《生命的化学》2013 年33 卷3期·294 · 综述 收稿日期:2012-11-18 基金项目:国家自然科学基金项目(81273308);2012天津大学大学生创新创业训练计划项目;天津大学第五批实验教学改革项目 第一作者:冀丽军(1987-),女,硕士生,E-mail: lijunhome@126.com *通信作者:孙剑(1963-),男,博士,副教授,E-mail: jsunbio2009@yahoo.com 生命的化学 , 2013, 33(3): 294-298 www.life.ac.cn 滤泡辅助性 T 细胞 冀丽军,孙剑* (天津大学药物科学与技术学院,天津 300072) 摘要:滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells, Tfh)是新发现的一类CD4+ T细胞亚群,在生发中心 (germinal center, GC)形成和B细胞分化中起重要作用.Tfh细胞参与了机体免疫,对维持机体免疫平衡 起重要作用,Tfh细胞失调将会导致严重的免疫性疾病.因此,机体内存在一系列复杂的调控机制, 以保证Tfh细胞的正常发育、分化和功能.本文主要对Tfh细胞分化、特征性细胞标记、功能、调控以 及Tfh细胞功能失常引起的疾病等方面做一综述. 关键词:滤泡辅助性T细胞;CD4+ T细胞;免疫平衡;免疫性疾病 The research progress on the follicular helper T cells JI Lijun, SUN Jian* (School of Pharmaceutical Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: Follicular helper T cell (Tfh) is a new subset of CD4+ T cells, play an important role in the formation of germinal center (GC) and the differentiation of B cells. There are abundant evidences supporting that Tfh cells take part in the immune response and maintaining immune balance. And Tfh cell dysregulation would result in serious immune diseases. Therefore, there are a variety of regulatory mechanisms to control the development, differentiation and function of Tfh cells in vivo. Here is a review of Tfh cell differentiation, cell characteristics, function, regulation, and diseases related with Tfh cell dysregulation. Key words: follicular helper T cells; CD4+ T cell; immune balance; immune diseases 滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells, Tfh) 最早在人扁桃体中发现,被描述为一类表达趋化 因子受体CXCR5[chemokine (C-X-C motif) receptor 5]的CD4+ T细胞,起初被发现定位于淋巴组织B细 胞区,在记忆性B细胞和长寿命浆细胞的形成中发 挥重要作用.研究表明,Tfh细胞特征性标记为 CXCR5+ 、 PD-1+ 、ICOS+ 、CCR7- .同时,表达转 录因子Bcl-6.这些特征明显区别于其它Th亚群, 使得Tfh细胞被划分为Th细胞的一个新亚群[1] .随 着对Tfh细胞的研究,发现除滤泡中的Tfh细胞之 外,在人外周血中也检测到了CXCR5+ CD4+ T细胞,这些细胞通过分泌IL-21,辅助B细胞的分 化,被认为是滤泡外的Tfh细胞亚群[2] . 大量研究表明:Tfh细胞功能的失调与某些免 疫性疾病有一定的关系.例如自身免疫性疾病、 免疫缺陷和肿瘤等[3-5] .这些研究都突显出了Tfh细 胞在机体免疫中的重要作用.本文将对Tfh细胞的 分化、特征性细胞标记、在机体免疫中的功能和 调控以及Tfh细胞功能失常所引起的疾病等方面做 一综述. 1 Tfh 细胞的分化及其在机体免疫中的作用 初始CD4+ T细胞具有分化成为不同细胞亚群 的潜能,在不同的信号和细胞因子的共同作用 冀丽军 , 等.