th17來源及分化 CD4+T 細胞在宿主防御有害病原體入侵的免疫反應(yīng)起著至關(guān)重要的作用,除了作為關(guān)鍵輔助性細胞的作用之外,它們可能在自身免疫性疾病、過敏性疾病等方面起著促進病程進展的作用[8]。20多年來,Th細胞被認為僅限于兩個主要的亞群:Th1和Th2,該說法是基于其各自產(chǎn)生的特異性細胞因子干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ)和IL-4。在哮喘中,Th1通過分泌IFN-γ發(fā)揮保護作用,而Th2通過分泌IL-4、IL-13和IL-5等驅(qū)化嗜酸粒細胞在氣道浸潤引起Th2 優(yōu)勢型哮喘。以往研究認為Th1/Th2失衡是哮喘發(fā)病的關(guān)鍵機制,但當(dāng)抑制Th2反應(yīng)時,哮喘依然發(fā)生,并且有近50%的哮喘是非嗜酸粒細胞浸潤,而且以中性粒細胞浸潤為主。2003年,研究表明在IL-23的刺激下,可誘導(dǎo)Th細胞亞群選擇性產(chǎn)生IL-17[9]。2年后,研究表明選擇性分泌IL-17 的Th 細胞是有異于Th1和Th2的新CD4+T 細胞亞群,以分泌IL-17A/17F為特征,被命名為Th17[10-11],Th17能分泌細胞因子IL-17,后者聯(lián)合其他炎癥介質(zhì)趨化中性粒細胞在氣道募集而引起哮喘的發(fā)生,稱為非Th2優(yōu)勢型哮喘。

Th17分化和增殖是由多種細胞因子如IL-23、IL-6和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等協(xié)同作用一起誘導(dǎo)的,首先通過IL-6和TGF-β誘導(dǎo),然后通過IL-21和IL-23促進IL-17和其他Th17信號細胞因子的轉(zhuǎn)錄,其中維甲酸相關(guān)孤兒核受體γt (retinoic acid related orphan nuclear receptorγt,RORγt)是其關(guān)鍵的特異性轉(zhuǎn)錄因子,協(xié)調(diào)效應(yīng)細胞系的分化[12-15]。RORC 是攜帶RORγt的編碼基因,當(dāng)基因突變時由于RORγt缺陷引起Th17細胞分化不良,導(dǎo)致嚴重的免疫缺陷,如皮膚、指甲、口腔和生殖器黏膜易感染白色念珠菌[16]。

研究發(fā)現(xiàn),IL-6、IL-21和IL-23均能激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3 (signal transducer and activator of transcription 3,STAT3),這種激活作用對細胞因子IL-6、IL-21和IL-23能否影響Th17細胞的分化至關(guān)重要,同時,在一些免疫性疾病中,已經(jīng)觀察到STAT3 的激活,而且STAT3能促進RORγt基因的表達,這表明STAT3介導(dǎo)的信號通路對病理性免疫反應(yīng)有促進作用,選擇性抑制STAT3介導(dǎo)的免疫通路可能是Th17依賴性免疫性疾病未來免疫治療的候選靶點[17-18]。LncRNA-MEG3作為一個競爭內(nèi)源性RNA,能調(diào)控RORγt而間接影響Th17 細胞分化,當(dāng)LncRNA-MEG3水平在哮喘患者外周血CD4+T 細胞中下調(diào)后,Th17數(shù)量RORγt mRNA 和IL-17水平均降低,而相比對照組,Lnc RNA-MEG3 過表達時,RORγt mRNA、Th17卻上調(diào),LncRNA 未來可能揭示哮喘的免疫機制[19]。Na等[20]發(fā)現(xiàn)T 細胞中的RORγt可以通過抑制B細胞淋巴瘤6表達來優(yōu)化Th2細胞分化,當(dāng)RORγt缺失時,Th2 細胞數(shù)量也減少,這一發(fā)現(xiàn)表明,通過靶向RORγt可以使氣道中的Th2和Th17細胞反應(yīng)同時受到抑制,這可能是治療變應(yīng)性哮喘的一種有前途的方法。近年發(fā)現(xiàn),在ROR 家族的另一成員,維甲酸相關(guān)孤兒核受體α(retinoic acid related orphan nuclear receptorα,RORα)與RORγt作用相反,對Th17分化有抑制作用,Park等[21]在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎模型小鼠中發(fā)現(xiàn),當(dāng)RORα過表達時可減輕炎癥性關(guān)節(jié)炎的組織學(xué)破壞和臨床癥狀,同時其配體在體外對RORγt的表達和Th17的分化具有抑制作用。

