IL-2主要由活化的CD4+ T細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞,特別是Th1亞群。在胸腺和外周淋巴器官中,IL-2信號(hào)通路通過(guò)與高親和力的IL-2受體(IL-2R)結(jié)合,促進(jìn)Treg的分化和發(fā)育,導(dǎo)致T細(xì)胞中Foxp3基因表達(dá)的增加,促進(jìn)了Foxp3+treg的分化。當(dāng)IL-2與其受體結(jié)合時(shí),受體相關(guān)的JAK(特別是JAK1和JAK3),被激活。JAK1與IL-2Rβ鏈相關(guān),而JAK3與IL-2Rγ鏈緊密相連。JAK激酶的激活是由它們的磷酸化啟動(dòng)的,隨后使它們能夠磷酸化IL-2Rβ和其他下游信號(hào)分子。這種磷酸化為包含SH2結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子創(chuàng)建了對(duì)接位點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),STAT5被磷酸化的IL-2Rb鏈所吸引。在STAT5家族中,有兩種不同的蛋白質(zhì),STAT5A和STAT5B,它們都通過(guò)JAK激酶的作用進(jìn)行磷酸化。一旦磷酸化,STAT5蛋白形成同型二聚體或異型二聚體,與受體分離,并易位到細(xì)胞核,在那里它們與特定的DNA元件結(jié)合,促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄)。IL-10是Treg產(chǎn)生的主要抑制性細(xì)胞因子,同樣也會(huì)作用到Treg。
IL-10由巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生,被認(rèn)為是Th2細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子。IL-10分別通過(guò)JAK1和非受體酪氨酸蛋白激酶(Tyk2)磷酸化IL-10R1和IL-10R2的細(xì)胞質(zhì)尾部,從而誘導(dǎo)STAT3信號(hào)通路。雖然IL-10啟動(dòng)子缺乏Foxp3的結(jié)合位點(diǎn),但它確實(shí)包含STAT3的結(jié)合位點(diǎn),提示Foxp3可能通過(guò)STAT3信號(hào)通路間接調(diào)節(jié)IL-10的表達(dá)。Foxp3通過(guò)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HATs)乙?;疭TAT3,參與了IL-10的轉(zhuǎn)錄激活,形成了IL-10和Foxp3之間最重要的聯(lián)系。雖然IL-10信號(hào)通路并不需要誘導(dǎo)treg,但它是treg介導(dǎo)其抑制功能所必需的。IL-6是一種與自身免疫性疾病和炎癥性疾病相關(guān)的炎癥細(xì)胞因子。它可以由淋巴細(xì)胞和一些非淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。它也可以由成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞、系膜細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分泌。IL-6的促炎特性包括抑制treg的免疫抑制能力和干擾它們從初始T細(xì)胞中的分化。研究表明,高水平的IL-6和IFN-γ抑制了treg分化過(guò)程中Foxp3的表達(dá)。當(dāng)IL-6存在于炎癥部位,如黏膜炎癥部位時(shí),它可以通過(guò)酪氨酸導(dǎo)致下游STAT3的磷酸化,p-STAT3的高活性可增加T細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子RORgt的表達(dá),進(jìn)而降低Foxp3的表達(dá),從而導(dǎo)致CD4+ T細(xì)胞分化為T(mén)h17細(xì)胞,而不是treg細(xì)胞。TGF-b是一種由巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生的多功能細(xì)胞因子,在免疫調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。TGF-b主要通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞亞群的發(fā)育和功能來(lái)發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。TGF-b通過(guò)激活SMAD信號(hào)通路的抑制因子,誘導(dǎo)treg的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的表達(dá),這促進(jìn)了treg的產(chǎn)生,從而抑制炎癥和防止自身免疫反應(yīng)。TGF-b家族成員與受體作為配體合作形成受體復(fù)合物,激活受體調(diào)控的SMAD(R-SMAD),該SMAD與共同介質(zhì)SMAD(Co-SMAD)合作進(jìn)入細(xì)胞核。通過(guò)識(shí)別不同的SMAD結(jié)合蛋白并形成復(fù)合物,調(diào)控不同靶基因的特異性表達(dá),最終發(fā)生TGF-b的多種生物學(xué)效應(yīng)。