滤泡辅助性 T 细胞 · 295 · 下,可以分化为Th1、Th2、Th9、Th22、Th17、 Treg、Tfh等不同的T细胞亚群[6-8] .Tfh细胞是一类 在抗体产生过程中起重要作用的CD4+ T细胞. Tfh细胞分化过程中需要抗原递呈细胞和一系 列的细胞因子相互作用[9-14] .在T细胞区内,初始 CD4+ T细胞在抗原递呈细胞(树突状细胞,DC)递 呈的抗原,CD28-B7、OX40-OX40L和CD40L- CD40共刺激信号,以及细胞因子IL-6(小鼠)/IL- 12(人类)信号等作用下激活.激活后的CD4+ T细胞 上调Tfh细胞功能的主要标志性分子CD40L、 CXCR5、程序性细胞死亡蛋白PD-1(programmed cell death protein 1)、可诱导共刺激分子ICOS(inducible costimulator)、Bcl-6和IL-21,下调CCR7和CD127 (IL-7R a).其中CD4+ T细胞表面的CD40L作用于 DC细胞,进一步促进T细胞活化,而CXCR5+ CCR7- 促使T细胞转移至滤泡,分化形成Tfh细胞. ICOS+ 在Tfh细胞辅助B细胞中发挥重要作用; 而高表达PD-1,既为生发中心Tfh-B细胞的相互作 用提供了重要信号,也控制了Tfh细胞数量,在免 疫耐受中起重要的作用.同时B细胞提供的持续的 抗原提呈驱动了Tfh细胞的形成,也是维持Tfh细 胞生存和平衡所必需的.所以,Tfh细胞的主要特 征包括:(1)独特的细胞表征,高表达CXCR5、 ICOS、PD-1、CD40L、OX40和信号淋巴激活分子 相关蛋白[signaling lymphocyte activation molecule (SLAM)-associated protein, SAP],下调CCR7和CD127的表达;(2)大量分泌刺激B细胞的细胞因子 IL-21;(3)表达转录因子Bcl-6;(4)定位于淋巴滤泡 内. 接受抗原刺激的同源B细胞和Tfh细胞相互作 用,由Tfh提供给B细胞ICOS-ICOSL(inducible costimulator ligand)、PD-1-PD-L1/2和CD40L-CD40 共刺激信号,以及分泌细胞因子IL-21,促进滤泡 中B细胞增殖和分化.其中,CD84-SAP是形成稳 定的T-B细胞结合物所必需的.在B细胞区,B细胞 和Tfh细胞共同作用下,促进了生发中心的形成, 使B细胞分化成为浆细胞和记忆性B细胞.Tfh细胞 表面上的一些蛋白质,包括OX40、ICOS、PD-1、 SAP和B-T淋巴细胞相关蛋白质,在辅助B细胞分 化成为浆细胞和记忆性B细胞中起重要的作用.同时,Tfh细胞能够分泌IL-4、IL-6、IL-10和IL-21, 这些细胞因子在B细胞的生长、分化、类型转变和 机体免疫中都起重要的作用.由Sh2d1a编码的SAP 蛋白是生发中心形成所需要的.而转录因子Bcl-6 是生发中心形成所必需的,起转录开关作用,协 调生发中心形成所需的一系列转录因子,如B淋巴 细胞诱导成熟蛋白1(B-lymphocyte-induced maturation protein 1, Blimp-1)、IRF4、IRF8、MTA3、PAX5、 XBP1、信号转导和转录激活因子STAT3(signal transducer and activator of transcription 3)、STAT5、 NF-κB等,进而控制生发中心的形成.Bcl-6缺乏 导致生发中心形成受阻,而Bcl-6表达过度导致恶 性肿瘤的发生.同时Bcl-6可以抑制B细胞分化中 所涉及的基因表达,例如CD69、STAT1和CD80, 并且通过抑制Blimp-1的表达而抑制生发中心中B 细胞分化为浆细胞.而Tfh细胞可以通过CD40信号,引起B细胞内NF-κB介导的IRF4的活化,产生 Bcl-6的转录沉默.由此可见Tfh细胞是生发中心形 成、浆细胞和记忆性B细胞形成所必需的,在正常 的机体免疫应答和免疫平衡中起重要的作用. 2 Tfh 细胞发育的调控 2.1 转录调控因子调控 由于Tfh在机体免疫中起重要作用,需要一个 激活和抑制平衡来调控Tfh细胞的功能,保证免疫 稳态.与其他Th细胞亚群类似,在Tfh细胞的分化 过程中也包含特定的转录调控因子.Bcl-6是CD4+ Tfh细胞的主要调控因子,它是一种核磷酸化 蛋白,属于BTB/POZ锌指家族转录因子[1] .而Blimp-1是Bcl-6的拮抗因子,在Tfh细胞分化中起 到关键的拮抗作用[10-12] .Bcl-6不单单决定了在T细 胞初期CD4+ Tfh细胞亚群的形成,还通过结合在T 细胞特异性T-box转录因子Tbx21(T-cell-specific T-box transcription factor T-bet)和类视黄醇相关的孤 儿受体(retinoid-related orphan receptor γ, Rorc)基因 启动子部位,影响Th1和Th17细胞.在激活的T细 胞内,Bcl-6的过度表达,上调CXCR5和PD-1,同 时抑制Rorc和T细胞特异性转录因子Tbx21和GATA-3的表达,而抑制Th1、Treg、Th2的分化. 