1·2 細胞因子IL-17 Th17在機體產(chǎn)生獲得性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,與Th1、Th2一樣,Th17在哮喘等過敏性疾病的發(fā)病機制中有重要作用,其作用主要在于它分泌的這些細胞因子能募集及趨化中性粒細胞,Th17 主要分泌IL-17A、IL-17F、IL-21和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)[22-23]。IL-17A 和IL-17F具有50%的氨基酸結(jié)構(gòu)同源性并結(jié)合相同的受體,兩者都通過T 細胞表達,具有相似的生物學(xué)功能,兩者都是關(guān)鍵的促炎細胞因子,IL-17A 在機體炎癥、自身免疫和腫瘤的發(fā)生以及宿主對細菌和真菌感染的防御中發(fā)揮作用,而IL-17F主要在黏膜宿主防御機制中發(fā)揮作用,在慢性腸道炎癥中兩者發(fā)揮高致病作用[24-25]。Th17 產(chǎn)生最重要的細胞因子是IL-17,IL-17受體 (IL-17 receptor,IL-17R)在體內(nèi)多數(shù)器官都有表達,其家族有從IL-17RA 到IL-17RE 五個受體,IL-17A和IL-17F 結(jié)合相同的受體復(fù)合物,該受體復(fù)合物包含IL-17RA與IL-17RC 兩個亞基,相比于IL-17F,IL-17A 與IL-17RA 具有較高的親和力[26]。

研究發(fā)現(xiàn),IL-17A/IL-17RA 影響了非小細胞肺癌細胞的體外遷移和侵襲,在過表達IL-17RA 的非小細胞肺癌細胞中發(fā)現(xiàn)p38的磷酸化增強,而用p38絲裂原活化蛋白激酶特異性抑制劑時發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌細胞的遷移和侵襲受到抑制,說明p38 絲裂原活化蛋白激酶活性對于IL-17A/IL-17RA 影響非小細胞肺癌轉(zhuǎn)移至關(guān)重要[27]。缺氧和IL-17A都能促進成纖維樣滑膜細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲,這對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機制至關(guān)重要,研究發(fā)現(xiàn)IL-17A 通過增加低 氧 誘 導(dǎo) 因 子 1α (hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)/核因子κB (nuclear factor-κB,NF-κB)途徑的基質(zhì)金屬蛋白酶2 (matrix metalloproteinase-2,MMP-2)和MMP-9表達,使得在缺氧條件下類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜細胞能發(fā)生轉(zhuǎn)移和侵襲[28]。

1·3 Th17與哮喘 IL-17 通過激活NF-κB 和絲裂原活化蛋白激酶信號通路在結(jié)合完受體后發(fā)揮促炎作用,特別是中性粒細胞特異性趨化因子的表達,當(dāng)細胞外細菌和真菌入侵時,Th17通過分泌IL-17增加粒細胞集落刺激因子促進中性粒細胞生成活化并且在中性粒細胞趨化因子IL-8/CXCL8等引導(dǎo)下遷移至炎癥部位,從而發(fā)揮抗炎作用,但當(dāng)IL-17過表達時,協(xié)同加強IL-6、IL-8和TNF-α等的活動,促進其他炎癥介質(zhì)的分泌募集中性粒細胞氣道浸潤而導(dǎo)致氣道慢性炎癥、平滑肌細胞增生、肥大和氣道高反應(yīng)性[29-33]。IL-17可增強纖維細胞中α平滑肌肌動蛋白的表達并且能促進纖維細胞產(chǎn)生促纖維化和促血管生成因子,這可能引起組織收縮和氣道狹窄[34];除了刺激纖維化介質(zhì)外,IL-17還直接作用于上皮細胞,從而增加產(chǎn)生黏液的基因 (如MUC5A)的表達,并促進杯狀細胞增生,引起氣道重塑,氣道慢性炎癥,加重哮喘的發(fā)展[35]。Shabana等[36]發(fā)現(xiàn)維生素D 能降低持續(xù)性哮喘患者血清中IL-17A的水平和提高血清中IL-10的水平,可考慮將維生素D 添加到哮喘的常規(guī)治療作為輔助療法。最近研究發(fā)現(xiàn),IL-17會影響樹突狀細胞的活化、遷移,在哮喘小鼠模型中,相比野生型小鼠,IL-17A/IL-17F 雙敲除的小鼠顯示嗜酸粒細胞、氣道高反應(yīng)性、黏液分泌和免疫球蛋白E 水平均降低。與野生型小鼠中樹突狀細胞相比,來自過敏原刺激的IL-17A/IL-17F雙敲除的小鼠的引流淋巴結(jié)的樹突狀細胞表現(xiàn)出遷移和共刺激分子CCR7、CCR2、MHC-Ⅱ和CD40的表達降低。此外,在沒有IL-17 的情況下,引流淋巴結(jié)中過繼轉(zhuǎn)移的抗原特異性細胞的體內(nèi)刺激減弱,因此,IL-17可增強氣道樹突狀細胞的活化和遷移,而且缺乏IL-17會導(dǎo)致抗原特異性T 細胞啟動反應(yīng)減少,并抑制實驗性過敏性哮喘的發(fā)展[37]。

