MDSC的功能研究进展与应用前景 - 江汇涓
更新时间:2023-09-10 05:40:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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临床血液学杂志2013年26卷5期
·348·
)JClinHematol(China
MDSC的功能研究进展与应用前景*
江汇涓1 邵宗鸿1△
关键词]免疫抑制;靶向治疗 [ 髓源性抑制细胞;
()中图分类号]文献标志码]文章编号]392.4 [0042806201305034805 [ R A [ 1---Researchadvancementsandalicationrosect pppp
meloidderivedsuressorcellsof - ypp
(ummareloidderivedsuressorcellsMDSC)oriinatefromtheimmaturemeloidcellsinbonemar S M- -yppgyyrow.MDSCactasaheteroeneicimmunoreulatoroulationwhichcanexandinresonsetomanatholoical ggyppppypg
,canaravatethedevelomentandrowthoftumor.HenceMDSCmabecomenoveltheraeuconditions.MDSC -ggpgyp tictaretsofmandiseases. gy
(;;KewordseloidderivedsuressorcellsMDSC)immunosuressiontaretedthera m- yppppgpyy
meloidderivedsuressor 髓源性抑制细胞(- ypp
,是近年广泛研究的具有免疫抑制功能cellsMDSC)的细胞群,其来源于骨髓祖细胞和未成熟髓系细胞,在肿瘤、感染、自身免疫性疾病中呈现募集活化,参与免疫逃逸、免疫耐受、炎性反应等病理过程。因此,作为重要的免疫负调控细胞群体,MD-可能成SC在多种疾病中的作用正日益受到关注,为治疗的新靶点,本文将对MDSC的功能研究进展及应用前景予以概述。
1 MDSC的起源和表型
异质性的细胞群体,包MDSC是一类未成熟、括髓系前体细胞、不成熟的粒细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞(等,该群细胞约占髓系细胞的1%DC)/其中约13分化为成熟细胞。在正常体内,~5%,
),造血干细胞分化为未成熟髓系细胞(IMCsIMCs
进步分化为成熟的中性粒细胞、巨噬细胞或DC。而当机体发生肿瘤、炎症、感染等病理情况时,IMCs的正常分化可被炎性因子或肿瘤来源的细胞因子阻滞,诱导其成为MD并在外周血、骨髓或SC,病变部位募集、扩增、活化。
MDSC被定义为共同表达髓系抗 在小鼠体内,
++
)。根据原GR1和CD1lb的细胞(GR1CD11b--++
细胞可进LY6C和LY6G的表达,GR1CD11b-+
一步分为粒细胞样MDSC(CD11bLY6G+
+
和单核细胞样MDLY6Clow)SC(CD11bLY6G-1〕)。在人类,亚型〔LY6ChiMDSC通常被描述为-+
细胞群体;或表达髓系标记CCD14CD11bD33,
++
的MD而MDCD11bCD14SC群体,SC同样可分
为粒细胞样MD与单核细SC(CD15,CD66,CD33)
〕3-5
),。胞样MD两者的功能有所区别〔SC(CD14
2 MDSC的扩增与活化途径
研究表明,慢性炎性因子募集骨髓MDSC至外周血或肿瘤组织,肿瘤基质MDSC在肿瘤细胞、细胞等分泌的细胞因子(作用下进一步扩增、CK)活化,抑制免疫应答。相关的CK包括环氧化酶-2()、、、前列腺素E(干细胞因子(COX2PGE)SCF)
、巨噬细胞粒细胞集落刺激因子(白介素GM-CSF)
(等,这些CIL)6和血管内皮生长因子(VEGF)K-通过多种信号途径上调MDSC数量及功能。2.1 STAT家族
参与MD扩增的最重要的是细胞信SC募集、。磷酸化的S号激活及转录因子3(STAT3)TAT3
