第五节　调节性T细胞的发育(Development of Regulatory T Cell)

调节性T细胞(regulatory T cell，Treg)是T细胞中一类重要的免疫抑制亚群，在正常人外周血CD4⁺T细胞中约占5%～10%。该类细胞持续高表达CD25分子(IL-2a)，Treg细胞的表型为CD4⁺CD25⁺。

一、Treg细胞的来源

Treg细胞主要来源于胸腺。新生期小鼠行胸腺切除术以及人类胸腺发育不全(Di-George综合征)可使Treg细胞发育受损，并导致器官特异性自身免疫病的发生。清除小鼠成熟胸腺细胞中的CD4⁺CD25⁺Treg细胞，然后再行过继性转移，可以在同种系T细胞缺陷小鼠引起自身免疫病，这表明正常小鼠胸腺不但可以产生自身反应性T细胞，同时也产生抑制自身免疫反应的Treg细胞。Treg细胞主要分布于新生胎儿胸腺纤维膈的血管周围区域。在胎儿及新生儿胸腺组织中，该类细胞伴随早期阶段胸腺细胞的发育而发育。有报道证实在个体出生后1～2d，胸腺就出现了CD4⁺CD25⁺胸腺细胞(不具备Treg活性)。目前的研究表明CD4⁺CD25⁺Treg最早出现在T淋巴细胞发育的双阳性阶段。

二、Treg细胞在胸腺的发育过程

1.阳性选择

Treg细胞在胸腺的发育与普通的T细胞相似，在胸腺微环境的参与下，经过复杂的选择过程形成多样性TCR库。但是，该类细胞识别广泛存在的自身抗原，该细胞特异性TCR与胸腺基质细胞(主要是胸腺上皮细胞)表达的MHCⅡ类分子-自身抗原肽复合物结合，是Treg细胞发育过程中抑制性表型获得的关键因素之一。

关于Treg细胞在胸腺皮质或髓质发生阳性选择的认识，人们的看法并不一致。一些学者认为Treg细胞在胸腺髓质环境中发育，识别选择性表达在髓质上皮细胞岛上的组织抗原，导致强烈的局限性Treg细胞反应。另一些学者则指出，胸腺皮质是Treg细胞发生阳性选择的地方，主要因为胸腺皮质上皮细胞表达MHCⅡ类分子，从而引起Treg细胞表型和功能的变化。然而，如果皮质上皮细胞在DP阶段对Treg细胞进行阳性选择，则无法解释具有典型Treg细胞特征(Foxp3⁺、CD25⁺或者CTLA-4⁺)的T细胞只有少量出现于胸腺皮质中，而大部分则分布于髓质中的事实。因此，推测Treg细胞前体最初是在胸腺皮质上皮细胞发生第一次阳性选择，但该类细胞的完全成熟和增殖却需要依赖细胞进行第二次“阳性选择”。在人类胸腺中，胸腺小体表达的胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)能激活胸腺CD11c⁺DC高水平表达CD80和CD86，这些TSLP依赖的DC能诱导胸腺髓质中的CD4⁺CD8^－CD25^－增殖分化为CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺Treg细胞，从而完成Treg细胞的第二次阳性选择。

2.阴性选择

一般认为，在胸腺组织中，凡是能以其TCR识别胸腺基质细胞表面MHC分子或MHC分子-自身抗原肽并显示高亲和力的T细胞克隆，将通过细胞凋亡而导致克隆清除，当T细胞克隆的TCR与MHC分子之间出现低或中等亲和力，以及TCR无法识别自身抗原肽时，这些细胞克隆才能继续存活而发育为成熟T细胞，此即阴性选择。但是，Treg细胞的TCR尽管具备自身抗原特异性，在胸腺的阴性选择中，无凋亡出现，却反常地继续分化发育成为Treg细胞。对这种反常现象的发生机制尚不清楚。目前的研究主要有以下几种说法：①提呈自身抗原肽的主要是胸腺上皮细胞；②与TCR结合自身抗原肽的亲和力有关；③内源性TCR基因重组；④抗凋亡活性分子(GITR)产生。

三、Foxp3及其他调节分子在Treg细胞中的作用

叉状头/翅膀状螺旋转录因子(orkhead box protein P3，Foxp3)主要表达于胸腺及外周血的Treg细胞群中，是调控Treg细胞发育和功能的关键因子，Foxp3在出生后3～4d才开始表达。2001年，首次发现Foxp3是叉头样转录因子家族中的成员。并逐步证实Foxp3是一个50kU的转录因子，也称为Scurfin、JM2、IPEX，具有调控基因表达作用。Foxp3可诱导Treg细胞GITR、CD103和CTLA4的表达，并且促使Treg细胞表型形成。Foxp3过度表达会引起机体的免疫应答下降。Foxp3的缺乏导致Treg细胞的缺失。将活化的Foxp3因子混合于非活化的T细胞中可以使这些细胞发挥与Treg细胞相同的作用。

CD28/B7相互作用对外周Treg细胞的平衡调节很重要。在CD28或CD28/B7双剔除小鼠中，Treg细胞数量明显减少，同样如果应用B7封闭抗体注入小鼠，也可产生相似的结果，导致Treg细胞数量减少50%，与此同时自身免疫性疾病明显恶化。CTLA4组成性高表达在Treg细胞表面，对Treg细胞的产生和功能维持具有一定作用，CTLA-4^－/－小鼠也可产生严重致命性淋巴细胞增殖综合征。但是CTLA-4在Treg细胞中准确的生物学作用还不清楚。此外，LFA-1、IL-10、雌激素等缺陷，可导致Treg细胞的减少、缺失或加重自身免疫性疾病。

Treg细胞还可表达多种共刺激分子(GITR、4-1BB、ICOS、OX40等)、趋化因子受体(CD62L、CCR4、CCR5、CCR8、CXCR4等)及黏附分子(ICAM-1)，为Treg细胞的发育、生存及活化提供重要的协同刺激信号，并参与Treg细胞与效应性T细胞、抗原提呈细胞(APC)等的直接接触，介导免疫调控。

总之，Treg细胞可能是机体以“主动”方式来维持自身稳定的主要途径，具有抑制自身反应性T细胞、阻止自身免疫性疾病的发生、维持自身免疫耐受等功能。目前，人们对Treg细胞的产生过程、分化发育及其影响因素的认识还相当有限，这方面的研究有利于人为进行有效的免疫调控，在免疫病理、自身免疫性疾病、移植耐受、肿瘤免疫治疗等方面均有重要的意义。

本章小节(Summary)

本章节中介绍了造血干细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞以及调节性T细胞的发育。造血干细胞经历多能干细胞，定向干细胞发育阶段后，最后发育成为成熟的子代细胞。T淋巴细胞在胸腺中从双阴性细胞，发育为双阳性细胞，最终发育成具有免疫功能的成熟的单阳性T细胞，在这过程中T细胞必须经历阳性选择和阴性选择。B淋巴细胞也需经历抗原非依赖期和抗原依赖期两个阶段才能发育成熟。自然杀伤细胞在发育中也经历了一系列阶段，在不同的阶段中自然杀伤细胞的表面标志也会相应变化。调节性T细胞也需经历阳性选择和阴性选择，并且Foxp3分子是调控该细胞发育和功能的关键因子。

复习思考题(Review Questions)

1.T淋巴细胞在胸腺发育成熟过程的阳性选择和阴性选择有何生物学意义?

2.简述BCR多样性的形成机制。

刘　仿　马胜早