因此,Bcl-6不仅仅是诱导Tfh细胞,还影响Th1、 Th2、Th17细胞的分化. 相反,Blimp-1抑制Tfh细胞的分化和功能. 《生命的化学》2013 年33 卷3期·296 · 综述 Tfh细胞的产生很大程度上取决于转录因子Bcl-6和Blimp-1之间的平衡.在体内,两者的平衡受到严 格的调控,例如ICOS-ICOSL共刺激所产生的信号 为Bcl-6的激活提供了重要的信号,促进了Tfh细胞 的分化和生发中心的形成[15] ;而研究发现,IL-2[16] 和STAT5[17] 蛋白都能够阻碍Tfh细胞的分化,STAT5 蛋白通过结合在Blimp-1启动子位置而上调Blimp-1 的表达,进而抑制了Bcl-6的表达.Nurieva等[17] 认为 IL-2是STAT5介导的这一信号的关键诱发因素,三 者负调控了Tfh细胞的分化和功能.对其他T细胞亚 群有重要作用的IRF4转录因子[18] 和IFN-γ-IFN-γR[19] 介导的信号,也对Tfh细胞长生分化、生发中心形 成和浆细胞的产生起到重要作用.除此之外,丝氨 酸/苏氨酸蛋白激酶NIK所介导的非经典NF-κB途径 通过直接与ICOSL启动子结合,促进B细胞上 ICOSL的表达,而促进Tfh细胞的形成[20] . 2.2 细胞调控 从细胞水平上来说,机体内存在一些针对Tfh 细胞功能的调控机制.这些机制是由CD8+ T细胞[21] 和Foxp3+ CD4+ 调节性T细胞[22,23] 等T细胞介导的. 它们通过抗原特异性机制,或抗原非特异性机 制,如释放某些抑制性细胞因子,调控Tfh细胞功 能. 在小鼠和人的某些次级淋巴组织中的T/B细胞 边界和B细胞滤泡中发现了相应的CD8+ T细胞.这 些细胞通过NKG2A:Qa1b 抑制途径而产生抑制效 应,有可能影响Tfh细胞[21] .没有被抗原激活的情 况下,Tfh细胞表达高水平的主要组织相容性复合 体Qa1(major histocompatibility complex, class I, E),而其他类型的Th细胞不表达,表明Tfh细胞是 CD8+ T细胞介导的抑制作用的一个直接靶点.Qa1 基因缺陷的小鼠不发生自发的自身免疫性疾病, 而Qa1突变体小鼠缺失了Qa1-限制性CD8+ T细胞所 介导的抑制作用,而增加了Tfh表型的细胞,扩增 了生发中心和生发中心的B细胞.同时,对比野生 型小鼠,Qa1突变小鼠在感染淋巴细胞脉络丛脑膜 炎病毒(LCMV)之后,病情迅速恶化、死亡.这项 研究表明,抑制细胞CD8+ T细胞直接与Tfh细胞表 达的Qa1作用而调节Tfh细胞功能. 已有研究证实Foxp3+ CD25high CD4+ Treg细胞 可以抑制免疫应答.最近研究新发现一类在人类 和小鼠中定居在B细胞滤泡,调节抗体应答的Treg 细胞,这类存在于生发中心的天然的Treg细胞亚群 能够调节Tfh细胞 [22,23] .这类起源于胸腺的Foxp3+ Treg细胞,与Tfh细胞类似,大量表达CXCR5和Bcl-6[22] .除此之外,Linterman等[23] 在生发中心, 新发现一类Foxp3+ Blimp-1+ CD4+ Treg细胞,与Tfh 细胞相似,这种细胞的形成也需要Bcl-6、SAP、 CD28和B细胞的作用,但是该细胞源于胸腺 Foxp3+ T细胞前体.该细胞在体内实验中,限制 Tfh细胞和生发中心B细胞数目,该细胞缺失情况 下,生发中心抗原非特异性B细胞增加,导致抗原 特异性B细胞产生受阻. 3 Tfh 细胞与免疫性疾病 研究表明Tfh在体液免疫中起重要的作用,为 了保证免疫稳态,体内存在一系列的激活和抑制 平衡来调控Tfh细胞的功能.而这种平衡的失调, 将会导致一系列的疾病.目前,越来越多的研究 Tfh细胞功能的失调与许多疾病的发生存在一定的 关系.例如,自身免疫性疾病、免疫缺陷病、淋 巴瘤和过敏反应. 已有大量文献报道在多种自身免疫性疾病中都 检测到了Tfh细胞的变化.如系统性红斑狼疮(SLE) 患者中发现过度表达"CD4+ CXCR5+ PD-1high ICOShigh " 类Tfh细胞,导致生发中心自身反应性B细胞失常, 进而产生大量的自身反应性抗体的[24] .在类风湿 性关节炎(AR)[3] 、自身免疫性甲状腺疾病患者 (AITD)[25] 中都检测到过量的Tfh细胞,并且在相应 的小鼠模型的研究中,都发现了大量的Tfh细胞, 并且与疾病的进展存在一定关系. 某些免疫缺陷病临床表现为严重的体液免疫 受损、生发中心缺失、各种抗体和抗原特异性记 忆性B细胞生成受阻.一系列的研究证实了Tfh细 胞缺失与免疫缺陷病之间有一定的关系 [26,27] .例如,Bossaller等[26] 发现,常见可变型免疫缺陷病 (CVID)患者中外周血CXCR5+ Tfh细胞明显减少, 认为B细胞应答缺失和Tfh细胞缺失是CVID产生的 重要原因.同样,在ICOS缺陷小鼠、SAP缺陷小 鼠、X-连锁淋巴组织增生性疾病(X-linkedlymphoproliferative disease, XLP)患者[4] 、超IgM综 合症(Hyper IgM syndrome, HIGM)病人中,也都发 冀丽军 , 等.