巨噬细胞免疫球蛋白超家族受体的研究进展_医学论文 作者：孙晨鸣, 马海霞, 刘光伟, 赵勇 【关键词】 巨噬细胞;,免疫球蛋白超家族受体;,抑制作用 [关键词] 巨噬细胞; 免疫球蛋白超家族受体; 抑制作用 巨噬细胞在免疫系统中的主要作用是摄取、 处理并提呈抗原给辅助性T淋巴细胞/迟发型超敏反应T淋巴细胞（TH/TD）、 B细胞, 提供活化第1信号; 分泌白细胞介素1（IL1）等第2信号分子, 导致以TH细胞活化及以抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）的方式使外源性物质破坏巨噬细胞表面存在多种受体, 如免疫球蛋白超家族受体、 补体受体（CR）、 CC趋化性细胞因子受体（CCR）、 A型清道夫受体（SRA）、 甾体类激素受体（如17β雌二醇受体ERα）、 Toll样受体（TLR）等, 其免疫调节功能主要是通过这些受体而实现其中免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily, IgSF）受体是巨噬细胞表面的一类重要受体, 参与了多种巨噬细胞诱导的免疫性疾病, 并在移植排斥反应中发挥重要作用IgSF受体可传导抑制性或兴奋性信号, 使巨噬细胞的功能上调或下调, 从而保持免疫系统的内稳态及产生有效的免疫应答。
1 IgSF受体的种类、 结构及基因表达 IgSF受体主要包括巨噬细胞Fcγ受体（FcγR）、 白细胞免疫球蛋白样受体（LILR）、 成对免疫球蛋白样受体（PIR）、 血小板内皮细胞黏附分子1（PECAM1/CD31）、 骨髓分化蛋白（MyD1）、 骨髓细胞上表达的触发受体（TREM）1、 白细胞分化抗原（CD）200和CD200R 1.1 FcγR FcγR与免疫球蛋白G（IgG）的Fc段有高亲和力共有3种FcγR, 分别是FcγRⅠ、 Ⅱ、 Ⅲ, 三者之间具有高同源性FcγRⅠ(D64)为Mr70000的糖蛋白, 存在于单核细胞和巨噬细胞膜表面FcγRⅠa1编码的FcγRⅠ胞外区, 与IgG具有高亲和力FcγRⅠ有两个重要的结构特征: 即受体的α链胞膜外区有3个免疫球蛋白样结构域, 和1个与α链同源的γ链, 两者以非共价键结合FcγRⅠ的α链只有一段很短的胞质区, γ链胞质区有免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）, 可传导活化信号FcγRⅡ（CD32）是40000的糖蛋白, 广泛表达于几乎所有骨髓细胞表面FcγRⅡ不同异型的功能有所不同, FcγRⅡA通过胞内信号传导引起细胞兴奋, 而FcγRⅡB则主要传导抑制性信号。
FcγRⅢ（CD16）是40~80000的糖蛋白FcγRⅢA表达于巨噬细胞、 肥大细胞及 自然 杀伤（NK）细胞, 而FcγRⅢB则只在中性粒细胞表达FcγRⅢ胞膜外区含有2个免疫球蛋白结构域, 与IgG的结合是低亲和力的近期研究表明, FcγRⅠ的高亲和力主要是由于含有第3条免疫球蛋白样结构域, 可与IgG2a和IgG2b特异性结合, 但不与IgG1结合FcγR的不同结构域与IgG复合物有不同亲和力的原因目前尚不明确, 有待进一步研究[1] 1.2 LILR LILR可与主要组织相容性复合体（MHC）Ⅰ类或相关分子结合, 表达于淋巴细胞及骨髓细胞膜表面LILR有5个抑制性受体（LILRB1~LILRB5）、 3个兴奋性受体（LILRA1~LILRA3）, 这些受体在胞外有2~4个IgSF结构域, 而胞质区含有酪氨酸残基 , 可磷酸化并发挥生物学作用其中LILRB2和LILRB4又被称为免疫球蛋白样转录受体4和3（ILT4和 ILT3）, 由染色体19q13.4编码[2] 1.3 PIR PIR包括PIRA和PIRB, 与LILR在结构、 表达方式及基因定位上有很多相似之处PIRA和PIRB超过92%的氨基酸序列是同源的, 有6个胞外免疫球蛋白样结构域, 1个疏水跨膜区, PIRB胞质内有4条免疫受体酪氨酸抑制性基序（ITIM）, 而PIRA的胞质内只有一段短的序列[2, 3]。