、、主要通过上调细胞周期蛋白D促生长基因mlcy
-
凋亡抑制基因bclxl等促进MDSC的扩增和存活。STAT3还可通过上调IMCs的S100钙结合信号蛋白A和A抑制I8(S100A8)9(S100A9)MCs
正常分化,使MD活化T细胞SC数量扩增。另外,及肿瘤基质细胞分泌的干扰素γ(可通过IFN-γ)
()、诱导STAT1上调MDSC表达精氨酸酶1AGR1,性一氧化氮合酶(从而抑制T细胞功能。iNOS)
/IL4RSTAT6信号途径也可上调MDSC的-α
)表达,导致抗肿ARG1和转化生长因子β(TGF-β
6〕
。瘤免疫受抑〔
2.2 MD88信号通路y
髓样分化因子(meloiddifferentiationfac-y
,是Ttor88,MD88)oll样受体(Tolllikerecetor-yp信号途径中的关键分子,而TTLR)LR能诱导免疫
细胞迁移到炎症部位,并可促进树突状细胞成熟,在获得性免疫中起到重要作用。非细菌性炎性反应小鼠模型中,MD88敲除后分泌IL10的MDSC-y数量明显减少,提示MD88LR信号途径也参与-Ty
同时缺乏表达成熟髓系/淋系细胞的表面标志与
〔〕+
与HLA-DR2。也有报道表面标记CD15
:;基金项目:国家自然科学基金(卫生公益No81170472)
:;性行业科研专项经费项(天津市科技计No201202017):)划项目抗癌重大科技专项(No12ZCDZSY17900
1
)天津医科大学总医院血液科(天津,300052
△
审校者
:通信作者:邵宗鸿,E-mailshaozonhonina.com@sgg
*
第5期江汇涓,等.MDSC的功能研究进展与应用前景
·349·
〔〕
了MDSC募集扩增7。2.3 其他参与调节MDSC的信号通路
在移植研究中,受体Smad3调节蛋白(-/-)〔6〕
。T细胞激活1
新研究显示,左旋谷氨酰胺可影响MDSC的
〔〕7
。活化,其缺乏可抑制iNOS活性1
小鼠体内的移植排斥反应减弱,表现为移植物中
单核/巨噬细胞、MDSC增多,T细胞浸润减少,,提示Th2型免疫反应增强(IL4、IL10生成增加)--〔〕
Smad3是MDSC分化及功能的负调控因素8。Fas信号可通过上调肿瘤细胞分泌PGE2而募集
)进步诱导肿瘤原位的调节性T细胞(MDSC,Treg
9〕
。新近研究显示,的扩增〔TNF信号通路也可通过TNFR2上调细胞型FLICE抑制蛋白(c--〔0〕
、。阻滞cFLIP)asase8活化而促进MDSC募集1-p3 MDSC的功能及其机制既往研究证实,MDSC可通过多种途径抑制多种免疫细胞功能,从而下调机体免疫应答效应。但近年来,随着研究的不断扩展和深入,MDSC的作用机制逐渐被阐述,同时也发现其功能并不限于免疫抑制,在某些情况下可表现为免疫正调节以及其他作用,其异质性与可塑性呈现出多功能状态。3.1 MDSC对免疫细胞的抑制作用
MDSC对抗肿瘤免疫的负调控作用以抑制+
CD8T细胞为主。MDSC不但可导致肿瘤特异性
+
同时抑制了CT细胞数量下降,D8T细胞的活化
及杀伤肿瘤细胞的功能。另外,MDSC还可通过下
3.1.4 胞间接触与其他分子 除了ARG1和iN-OS途径外,MDSC也可通过细胞间接触直接抑制
++
CD8T细胞功能。MDSC和CD8T细胞直接接触,产生过氧亚硝酸盐引起TCR和CD8分子的硝
+
化作用,改变了相关分子结构,从而导致CD8T细
18〕
。胞对抗原刺激的无应答状态〔
在MD细胞间接触SC对天然免疫的影响中,
也起到了重要作用。MDSC表面的膜结合型TGF-,通过细胞间接触下调NK细胞受体NKG2D的β
表达,从而抑制NK细胞杀伤功能、阻断IFN-γ生11〕
。另外,成〔MDSC可通过细胞表面TLR抑制巨噬细胞分泌I从而促使肿瘤免疫向促进肿瘤L12,-19〕
。生长的2型反应发展〔
有研究发现,癌症患者MDSC高表达CD40,
这部分MD对T细胞增殖SC与T细胞共培养时,及其分泌I而在体外培养FN-γ有较强的抑制效应;中,可溶性C并能够D40L可促使Treg细胞扩增,
,以上提示C抑制单核细胞活化生成IL12D40在-〔0〕
。MDSC的功能中也起到重要作用2MDSC还可下调naiveT细胞淋巴结归巢所必