SMAD蛋白家族是第一組參與TGF-b信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)分子,該信號(hào)通路受到抑制性SMAD(I-SMAD,即SMAD6和SMAD7)的嚴(yán)格調(diào)控。SMAD6和SMAD7的n端結(jié)構(gòu)域僅具有37%的同源性,而含有SMAD7N-端結(jié)構(gòu)域和SMAD6 MH2結(jié)構(gòu)域的嵌合體對(duì)TGF-b信號(hào)通路的抑制方式與SMAD7相同。SMAD6傾向于抑制BMPI型受體ALK-3和ALK-6誘導(dǎo)的信號(hào)通路。
TGF-b在Treg和Th17細(xì)胞分化的平衡中也起著重要的調(diào)控作用。內(nèi)源性TGF-b與炎癥介質(zhì)如IL-6、IL-21和IL-23,一起抑制Foxp3的表達(dá),并啟動(dòng)RORgt介導(dǎo)的Th17細(xì)胞的分化途徑。隨著炎癥后期IL-6水平下降,TGF-b單獨(dú)促進(jìn)Foxp3的表達(dá)促進(jìn)Treg分化,抑制RORgt限制Th17細(xì)胞,從而維持Treg功能,控制效應(yīng)細(xì)胞反應(yīng)的終止。TNF-a是一種炎癥細(xì)胞因子,介導(dǎo)炎癥,并可能導(dǎo)致組織損傷。它由巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、CD4+ T細(xì)胞和NK細(xì)胞分泌。雖然TNF-a通常以增強(qiáng)免疫反應(yīng)和促進(jìn)炎癥,但它也被證明抑制Treg功能。TNF-a抑制treg的分化和發(fā)育,導(dǎo)致其數(shù)量的減少。在Treg分化過(guò)程中,TNF-a的存在干擾了TGF-b信號(hào)通路。這涉及到破壞下游信號(hào)分子的激活和轉(zhuǎn)導(dǎo),如SMAD蛋白家族的磷酸化和核易位,進(jìn)而影響Foxp3的表達(dá)和Treg分化。與傳統(tǒng)的CD4單陽(yáng)性細(xì)胞相比,TNF受體超家族成員,包括糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNFR相關(guān)(GITR)、CD134和TNFR2,在Treg前體細(xì)胞上過(guò)表達(dá)。這些受體通過(guò)TGF-b激活的激酶1(TAK1)和CD28依賴(lài)的信號(hào)通路增強(qiáng)T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)通路。缺乏TAK1和CD28的Treg前體細(xì)胞不能表達(dá)GITR、CD134或TNFR2,從而導(dǎo)致Foxp3+ Treg成熟的抑制。IL-35是IL-12家族的一個(gè)成員,是一種由p35和ep病毒誘導(dǎo)的基因3(EBI3)組成的異二聚體蛋白,它可以由Tregs分泌。IL-35可在各種組織和環(huán)境中表達(dá),如胸腺、周?chē)馨推鞴俸脱装Y部位,并通過(guò)激活I(lǐng)L-35受體(IL-35R)來(lái)影響treg的產(chǎn)生和維持。IL-35不僅抑制效應(yīng)T細(xì)胞,還促進(jìn)CD4+ T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生il35的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(iTr35)。IL-35通過(guò)與IL-35R結(jié)合來(lái)觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),IL-35R由兩個(gè)亞基(即IL12 Rb2和IL-27Ra)組成,隨后激活JAK1和Tyk2激酶,并激活STAT蛋白,包括STAT1和STAT4,形成二聚體或多聚體,然后易位到細(xì)胞核,在那里它們可以激活Foxp3的轉(zhuǎn)錄。此外,IL-4的研究結(jié)果有些不同。一開(kāi)始,在IL-4R缺陷小鼠,發(fā)現(xiàn)Treg的數(shù)量并無(wú)減少,被認(rèn)為IL-4對(duì)于Treg的發(fā)育不重要。但是后來(lái)發(fā)現(xiàn),IL-4可以促進(jìn)部分tTreg前體細(xì)胞生成tTreg細(xì)胞。Owen DL, Mahmud SA, Sjaastad LE, Williams JB, Spanier JA, Simeonov DR, et al. Thymic Regulatory T Cells Arise via Two Distinct Developmental Programs. Nat Immunol (2019) 20(2):195–205. doi: 10.1038/s41590-018- 0289-6參考資料
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