一項病例對照研究通過高通量蛋白質(zhì)芯片技術(shù)進行炎癥細胞因子篩選,發(fā)現(xiàn)相比對照組,在低Th2型哮喘患者中,與Th17相關(guān)的炎癥細胞因子IL-17A 和IL-9在患者血漿中的表達明顯升高并與成人哮喘風(fēng)險呈正相關(guān)[38]。在哮喘患者痰液、支氣管肺泡灌洗液和外周血單個核細胞中IL-17A蛋白質(zhì)和m RNA 水平表達增加[39-42]。以上研究進一步表明,以Th17優(yōu)勢為主,所分泌的IL-17及其炎癥介質(zhì)募集中性粒細胞在氣道浸潤,后者誘導(dǎo)杯狀細胞、成纖維細胞和氣道平滑肌細胞增生引起氣道重塑和氣道高反應(yīng)性等一系列變化引起非Th2優(yōu)勢型哮喘。

Th17介導(dǎo)的哮喘常發(fā)展為重癥哮喘或難治性哮喘。Krishnamoorthy等[43]發(fā)現(xiàn),用變應(yīng)原刺激缺乏中性粒細胞胞外誘捕器的小鼠,氣道中性粒細胞和IL-17 水平降低,同時氣道黏膜增生也減少,而在重癥哮喘患者的支氣管肺泡灌洗液中發(fā)現(xiàn)中性粒細胞胞外誘捕器與IL-17及中性粒細胞水平呈正相關(guān)。中性粒細胞自噬和中性粒細胞胞外誘捕器可通過破壞氣道上皮并引發(fā)人氣道上皮細胞和外周血嗜酸粒細胞的炎癥反應(yīng)來提高哮喘的嚴重程度[44]。Th17及其細胞因子通過誘導(dǎo)TGF-β表達和減少凋亡而參與哮喘的類固醇抵抗機制,同時,糖皮質(zhì)激素治療抑制了中性粒細胞凋亡,增強了IL-17的產(chǎn)生[45]。磷脂酰肌醇4，5-二磷酸3-激酶可增強IL-17A 產(chǎn)生和分泌,IL-17A 通過磷脂酰肌醇4，5-二磷酸3-激酶激活并導(dǎo)致組蛋白脫乙?；?的減少而導(dǎo)致氣道上皮細胞對糖皮質(zhì)激素不敏感[46],進而發(fā)展為重癥哮喘或難治性哮喘。Nagakumar等[47]發(fā)現(xiàn),在抗激素嚴重哮喘小兒中,盡管在抗激素IL-17 和嗜酸粒細胞持續(xù)存在,但全身性類固醇治療后哮喘發(fā)作和癥狀有所減輕。研究發(fā)現(xiàn),雄激素對哮喘具有保護作用,通過降低IL-17A表達,從而降低氣道中性粒細胞炎癥[48],在未來對非Th2型哮喘治療有指導(dǎo)意義。目前,非Th2型哮喘主要以Th17介導(dǎo),中性粒細胞在氣道浸潤,常常發(fā)展為重癥哮喘,進行干預(yù)后,氣道高反應(yīng)性和氣道重塑改善,降低了支氣管肺泡灌洗液IL-17A、髓過氧化物酶水平和中性粒細胞數(shù)量,減輕糖皮質(zhì)激素抵抗[49-53]。