需的分子C使nD62L表达,aiveT细胞不能有效迁
+
导致分化成为C移到淋巴结,D4+和CD8T细胞
6〕。数量减少〔
调穿孔素和IFN-γ的表达来抑制自然杀伤细胞
〕11-12
(;的细胞毒活性〔通过抑制D巨噬细胞NK)C、
〕13-14
。研究表明,的分化而下调抗肿瘤免疫应答〔
MDSC上述功能主要通过以下机制发挥作用。
3.1.1 ARG1和iNOS ARG1和iNOS是MDSC的主要功能途径。MDSC高表达ARG1和iNOS,ARG1和iNOS分解耗竭微环境中的LL-精氨酸(-)。而L-AArrgg为T细胞活化所必需的氨基酸,其缺乏可促使T细胞上调细胞周期素D细胞周3、
(),阻滞T细胞增殖;并下调期素依赖激酶4CDK4
+
导致CT细胞受体相关CD3D8T细胞ζ链表达,
6〕
。活化信号传导障碍〔
)3.1.2 活性氧物质(ROSOS被证实为MDSC R
3.2 MDSC对调节性T细胞的增强作用
多数研究显示,促进MDSC可诱导Treg扩增,+
该反应可能依FoxP3Treg对免疫的负调控作用,
〔1〕
。而肿瘤浸润赖于IFNLl0的协同作用2-γ和I-部位的MDSC高表达趋化因子CCR5受体CCL3、
可介导C在CCL4、CCL5,CR5依赖的Treg募集;
肿瘤生CCR5缺陷鼠模型中显示Treg功能受抑,
22〕
。但也有研究提出,某些荷瘤小鼠的长延迟〔
〔23〕
MDSC可抑制TGFre-g分化。β介导的T
+
另外,不同MD细SC亚群可诱导naveCD4
+
胞向不同亚群分化,如CD14HLA-DR-/low MD-+
,而CSC诱导其分化为TreD14HLA-DR+MD-g
SC则诱导其分化为参与炎性/自身免疫反应的重要辅助细胞T并且在不同Ch17;K作用下,MDSC
发挥免疫抑制功能的另一重要机制。在动物模型
和肿瘤患者中均发现MDSC的ROS上调。研究显示该现象与STAT3有关:STAT3信号通路调节
高表达,MDSC的NADPH氧化酶(NOX2)NOX2促使R从而抑制T细胞免疫。在荷OS生成增高,
瘤小鼠模型中阻断ROS后,MDSC对T细胞的抑
15〕
。制作用随之减弱〔
可影响Treh17细胞间相互转化。该现象可g与T
能提示,MDSC在炎性反应和免疫耐受间的平衡与
24〕
。相互转化中起到重要调节作用〔
3.1.3 氨基酸代谢 半胱氨酸是T细胞活化所必
需的氨基酸。而T细胞与MDSC都不能直接合成半胱氨酸,均需要利用微环境中的半胱氨酸或胱氨酸。因此,在病理情况下,MDSC在病变部位募集扩增,导致与T细胞竞争半胱氨酸增加,从而干扰
3.3 MDSC在肿瘤微环境中的作用
肿瘤研究证明,如MDSC可分泌多种CK,
)、基质金属蛋白酶(碱性成纤维细胞VEGF、MMPs生长因子(等,这些CbFGF)K能够促进肿瘤血管
25〕
。但也有相的生成,形成适合肿瘤生长的微环境〔反报道指出,MDSC源的VEGF可能抑制肿瘤血
·350·
临床血液学杂志第26卷
26〕
。以上提示MD管生成和肿瘤进展〔SC在肿瘤微
环境中具有复杂的生物学效应。
在骨髓增生异常综合征研究中发现,MDSC表面T促使MDLR4、TLR2表达增高,SC活化产生可抑制造血前体细胞炎性因子MRP8和MRP14,
/的集落形成,导致骨髓衰竭,而阻断MRP8MRP14〔7〕
。有助于改善BFU-E、CFU-GM形成2多发性骨髓瘤小鼠模型研究中显示,MDSC可28〕
。分化为破骨细胞,加重瘤负荷与骨骼损害〔4 MDSC的治疗前景
MDSC以多种机制参与了多种免疫反应的病
并起到重要调节作用。因此,随着MD理过程,SC的认识不断深入,逐渐向人们展现出对于疾病治疗
的新靶点与方向。
4.1 抑制MDSC对疾病的治疗价值4.1.1 抑制MDSC增强抗肿瘤免疫 MDSC在肿瘤免疫中有促进肿瘤细胞的免疫逃逸、加速疾病进展的效应。因此,去除或抑制MD可能成为肿SC,瘤治疗的一个新靶点。
在去除MD化疗药物吉西他滨可直SC方面,
29〕
。而针对增强抗肿瘤免疫〔接减少MDSC数量,
肺癌小鼠模型显MDSC的单克隆抗体也在探索中:示,抗G增加r1或抗L6G单抗可去除MDSC,y
+
抑制肿瘤APC、CD8T细胞、NK等数量及活性,生长
〔30〕
