1、干扰素- 及其诱导蛋白 IFIT4 在系统性红斑狼疮中的研究进展V0llO.No.52006 年 5 月第 lO 卷第 5 塑也干扰素一 I 及其诱导蛋白 IFIT4 在系统性红斑狼疮中的研究进展黄向阳顾越英沈南系统性红斑狼疮(SLE) 是一种难治性慢性疾病 ,遗传背景极其复杂,累及多脏器损害,其特点为整个免疫系统功能的紊乱,抗原递呈细胞(APC)功能异常,免疫失耐受,细胞凋亡异常,淋巴细胞功能异常,大量的浆细胞活化导致多克隆免疫球蛋白血症,产生大量的针对 DNA 和核小体的自身抗体,生发中心前 B 细胞数量增多,但整体 B 细胞减少,T 淋巴细胞减少伴随一些自身反应性 T 细胞,免疫复合物清
2、除障碍,多器官受损,是公认的自身免疫病的原型.尽管 SLE 的细胞和分子发病机制尚不清楚,但近来 IFNI 及 IFNI 诱导的基因在 SLE 发病中的作用逐渐受到重视.1I 型 IFN 与 SLE 发病相关多项研究表明.I 型 IFN 与 SLE 等自身免疫病的发病密切相关.主要实验证据为:在 SLE 患者中 IFNI 的血清水平与病情活动呈正相关:IFNI 在治疗丙型肝炎病毒感染和肿瘤时诱发自身抗核抗体产生,出现 dsDNA 抗体,导致多组织损伤;在小鼠诱发狼疮鼠;IFNI 诱导剂(p0lyI:c)引起 B6lpr 小鼠(缺陷 )的肾炎明显加剧 ,高水平的自身抗体分泌 ,血清中免疫球蛋白(
3、Ig)10 倍增长,大量的活化淋巴细胞积聚,而在 IFNI 受体缺陷的同样遗传背景小鼠的肾脏中,免疫复合物沉积和淋巴结病的表现都较轻.表明 IFNI 的大量产生与一些自身免疫病症状的发生和严重性有一定相关性,它既是病情的结果也是病情加重的原因1.长期以来 IFNI 被认为仅有单一的抗病毒作用.其实IFNI 在天然免疫和获得性免疫中具有多重调节效应.在天然免疫中,IFNI 主要发挥抑制病毒复制的作用,又可增加感染细胞对凋亡的易感性从而限制病毒扩散.而感染细胞的加速凋亡又促进了专职抗原递呈细胞(APC)摄入更多的抗原,从而对获得性免疫反应的启动起重要作用.IFNI 是天然免疫和获得性免疫的重要调节
4、剂.通过以下方面参与调节.感染后,IFNI 很快产生,参与炎性早期信号反应; 促进主要组织相容性复合体(MHC)表达;直接诱导树突细胞的分化,成熟;延长活化和记忆 T 细胞的寿命;直接增强 B 细胞对BCR 配体的敏感性;正常鼠骨髓 ,胸腺组成性表达的 IFNI在严格选择 BCR 库方面有关键作用.IFN I 可能既控制免疫的广度,又控制免疫的性质.2DC/TLRaFNIpathways 途径诱导自身免疫病的重要作用TLRfiFNIpathways 途径 (TLPdTypeIInterferonPathways)简而言之是指 :抗原( 如病原体,凋亡产物) 通过天然免作者单位:200001 上
5、海交通大学医学院附属仁济医院风湿科?综述?疫系统的抗原递呈细胞表面的 Toll 家族受体 TLR(Tollikereceptor)信号途径诱导 IFNI(IKKs 与 IRF3 相互作用的结果)产生 .IFNI 再通过与其受体(IFNR)结合,同时受病毒等感染因素和威内源性调节因素作用促进 IFNI 诱导的蛋白(如 IFIT1,IP-10 等)产生,导致特异性炎症反应和细胞凋亡【3.该途径在介导天然免疫和获得性免疫的交互联系(crosstMk)中有非常重要的作用,在免疫失衡的条件下诱导自身免疫的发生.树突细胞(DC)作为 APC,是介导天然免疫和获得性免疫的中心和桥梁.它可以整合天然免疫信息并