2 MBD2及其作用

2·1 MBD2生物特性 遺傳變異和環(huán)境對哮喘也有促進作用,兩者可能受表觀遺傳學(xué)調(diào)控,DNA 甲基化是表觀遺傳學(xué)調(diào)控機制之一,DNA 甲基化是指在DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶作用下對核苷酸胞嘧啶中的甲基基團進行轉(zhuǎn)移,產(chǎn)生5-甲基胞嘧啶。該過程發(fā)生在CpG 二核苷酸 (沿著DNA 的線性序列由磷酸鹽分離的胞嘧啶和鳥嘌呤)上,DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)Cp G 二核苷酸的甲基化,隨后甲基化-Cp G 結(jié)合蛋白進行補充,引起染色質(zhì)重構(gòu)和轉(zhuǎn)錄因子的阻斷,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄抑制,MBD 家族是甲基化-CpG 結(jié)合蛋白家族之一,MBD 在DNA 甲基化發(fā)揮 “閱讀器”和調(diào)節(jié)表觀基因組的作用,除了MBD2外,其他家族成員包括甲基化CpG 結(jié)合蛋白2 (methyl-Cp G-binding protein 2,MeCP2)、MBD1、MBD3、MBD4、MBD5和MBD6[54-55]。

MBD2是位于人類和小鼠基因組18號染色體上的一個多外顯子基因,編碼的MBD2蛋白與MBD3蛋白的氨基酸序列相似度超過70%,MBD2和MBD3基因之間存在高度的基因序列同源性,提示在進化過程中存在基因復(fù)制事件,同時,MBD2可以實現(xiàn)蛋白質(zhì)間的相互作用以及翻譯后的修飾,因其具有獨特的G/R 豐富結(jié)構(gòu)域。MBD2因為使用了替代的翻譯起始位點和替代的剪接,使得MBD2蛋白有3種主要的亞型:MBD2a、MBD2b 和MBD2c (也稱為MBD2t)[56],三者都有連接甲基化CpG 的MBD 結(jié)構(gòu)域。

MBD2蛋白高度保守,表達無處不在,通過與核小體重塑和組蛋白脫乙?；?(nucleosome remodeling and histone deacetylation,Nu RD)復(fù)合物相互作用,Nu RD 在單個大分子復(fù)合物中獨特地結(jié)合了脫乙酰酶和重塑酶活性,MBD2蛋白在脫乙酰基酶和重塑組分之間提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,使得復(fù)合物具有選擇性識別甲基化DNA 的能力,MBD2蛋白通過與Nu RD 相互作用成為轉(zhuǎn)錄抑制因子,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄沉默[57]。研究發(fā)現(xiàn),通過將染色質(zhì)免疫沉淀法測定的MBD2 結(jié)合位點與差異表達基因相關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)MBD2的缺失主要導(dǎo)致了異源細胞中低表達基因的去抑制[58],該現(xiàn)象可能影響Nu RD 的募集,從而導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的改變。

2·2 MBD2功能 MBD2與免疫系統(tǒng)和腫瘤發(fā)生有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),MBD2蛋白廣泛表達,在肺、肝和結(jié)腸中含量相對較高,與其他MBD 蛋白功能喪失的小鼠相比,MBD2缺失小鼠表現(xiàn)出相對溫和的表型,這一現(xiàn)象之前被解釋為MBD 蛋白之間的功能冗余[57,59]。

2·2·1 MBD2 與腫瘤疾病 Pan 等[60]發(fā)現(xiàn)MeCP2 和MBD2在宮頸癌的表達明顯降低,而miR-221 和miR-222在宮頸癌中是升高的,研究表明上調(diào)的miR-221/miR-222通過抑制MBD2和MeCP2促進宮頸癌的發(fā)生。MBD2在肝細胞癌表達水平上調(diào),LncRNA LOC105369748 被證明可通過競爭性結(jié)合肝細胞癌中的microRNA-5095 來促進MBD2表達,多因素分析發(fā)現(xiàn),MBD2 可作為肝癌的預(yù)后標(biāo)志物[61-62]。MBD2對神經(jīng)膠質(zhì)瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲有促進作用,Cui等[63]發(fā)現(xiàn)miR-520b直接與MBD2的3'-非翻譯區(qū)結(jié)合并降低其在神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織的蛋白質(zhì)水平的表達,表明miR-520b可以通過靶向MBD2來抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的進展。在人類T 細胞急性淋巴細胞白血病的臨床標(biāo)本中,Wnt信號通路的信號明顯增強,并與MBD2的表達呈正相關(guān),MBD2消融通過減弱Wnt信號通路來阻止T 細胞急性淋巴細胞白血病進展和維持[64],有望成為改善T 細胞急性淋巴細胞白血病治療的候選靶點,作為開發(fā)這種和其他淋巴細胞惡性腫瘤表觀遺傳治療的新起點。