滤泡辅助性 T 细胞 · 297 · 现了Tfh细胞缺失与功能障碍.这些研究初步显 示,机体中Tfh细胞的缺失会导致生发中心无法正 常形成,B细胞分化和功能受阻,进而引起免疫缺 陷. 文献报道了Tfh细胞和淋巴瘤之间有一定关系, 尤其是外周T淋巴瘤(PTCL)[5,28] .有研究表明Tfh细胞 和血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤(angioimmunoblastic T-cell lymphoma, AITL)细胞表达许多共同的细胞表 征标记,例如,CD4、ICOS、Bcl-6、CXCR5、 PD-1、OX40和CXCL13.同时,FTCL中Tfh细胞 过度分泌三种B-细胞生长因子IL-2、IL-4和CD40LG. 常见的过敏反应性疾病,是由体液免疫(IgE) 和Th2介导的细胞免疫引起的一系列炎症反应.研 究表明,IgE的转变可能发生在B细胞发育的各个 过程中,而Tfh细胞产生的IL-21可以抑制IgE同型 转变.在Talay等[29] 的研究中,在Nippostrongylus braziliensis感染免疫检之后,直接测到了IgE阳性 的生发中心B细胞.Yang等[30] 也在他们的研究模型 中得到了相似的发现.但是具体机理还需要进一 步探索. 4 展望 尽管人类对滤泡性辅助性T细胞的研究时间相 对较短,但是越来越多的研究证明Tfh细胞在生发 中心的形成、浆细胞和记忆性B细胞的形成中起关 键作用,是正常机体免疫所必需的.Tfh细胞的失 调与许多免疫性疾病的发生有一定联系.但是, 我们对Tfh细胞的形成及功能仍有待进一步的研 究.例如,Tfh细胞的生命周期,有文献报道, Tfh细胞在完成生发中心应答之后,可以进入记忆 期,在这一时期,Tfh细胞大幅度降低了它的信号 基因Bcl-6、CXCR5和PD-1的表达,而再次接受抗 原刺激之后,它们迅速上调这些表征,来满足Tfh 记忆细胞向抗原特异性B细胞提供更高效率的辅助 作用 [31] .此外,目前已经证实Tfh在浆细胞和记忆 性B细胞形成中起重要作用,但是Tfh细胞对浆细 胞和记忆性B细胞的动态平衡是否有调节作用,以 及如何发挥作用仍是个未知领域.对Tfh细胞的研 究,是我们全面理解免疫应答的一大挑战,也是 寻求治疗自身免疫性疾病方法的一个突破口. 参考文献[1] Nurieva RI, Chung Y, Martinez GJ, et al. Bcl6 mediates the development of T follicular helper cells. Science, 2009, 325: 1001-1005 [2] Morita R, Schmitt N, Bentebibel SE, et al. Human blood CXCR5(+)CD4(+) T cells are counterparts of T follicular cells and contain specific subsets that differentially support antibody secretion. Immunity, 2011, 34: 108-121 [3] Ma J, Zhu C, Ma B, et al. Increased frequency of circulating follicular helper T cells in patients with rheumatoid arthritis. Clin Dev Immunol, 2012, 2012: 827480 [4] Coraglia A, Felippo M, Schierloh P, et al. CD4+ T Lymphocytes with follicular helper phenotype (T(FH)) in patients with SH2D1A deficiency (XLP). Clin Immunol, 2011, 141: 357-364 [5] Hu S, Young KH, Konoplev SN, et al. Follicular T-cell lymphoma: a member of an emerging family of follicular helper T-cell derived T-cell lymphomas. Hum Pathol, 2012, 43: 1789-1798 [6] Kerzerho J, Maazi H, Speak AO, et al. Programmed cell death ligand 2 regulates TH9 differentiation and induction of chronic airway hyperreactivity. Journal of Allergy and Clinical Immunology. J