1.4 PECAM1/CD31 PECAM1/CD31的Mr为130 000, 编码基因位于17q23, 由6个胞外免疫球蛋白结构域、 1个跨膜区和1个胞质区组成的, 胞质区是由12个丝氨酸、 5个酪氨酸及5个苏氨酸残基组成, 含有ITIM[4] 1.5 MyD1 MyD1是信号调节蛋白（SIRP）家族结合蛋白, 包括3个胞外免疫球蛋白结构域, 1个由22个氨基酸组成的单链疏水跨膜区及至少4个酪氨酸磷酸化位点, 包括1个以上ITIM[5] 1.6 TREM1 TREM1是人染色体6p21编码的Mr为30000的IgSF糖蛋白, 包括1个胞外免疫球蛋白样可变区、 1个富含赖氨酸残基的跨膜区和1个短的胞质区[6] 1.7 CD200和CD200R CD200是一种广泛分布于细胞表面的糖蛋白, 可与骨髓细胞受体CD200R结合调节巨噬细胞的功能CD200和CD200R包括2个胞外IgSF结构域, 它们通过各自的氨基端相互作用CD200还有1个疏水跨膜单链和1个短的胞质区, 而CD200R的胞质区则含有可被磷酸化的酪氨酸残基[7] 通过对几种IgSF受体的研究发现, 这一家族受体的普遍特征是在胞外区含有数量不等的免疫球蛋白结构域, 可与相应的配体结合, 1条疏水跨膜单链, 结构不一的胞质区, 多数受体的胞质区含有酪氨酸磷酸化位点――ITIM或ITAM, 如: ILT、 PIRB、 PECAM1、 SIRP及CD200R等（图1）。
还有一部分受体则只有1个短的胞质区（如TREM1、 PIRA及CD200等） 图1 巨噬细胞上IgSF受体的结构（略） 2 巨噬细胞IgSF受体在免疫调节中的作用 IgSF受体在自身免疫性疾病、 感染、 肿瘤和移植排斥反应等多种病理过程中发挥着重要作用 2.1 FcγRⅢA的基因型与冠状动脉疾病（CAD）的关系 在巨噬细胞形成泡沫细胞引起动脉粥样硬化的过程中, 动脉斑块就是由氧化的低密度脂蛋白（OxLDL）混有丰富的免疫球蛋白组成的Gavasso等[8]揭示, FcR的基因多态性可能影响多种感染和自身免疫性疾病的易感性, FcγRⅢA会影响巨噬细胞对IgG抗原抗体复合物的清除, 从而引起CAD试验证明, 编码FcγRⅢA的V/V基因型比V/F或F/F能更有效地清除IgG1和IgG3免疫复合物（IC）, 从而对CAD患者起到保护作用, 这也是第1次将CAD与FcγRⅢA的基因联系起来 2.2 巨噬细胞上的IgSF受体与自身免疫性疾病 在自身免疫性疾病中, FcγR也发挥着重要作用如在IC引起的关节炎中, FcγRⅢ在调节炎症的发作及程度中发挥着重要作用在Nabbe等[9]的试验中, 膝关节局部感染腺病毒导致的干扰素γ（IFNγ）过度表达, 会引起IC关节炎的发作及恶化。
而在FcγRⅢ（/）的小鼠身上, IFNγ不会引起软骨细胞的死亡, 这证实IFNγ引起的关节炎是依赖FcγRⅢ的巨噬细胞上的其他IgSF受体在免疫调节中也发挥着重要作用, 如LILR家族（ILT）风湿性关节炎（RA）涉及到滑膜炎症和关节表面的破坏, 病理特征为滑液中中性粒细胞和巨噬细胞的增多, 巨噬细胞主要分泌炎性因子IL1β和TNFα, 而单核细胞ILT11的活化会导致钙离子流失及IL1β和TNFα分泌, 提示ILT11的分泌与RA是有联系的另外, 在RA早期阶段还可观察到巨噬细胞表面LILRB2的表达增加, 而巨噬细胞表面LILRB2表达的上调与RA的关系还需要进一步的研究 2.3 巨噬细胞上的IgSF受体与肿瘤 在肿瘤免疫中, 巨噬细胞IgSF受体对肿瘤的发生及抑制具有重要影响, IgSF受体可能会成为未来肿瘤分子 治疗 的重要手段在中枢神经系统肿瘤中, 星形细胞瘤和胶质母细胞瘤由于广泛侵袭周围脑组织而难于切除, 表达于神经系统巨噬细胞（小胶质细胞）表面的SIRPα1则可抑制肿瘤细胞的增殖及侵袭Thomas等[10]第1次在星形细胞瘤细胞活检中证实了SIRPα的表达而Kapoor等[11]推测, 下调表皮生长因子受体（EGFR）的表达可引起SIRPα基因转录水平的上调。