6、把它传递给淋巴细胞.IFNI 主要由未成熟的浆细胞样树突细胞(pDc)大量产生,而 IFNI 调节获得性免疫的发生正是通过 IFNI 在多种 DC 的效应来完成的.例如在病毒感染时,IFN I 既促进受病毒刺激的 DC 的成活又抑制单核细胞向髓样 DC 分化,而且多种 DC 在 TLR 介导的活化过程中都需要 IFNI 的参与.DC 是通过保守的 TLR 来识别微生物上保守的病原相关分子模式(pathogenassociatedmolecularpatterns,PAMPs)而被活化,从而启动针对病原抗原的获得性免疫.自身免疫机制中,针对自身抗原的效应 T 细胞活化,至少需要 TCR/MHC/
7、Ag复合物和共刺激分子 CD28/CD86/80 相互作用的两个信号,现已发现,TLR 信号引起 DC 活化为 APC,一方面引起 MHC和 CD86/80 上调.这是效应 T 细胞活化所必须的共刺激信号;另一方面产生细胞因子,使特异性效应 T 细胞对调解 T细胞(Tr)的抑制作用不起反应,从而使效应 T 细胞活化,导致自身免疫病.故 DC 活化对启动自身免疫病至关重要 .在 1O 种 TLR 中,TLR9 的配体是一种核酸物质,即非甲基化的 CpG,广泛存在于细菌 DNA,而在脊椎动物 DNA 中很少,提示 TLR9 在区分自我和非我 DNA 上有重要作用.实验表明质粒 DNA 的疫苗可以通
8、过 TLR9 活化 DCE.人 TLR9 主要表达在 pDC,少量表达于 B 细胞.值得注意的是.pDC 是人体主要产生 IFNI 的细胞,又称为 IPCs(NaturalIFNproducingceHs),其 IFN 产量高于其他细胞 2001000 倍:而 pDC 上TLR9 识别 CpG-A 的信号作用是诱导 DC 产生 IFNI 的最主要和重要的信号通路5.IFN-a 不仅是 pDC 存活生长的重要因子,而且直接诱导树突细胞的分化成熟.所以说 DC 完全活化很大程度上依赖 IFNI 的产生和自(旁)分泌正向反应环6.实验证实在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)易感 sJL鼠,APC 可
9、通过 TLR9 和 TLR4 被活化.打破 T 细胞自身耐受,引发自身免疫病:通过-II 胁识别 cpG 或细菌毒素,APC细胞活化增殖,主要表现在 MHC-II 和共刺激分子 CD86 表达?298?上调,rNF_alpha,IL-12 分泌增多 ,使自身反应性 T 细胞分化成熟为效应细胞,导致外周耐受和自身免疫的失衡而诱发EAE 发生.一方面证明多发性硬化(MS)至少部分是由于APC 如 DC 的内源性活化所致.3I 型 IFN 通过诱导 DC 分化发挥 SLE 的致病作用I 型 IFN 及其免疫调控通路可能在 SLE 发病中扮演重要角色.它可直接促进树突细胞(DC)分化,成熟渖】.Bla
10、nco 等发现 SLE 患者血清可以诱导正常人的单核细胞分化为 DC,血清中发挥此作用的正是 IFNOt,加入中和性抗 IFNOt 抗体可使诱导作用消失.被诱导的 DC 可捕获凋亡细胞的核小体 ,递呈抗原,诱导效应 T 细胞活化增殖分化,打破免疫耐受 ,导致自身免疫病的发生9】.DC 作为抗原递呈细胞,其分化成熟和活化是启动天然免疫和获得性免疫(包括自身免疫)的中心和重要环节,特异性免疫的上游事件.故 IFNOt 诱导 DC分化成熟对启动自身免疫有重要意义.Kato 等10】发现,CpG-B 可明显上调外周血单个核细胞(PBMC)中 IFNI 诱导表达蛋白的基因(IFITI,OAS1 等) 表
11、达,说明 CpG/TLR9/IFNI 通路有可能通过 IFNI 诱导表达蛋白发挥功能作用.既然自身免疫病的启动主要是识别自身抗原的 APC 细胞的分化和活化.而 TLR/IFNI 途径在促进APC 活化发挥重要作用.那么,很有可能这些 I 型 IFN 诱导表达的蛋白作为 TLR/IFNI 途径上的一个效应分子参与发挥促进 APC 活化,诱导免疫失耐受,介导自身免疫病(SLE) 效应功能.4I 型 IFN 诱导表达的蛋白与 SLE 相关近来多家实验室利用基因芯片对 SLE 和健康志愿者外周血白细胞基因表达谱进行对比研究,最重要的发现就是一组 IFN 诱导基因在 SLE 高表达.Bacheler