Allergy Clin Immunol, 2013, 131: 1048-1057 [7] Wolff MJ, Leung JM, Davenport M, et al. TH17, TH22 and Treg cells are enriched in the healthy human cecum. PLoS One, 2012, 7: e41373 [8] Harada Y, Tanaka S, Motomura Y, et al. The 3' enhancer CNS2 is a critical regulator of interleukin-4-mediated humoral immunity in follicular helper T cells. Immunity, 2012, 36: 188-200 [9] Baumjohann D, Preite S, Reboldi A, et al. Persistent antigen and germinal center B cells sustain T follicular helper cell responses and phenotype. Immunity, 2013, 38: 596-605 [10] Kroenke MA, Eto D, Locci M, et al. Bcl6 and Maf cooperate to instruct human follicular helper CD4T cell differentiation. J Immunol, 2012, 188: 3734-3744 [11] Choi YS, Eto D, Yang JA, et al. Cutting edge: STAT1 is required for IL-6-mediated Bcl6 induction for early follicular helper?cell?differentiation. J Immunol, 2013, 190: 3049-3053 [12] Choi YS, Yang JA, Yusuf I, et al. Bcl6 expressing follicular helper CD4 T Cells are fate committed early and have the capacity to form memory. J Immunol, 2013, 190: 4014-4026 [13] Yang X, Yang J, Chu Y, et al. T follicular helper cells mediate expansion of regulatory B cells via IL-21 in Lupus-Prone MRL/lpr Mice. PloS One, 2013, 8: e62855 《生命的化学》2013 年33 卷3期·298 · 综述 [14] Heissmeyer V, Vogel KU. Molecular control of Tfh-cell differentiation by Roquin family proteins. Immunol Rev, 2013, 253: 273-289 [15] Choi YS, Kageyama R, Eto D, et al. ICOS receptor instructs T follicular helper cell versus effector cell differentiation via induction of the transcriptional repressor Bcl6. Immunity, 2011, 34: 932-946 [16] Ballesteros-Tato A, León B, Graf BA, et al. Interleukin-2 inhibits germinal center formation by limiting T follicular helper cell differentiation. Immunity, 2012, 36: 847-856 [17] Nurieva RI, Podd A, Chen Y, et al. STAT5 protein negatively regulates T follicular helper (Tfh) cell generation and function. J Biol Chem, 2012, 287: 11234- 11239 [18] Bollig N, Brüstle A, Kellner K, et al. Transcription factor IRF4 determines germinal center formation through follicular T-helper cell differentiation. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, 109: 8664-8669 [19] Lee SK, Silva DG, Martin JL, et al. Interferon-γ excess leads to pathogenic accumulation of follicular helper T cells and germinal centers. Immunity, 2012, 37: 880-892 [20] Hu H, Wu X, Jin W, et al. Noncanonical NF-κB regulates inducible costimulator (ICOS) ligand expression and T follicular helper cell development. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108: 12827-12832 [21] Kim HJ, Verbinnen B, Tang X, et al. Inhibition of follicular T-helper cells by CD8+ regulatory T cells is essential for self tolerance. Nature, 2010, 467: 328-323 [22] Chung Y, Tanaka S, Chu F. et al. Follicular regulatory T cells expressing Foxp3+ and Bcl-6 suppress germinal center reactions. Nat Med, 2011, 17: 983-988 [23] Linterman MA, Pierson W, Lee SK, et al. Foxp3+ follicular regulatory T cells control the germinal center response. Nat Med, 2011, 17: 975-982 [24] Feng X, Wang D, Chen J, et al. Inhibition of aberrant circulating Tfh cell proportions by corticosteroids in patients with systemic lupus erythematosus. PloS One, 2012, 7: e51982 [25] Zhu C, Ma J, Liu Y, et al. Increased frequency of follicular helper T cells in patients with autoimmune thyroid disease. J Clin Endocrinol Metab, 2012, 97: 943- 950 [26] Bossaller L, Burger J, Draeger R, et al. ICOS deficiency is associated with a severe reduction of CXCR5+ CD4 germinal center Th cells. Immunol, 2006, 117: 4927-4932 [27] Tangye SG, Deenick EK, Palendira U, et al. T cell-B cell interactions in primary immunodeficiencies. Ann N Y Acad Sci, 2012, 1250: 1-13 [28] Amé-Thomas P, Le Priol J, Yssel H, et al. Characterization of intratumoral follicular helper T cells in follicular lymphoma: role in the survival of malignant B cells. Leukemia, 2012, 26: 1053-1063 [29] Talay O, Yan D, Brightbill HD, et al. IgE+ memory B cells and plasma cells generated through a germinal- center pathway. Nat Immunol, 2012, 13: 396-404 [30] Yang Z, Sullivan BM, Allen CD. Fluorescent in vivo detection reveals that IgE+ B cells are restrained by an intrinsic cell fate predisposition. Immunity, 2012, 36: 857-872 [31] Weber JP, Fuhrmann F, Hutloff A. T-follicular helper cells survive as long-term memory cells. Immunol, 2012, 42: 1981-1988