2·2·2 MBD2與免疫 MBD2是MeCP2、MBD1和MBD3中唯一在脾臟中高度表達的MBD 蛋白,脾臟是誘導(dǎo)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的場所。有趣的是,MBD2在成年小鼠脾臟中呈暫時性上調(diào),在年輕鼠脾臟中則無法檢測到[57]。Cook等[65]發(fā)現(xiàn)在沒有MBD2表達的情況下,樹突狀細胞表現(xiàn)出降低的表型活化作用,并且啟動Th2抵抗蠕蟲或過敏原的能力明顯受損,說明MBD2通過調(diào)節(jié)樹突狀細胞中的基因表達程序間接影響CD4+T 細胞的成熟,包括在控制樹突狀細胞引發(fā)Th2 反應(yīng)的能力中起關(guān)鍵作用。在自身免疫和移植領(lǐng)域,目前調(diào)節(jié)性T 細胞作為潛在的細胞療法或藥理學(xué)調(diào)節(jié)的靶標(biāo)引起了人們的興趣,研究表明,MBD2敲除后脾臟中調(diào)節(jié)性T 細胞的比例顯著降低,令人驚訝的是,缺乏MBD2的小鼠并未產(chǎn)生自身免疫,這可能是因為它們的T 效應(yīng)細胞對刺激的反應(yīng)不敏感,容易受到調(diào)節(jié)性T 細胞抑制[66]。Zhong等[67]發(fā)現(xiàn)MBD2 的缺失導(dǎo)致無法讀取甲基化信息,這破壞了T-bet/Hlx 軸的穩(wěn)態(tài),并抑制了Th17分化,使得對實驗性自身免疫性腦脊髓炎具有保護作用。另外,MBD2參與了系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn),在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中,MBD2 m RNA表達明顯增加,而在健康對照組卻是降低的[68]。炎癥引起免疫細胞的動員和募集是COPD 的主要特征之一,Zeng等[69]發(fā)現(xiàn)在COPD 的氣道上皮中MBD2 蛋白表達水平降低,而在人支氣管上皮細胞中,這種表達降低與ERK 途徑介導(dǎo)的IL-6和IL-8水平升高有關(guān),這些結(jié)果表明,MBD2可能導(dǎo)致COPD 中的慢性氣道炎癥,有望成為COPD 的治療靶點。

3 MBD2在非Th2優(yōu)勢型哮喘中的作用

目前發(fā)現(xiàn),非Th2優(yōu)勢型哮喘以中性粒細胞浸潤為主而非嗜酸粒細胞,主要在重癥哮喘中觀察到,但也存在于輕度至中度哮喘患者中[70]。從哮喘患者的痰液、血清中觀察到IL-17A m RNA 增加,并且與CXCL8 (IL-8)m RNA和痰中性粒細胞以及哮喘嚴重程度相關(guān),特別是在糖皮質(zhì)激素抵抗的嚴重哮喘中,常伴有氣道中性粒細胞浸潤,同時由于糖皮質(zhì)激素可抑制中性粒細胞凋亡,常導(dǎo)致重癥哮喘[71]。Th17可通過絲裂原活化蛋白激酶、STAT3發(fā)揮免疫病理作用,其細胞因子IL-17A 能誘導(dǎo)IL-6和IL-8的分泌,以及多種趨化因子 (CXCL1、CXCL3 和CXCL5)的分泌,誘發(fā)中性粒細胞在氣道聚集,引起慢性炎癥,甚至導(dǎo)致氣道重塑。Wilson等[72]發(fā)現(xiàn)通過氣道引起的過敏反應(yīng):Th2反應(yīng)溫和,但Th17 反應(yīng)強烈,并且加強了氣道中性粒細胞聚集和急性氣道高反應(yīng)性,這些發(fā)現(xiàn)支持了非Th2優(yōu)勢型哮喘主要是以Th17優(yōu)勢為主,通過IL-17及相關(guān)趨化因子誘導(dǎo)中性粒細胞在嚴重哮喘中的因果作用。