12、等1l】发现有 161 个独特的基因在两组间差异性表达,利用等级聚类分析,鉴定出两个明显独特的类型.其中最显着的是一组受 IFN 调节的基因,即 IFNI 诱导蛋白(IFNI,inducibleprotein)的基因.由 IFNI 诱导基因的表达水平所定义的“干扰素分数 “常在半数 SLE 病人升高,且与狼疮的某些临床表现和肾 ,血液,神经系统损害相关.Bennea 等12】对 30 个儿童狼疮患者PBMC 进行基因筛选 ,发现 SLE 组 l5 个上调基因中 l4 个为IFN 调节基因,另一个是未成熟粒细胞相关基因一防卫素(de_fensin).Crow 等 03 的多种实验同样证实了这组
13、IFN 诱导基因在 SLE 高表达,且与疾病的严重性和活动性相关.本实验小组也发现有 25 个基因在 SLE 显着差异性表达,其中 6 个为干扰素诱导基因(IFTF4,IFIT1,OAS2,Ly-6).无论 IFNI 是否升高,而 IFNI 诱导基因在大多数 SLE 患者 PBMC 中表达水平升高,且与疾病的活动性和或严重性相关,此种现象称为“ 干扰素标签(IFNsignature)“,提示 IFNI 及其诱导蛋白的信号通路在 SLE 致病中具有重要作用(i4.i5.目前对这组在 SLE 高表达的 IFNI 诱导表达蛋白的功能研究还很不深入.然而 Hueber 等16 泼:现狼疮鼠中 I1i2
14、02 是一种新型自身抗原,可刺激机体产生自身抗体.但 IF?qI 诱导表达蛋白在乙型肝炎病毒引起的肝细胞癌17以及 HIV 感2006 年 5 月第 l0 卷第 5 期 ChinV01lo.No.5染细胞】中差异性高表达;但在乳头瘤病毒,流行性腮腺炎病毒,多瘤病毒感染的细胞中则表达下调19.20.21】.为何这组IFN 诱导的蛋白在自身免疫病,肿瘤,病毒感染中特异性的表达失衡(上调和下调). 尽管这是一组干扰素诱导表达蛋白的基因.但它们在各疾病中的表达水平似乎与 IFNI 无明显的正负相关性,如在病毒感染时 I 型 IFN 表达常增高的情况下为何其 IFNI 诱导表达蛋白的基因会下调,而在 S
15、LE 外周血中 I 型 IFN 含量较低时为何 IFNI 诱导表达蛋白基因反而会上调.目前整个国际上针对它们的功能研究尚是一个空白 15IFIT4 概述通过大样本实时定量聚合酶链反应(PCR),验证了其中的 IFIT4(interferoninducedproteinwithtetratricopeptidepeats4)在 SLE 病人及在活动期 SLE 患者中高表达,表明 IFIT4 可能是 SLE 非常重要的新的易感基因.IFIT4,又称为 117160,ISG60,RIGG,CIG-49.DNA 全长8.07kb,两个外显子;RNA 长 1977kb;一组 I 型 IFN 诱导表达的
16、IFI54 基因家族成员,与 IFIT1(IFI56 或 P56)和 IFIT2(IFI54)共同位于 10q23.3;蛋白质 56000;499 个氨基酸 (an).都仅有一种蛋白结构域 11PR(tetratricopeptiderepeats)序,这种基序可能与蛋白质间的相互作用有关.根据 genebank,其在多组织中都有表达.但在免疫系统组织中表达相对较高,定位于核内;但也有文献报道位于核周.目前获得 IFIT4克隆,但功能研究欠缺,仅有一篇研究 AML 时以板报形式报导 IFIT4(RIGG)的功能可能与骨髓细胞中的 JAB1 相互作用,滞留 JAB1,抑制 AP1 活化(AP1