并可同时下调T提高抗肿MDSC为明显,reg数量,
35〕
。酪氨酸激酶抑制剂舒尼替尼瘤效应〔
()可减少人血及鼠脾中MD阻断未分sunitinibSC,化MD降低中性粒细胞样MD恢SC增殖、SC存活,
36〕
。复T细胞活化,但该效应存在个体差异〔
对于阻断MDSC的功能,有研究提示ni-从而逆转troasirin可影响ARG或iNOS的活性,p
37〕
。而在荷瘤小鼠模型中阻断抗肿瘤免疫耐受〔
〔5〕
。ROS也可改善MDSC对T细胞的抑制作用1另外,其他可促进MD如SC募集活化的CK(
,相应的阻断剂也可能抑制MDCOX2、PGE2等)-为临床治疗提供新思路。SC的扩增和功能,
免疫性疾病中的意义4.1.2 抑制MDSC在炎性、
SC在自身免疫性疾病、 越来越多研究显示MD
炎性介导的组织损伤等病理状态同样起到促进疾
〕38-39
。在自身免疫脑脊髓炎小病发展的重要作用〔
从而抑鼠模型中,emcitabine可降低MDSC数量,g
+
制C减少TD4T向Th17分化,h17依赖性炎性反
40〕
。应,改善疾病状况〔在获得性免疫缺陷研究中,HIV血清反应阳性
的患者检测出单核样MD并且对于抑制TSC升高,细胞免疫有促进作用,该发现为抗HIV治疗提供
41〕
。了新的方向〔
4.2 MDSC的免疫负调控作用的应用价值
MDSC的免疫抑制效应可促进肿瘤等疾病恶化,但在其它病理状态却有可能利用该功能发挥正作用。
在感染性疾病,如细菌性肺炎的的急性肺损伤主要由组织内中性粒细胞持续浸润导致,而肺炎小鼠模型中,MDSC升高后可促进中性粒细胞凋亡,
42〕
。肝脓毒症小鼠的MD改善疾病预后〔SC可抑制
43〕
。在移植炎性反应,提高急性肝损伤小鼠生存率〔
。但也有动物实验报道,荷瘤小鼠注射抗
〔1〕
。L6G抗体RB68C5并不能有效去除MDSC3-y
因此,MDSC表面分子标记目前尚不具有特征性,一些分子标志(如G在正常细胞上也有表达,同r1)
相应单抗治疗的靶向时考虑到MDSC的异质性,性与副作用仍待进一步研究。
全反式维甲酸(在实验中证实可促进ATRA)巨噬细胞及粒细胞,从而改MDSC分化为成熟DC、善抗肿瘤免疫状态,其部分机制可能与上调谷胱甘
表达,抑制MD肽合酶(GSS)SC的ROS生成有
6〕
。含有非甲基化C关〔G基序的寡聚脱氧核苷酸p(可促使MDCGODN)SC向M1型巨噬细胞分 p32〕
。提高抗肿瘤免疫效应〔化,
在MD针对相应信号通路SC募集活化方面,
排斥反应模型中,MDSC则能通过NO-依赖途径
9〕
。抑制移植物排斥反应〔
在基因治疗中,以NK细胞为主的免疫反应往往会清除病毒载体,为治疗造成障碍,研究显示腺病毒感染早期粒细胞样MDSC迅速募集、ROS产
生增高,而去除MDSC可加速腺病毒清除。此现该功象提示MDSC可抑制NK活化与抗病毒反应,
44〕
。能具有提高基因治疗的潜质〔
因此,合理利用MD在炎SC的免疫抑制功能,
症、器官移植及基因治疗前景中同样具有应用价值。参考文献
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:[]rivedsuressorcellsanoveltheraeutictaretJ. pppg
与细胞因子受体阻断剂的各项研究也在进行中。如STAT3抑制剂可降低荷瘤小鼠模型中MDSC
+
增殖,改善T细胞免疫功能;VEGFR1MDSC在而V肿瘤模型中具有功能活性,EGF特异阻断剂
〔〕
Avastin可有效降低MDSC数量6。抑制SCF与受体K恢复T细胞IT结合也可减少MDSC扩增,
33〕
。抑制L/免疫及抗肿瘤血管新生作用〔TB4促进瘤组织中BLT1信号可明显减少MDSC募集,
、并减低T增加抗肿瘤效应的TDC成熟,reh17与g
34〕
。C记忆性T细胞亚群数量〔TLA4阻断药物尤其以单核细胞样tremelimumab可下调MDSC,
第5期江汇涓,等.MDSC的功能研究进展与应用前景
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()收稿日期:20130321--
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