试验证实, SIRPα对许多信号传导途径有抑制作用, 可以减少肿瘤细胞转移、 生存及转化SIRPα与肿瘤之间的详尽作用机制还有待进一步阐明 2.4 巨噬细胞IgSF受体与移植排斥反应 Paulo等[12]对移植排斥中各细胞的作用进行了 总结 , 指出CD8+细胞毒性T细胞在排斥过程中起主要作用, CD4+T细胞则主要调节迟发型超敏反应, 并可刺激B细胞的成熟与分化, 通过FcR激活NK细胞和巨噬细胞引起ADCC巨噬细胞是通过释放调节因子（如: NO和TNFα等）而发挥作用其中NO被认为是巨噬细胞对移植物发生排斥反应的主要因子, 如在肾移植试验中, 一氧化氮合酶（NOS）的表达与血管内皮的损伤密切相关, 当选择性地抑制了NOS的表达后, 便可有效地减少血管内皮的损伤, 并延长受者的生存时间[13]因此, 近期的研究主要集中于巨噬细胞IgSF受体与NO的关系如Alblas等[14]研究证明, SIRPα经Janus激酶/信号转导子和转录激动子（JAK/STAT）和磷脂酰肌醇3激酶/Rac1（一种鸟嘌呤核苷三磷酸酶结合蛋白）/还原型辅酶Ⅱ（NAPDH）氧化酶/过氧化氢依赖途径可诱导NO的产生。
但巨噬细胞IgSF在移植排斥反应中作用的研究还很有限, 且研究多集中于巨噬细胞对移植物的ADCC作用, 而巨噬细胞作为抗原呈递细胞对排斥反应的作用的研究尚待深入随着研究的不断进展, 巨噬细胞IgSF受体对肿瘤、 自身免疫性疾病及排斥反应的影响及机制会得到不断揭示, 其在预防和治疗免疫性疾病、 肿瘤的分子治疗及防止移植后排斥反应等方面将会发挥越来越重要的作用 3 IgSF受体的作用机制 IgSF受体胞外区决定了与不同配体的相互结合, 而胞质区则通过一系列反应影响细胞的功能受体FcγR、 ILT4、 ILT3、 PIRA、 PIRB及PECAM1等胞质区内都含有酪氨酸磷酸化区, 酪氨酸磷酸化在调控巨噬细胞活性过程中发挥着重要作用其中FcγR最具有代表性, 而且也是巨噬细胞氧化反应发生的主要信号传导途径, 研究的也最为透彻配体与FcγR的结合引起信号传导, 对细胞产生兴奋性和抑制性作用, 这两种相反的作用主要是由于受体胞质区内的ITAM和ITIM两种不同的信号传导途经所致其中FcγRⅡB中发现有ITIM区, 可传导抑制性信号; 而FcγRⅠ和FcγRⅢA则是通过γ链同源二聚体将信号传导入巨噬细胞的细胞核中。
每个γ链都有一段ITAM氨基酸序列复制, FcγRⅡA和FcγRⅡC在胞质区的α链中含有ITAM区ITAM和ITIM的磷酸化会引起下游信号的活化, 发生一系列级联反应, 从而发挥对巨噬细胞的调节作用 3.1 含有ITAM基序的受体所介导的信号途径 最初研究表明, FcγR内的ITAM一旦被磷酸化, 就会成为酪氨酸激酶（SyK）的结合位点, 使SyK二聚化活化的SyK可使其下游信号蛋白磷酸化, 包括磷脂酰肌醇3激酶、 鸟嘌呤核苷酸交换因子（Vav）、 细胞外信号调节激酶（Erk）、 泛素连接酶（Cbl）、 B细胞连接蛋白（BLNK）及76 KD的含SH2区的白细胞磷酸蛋白(SLP76)和粘着斑激酶（FAK）, 从而传导活化信号FcγRⅡB与配体结合后, FcγRⅡB胞质区α链内的ITIM区可通过磷酸化激活纤维糖磷酸盐5磷酸酶（SHIP）活化的SHIP可水解信使――磷脂酰肌醇, 解除含有ITAM的FcγR调节酪氨酸激酶活性, 阻止胞外钙离子（Ca2+）流入, 从而阻断活化信号的传导[15]随着研究的不断深入, 越来越多的信号传导途径被发现, 这些信号途径相互影响, 信号分子互相作用, 从而构成了细胞内复杂。