17、对细胞增殖和戚凋亡有重要作用)和进入核内,从而促进细胞凋亡和阻止细胞进入细胞循环的作用.6IF1T4 在 SLE 的潜在致病作用IFIT4 可受 IFNI 诱导表达.多家实验表明 IFN可以诱导单核细胞分化为 DC,上调 CD86,MHCI1 分子,增加混合淋巴细胞反应中被诱导细胞的抗原递呈能力.有趣的是,维甲酸治疗早幼粒白血病(PML)时,可以诱导 NIM(急性早幼粒白血病细胞系)中 IFIT4 高表达.故 IFIT4 又称维甲酸诱导的蛋白一 G(mG-G).我们知道维甲酸是通过促进白血病细胞(髓系 )的分化成熟而产生治疗作用的,而 IFN也可以诱导正常人的单核细胞分化为 DC.所以推测 I
18、FIT4 可能在诱导淋巴细胞分化,成熟上有作用.在 SLE 和其他系统性自身免疫病中.自身 DNA 中的CpG 序列是刺激自身抗体的重要和潜在的启动因素.根据分子模拟机制,天然免疫中的感染源通过分子模拟和表位扩展可诱发自身免疫病.SLE 患者体内凋亡机制缺陷,凋亡产物细胞核碎片等不能及时清除体内,可能模仿感染微生物的PAMP 中的 CpG,被 TLR9 识别,刺激产生最大量的 IFNI,活化 DC,启动免疫应答,促进机体产生大量针对核物质的自身抗体,参与 SLE 的发病26,27】.实验发现 CpG(核酸)与 Ig 形成复合物后与 B 细胞上的 TLR9 和 FeR 结合交联.诱导 PDC 产
19、生大量的 IFNOt,同时促进 MHC 分子.共刺激分子 CD86/80表达上调,细胞因子分泌.捌激自身抗体产生麓】.另有实验表中华风湿病学杂志 2006 年 5 月第 l0 卷第 5 期ChinJRheumatol,May2006,Vol10,No.5明抗 dsDNA 抗体与质粒 DNA 重组可以刺激 IFNd 的产生,所以 SLE 患者中坏死和凋亡细胞不断释放的核碎裂物质 (含有 RNA 和威 DNA)与 Ig 形成的复合物可能是刺激 IFN 吨不断产生的来源.也提示了在无外界感染源存在时,机体针对自身核物质不断产生自身免疫是该病发生的重要原因.SLE 患者血清中 IFNd 可以诱导正常的
20、单核细胞 .使之分化为 DC,进而可捕获凋亡细胞的核小体,递呈抗原 ,诱导效应 T 细胞活化增殖分化,打破免疫耐受,产生自身抗体 ,导致自身免疫病的发生.而抗 DNA 航核小体抗体的抗原抗体复合物本身又是 IFN 强有力的诱导物,诱导 IFNd 大量产生,从而构成了一个抗原递呈细胞一 IFN 一核抗原为轴心的相互作用的反馈环路.由此我们臆想:IFIT4 可能作为 IFNd 下游的效应分子诱导 DC 分化成熟,从而在启动并维持自身免疫反应和发展,导致 SLE 迁延不愈中发挥了重要作用 .IFIT4在 SLE 的致病机制为:SLE 患者中坏死和凋亡细胞不断释放的核碎裂物质(含有 RNA 和威 DN
21、A)与 Ig 形成的复合物刺激 IFNd 不断产生,SLE 患者血清中 IFNd 刺激单核细胞中干扰素诱导表达的基因 IFIT4 表达上调,从而促进单核细胞分化为 DC,进而捕获凋亡细胞的核小体,递呈抗原, 诱导效应 T 细胞活化增殖分化,打破免疫耐受.产生大量抗 DNA/核小体抗体等自身抗体,导致自身免疫病的发生.故 IFIT4 可能在诱导 Dc 分化,成熟,启动并维持自身免疫反应发展.导致 SLE 迁延不愈中发挥了重要作用.参考文献1RonnblomL,AimGV.SystemiclupuserythematosusandthetypeIinterferonsystem.Arthritis
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