DNA 甲基化是哮喘表觀遺傳調(diào)控機制之一,MBD 家族在DNA 甲基化發(fā)揮 “閱讀器”和調(diào)節(jié)表觀基因組的作用,研究發(fā)現(xiàn)MBD2通過調(diào)控Th17優(yōu)勢分化間接影響非Th2優(yōu)勢型哮喘的發(fā)展。如前文所述,MBD2 的缺失破壞了T-bet/Hlx軸的穩(wěn)態(tài)進而抑制Th17分化,使得其對實驗性自身免疫性腦脊髓炎小鼠具有保護作用[67]。細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑3 (suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)負性調(diào)控Th17 的分化[73]。Sun 等[74]通過構(gòu)建Th17介導(dǎo)的非Th2優(yōu)勢型重癥哮喘小鼠模型發(fā)現(xiàn),MBD2表達升高,SOCS3 表達降低,并伴有p-STAT3 和RORγt表達的升高。SOCS3的抑制通過STAT3/RORγt途徑促進Th17的分化。當(dāng)敲除MBD2 后,SOCS3 表達增加,但Th17和IL-17下降;而當(dāng)MBD2表達增加時,SOCS3的表達下調(diào),但Th17和IL-17增加;SOCS3沉默或過表達時,Th17發(fā)生變化,而MBD2 表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義,表明MBD2正性調(diào)控Th17分化,同時MBD2可能是通過下游靶基因SOCS3來影響Th17的分化。同時,在MBD2-/-重癥哮喘小鼠模型中,哮喘的癥狀明顯緩解,Th17和IL-17減少。轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α參與Th17分化,HIF-1α缺乏引起Th17分化減少,并保護小鼠免受自身免疫性神經(jīng)炎癥的侵害[75]。在Th17 介導(dǎo)的中性粒細胞哮喘中,MBD2 和HIF-1α在小鼠肺和脾中顯著增加,相比Th2 優(yōu)勢型哮喘,MBD2和HIF-1α在非Th2 優(yōu)勢型重癥哮喘中明顯增加,伴有Th17 和IL-17 的增加,當(dāng)MBD2 和HIF-1α沉默時,Th17和IL-17的水平明顯降低。同時,研究發(fā)現(xiàn)MBD2過表達時,HIF-1α 升高,Th17 分化增加;MBD2 沉默時,HIF-1α 和Th17 均降低;而HIF-1α 沉默或過表達時,MBD2無變化,但Th17降低或升高,伴有RORγt降低或升高。說明MBD2 能通過調(diào)控HIF-1α來影響Th17 的活化[76]。Brüstle 等[77]發(fā)現(xiàn)敲除干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4,IRF4)小鼠未能發(fā)展成實驗性自身免疫性腦脊髓炎,RORγt表達降低,Th17 分化受損。Jia等[78]發(fā)現(xiàn),MBD2和IRF4在中性粒細胞型哮喘中明顯升高,當(dāng)IRF4沉默或過表達時,Th17降低或升高,兩者呈正相關(guān),未觀察到MBD2的表達差異。而IRF4蛋白表達卻隨著MBD2 基因的過表達而顯著增加,并隨著MBD2基因的沉默而降低,說明MBD2能通過調(diào)控HIF-1α來影響Th17分化。以上研究說明,MBD2在Th17介導(dǎo)的中性粒細胞哮喘中,是明顯升高的,同時與Th17、IL-17呈正相關(guān),通過調(diào)控下游靶基因來影響Th17的活化,從而介導(dǎo)非Th2優(yōu)勢型哮喘的進展。

4 小結(jié)與展望

綜上所述,MBD2 在哮喘中通過調(diào)控Th17 的優(yōu)勢分化,誘導(dǎo)其分泌IL-17等多種細胞因子趨化中性粒細胞的活動,影響非Th2優(yōu)勢型哮喘的進展。目前,MBD2調(diào)控Th17的優(yōu)勢分化具體機制尚不清楚,還需繼續(xù)努力深入研究。當(dāng)然,考慮到MBD2的缺失并不影響先天免疫系統(tǒng)對細菌感染的反應(yīng),未來MBD2可能是一個可行的臨床治療哮喘的表觀遺傳靶點,為抗糖皮質(zhì)激素的重癥哮喘患者帶來福音。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突