下载该文档
文档格式：PDF
更新时间：2014-09-15
下载次数：0
点击次数：1
《生命的化学》2013 年33 卷3期·294 · 综述 收稿日期:2012-11-18 基金项目:国家自然科学基金项目(81273308);2012天津大学大学生创新创业训练计划项目;天津大学第五批实验教学改革项目 第一作者:冀丽军(1987-),女,硕士生,E-mail: lijunhome@126.com *通信作者:孙剑(1963-),男,博士,副教授,E-mail: jsunbio2009@yahoo.com 生命的化学 , 2013, 33(3): 294-298 www.life.ac.cn 滤泡辅助性 T 细胞 冀丽军,孙剑* (天津大学药物科学与技术学院,天津 300072) 摘要:滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells, Tfh)是新发现的一类CD4+ T细胞亚群,在生发中心 (germinal center, GC)形成和B细胞分化中起重要作用.Tfh细胞参与了机体免疫,对维持机体免疫平衡 起重要作用,Tfh细胞失调将会导致严重的免疫性疾病.因此,机体内存在一系列复杂的调控机制, 以保证Tfh细胞的正常发育、分化和功能.本文主要对Tfh细胞分化、特征性细胞标记、功能、调控以 及Tfh细胞功能失常引起的疾病等方面做一综述. 关键词:滤泡辅助性T细胞;CD4+ T细胞;免疫平衡;免疫性疾病 The research progress on the follicular helper T cells JI Lijun, SUN Jian* (School of Pharmaceutical Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: Follicular helper T cell (Tfh) is a new subset of CD4+ T cells, play an important role in the formation of germinal center (GC) and the differentiation of B cells. There are abundant evidences supporting that Tfh cells take part in the immune response and maintaining immune balance. And Tfh cell dysregulation would result in serious immune diseases. Therefore, there are a variety of regulatory mechanisms to control the development, differentiation and function of Tfh cells in vivo. Here is a review of Tfh cell differentiation, cell characteristics, function, regulation, and diseases related with Tfh cell dysregulation. Key words: follicular helper T cells; CD4+ T cell; immune balance; immune diseases 滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells, Tfh) 最早在人扁桃体中发现,被描述为一类表达趋化 因子受体CXCR5[chemokine (C-X-C motif) receptor 5]的CD4+ T细胞,起初被发现定位于淋巴组织B细 胞区,在记忆性B细胞和长寿命浆细胞的形成中发 挥重要作用.研究表明,Tfh细胞特征性标记为 CXCR5+ 、 PD-1+ 、ICOS+ 、CCR7- .同时,表达转 录因子Bcl-6.这些特征明显区别于其它Th亚群, 使得Tfh细胞被划分为Th细胞的一个新亚群[1] .随 着对Tfh细胞的研究,发现除滤泡中的Tfh细胞之 外,在人外周血中也检测到了CXCR5+ CD4+ T细胞,这些细胞通过分泌IL-21,辅助B细胞的分 化,被认为是滤泡外的Tfh细胞亚群[2] . 大量研究表明:Tfh细胞功能的失调与某些免 疫性疾病有一定的关系.例如自身免疫性疾病、 免疫缺陷和肿瘤等[3-5] .这些研究都突显出了Tfh细 胞在机体免疫中的重要作用.本文将对Tfh细胞的 分化、特征性细胞标记、在机体免疫中的功能和 调控以及Tfh细胞功能失常所引起的疾病等方面做 一综述. 1 Tfh 细胞的分化及其在机体免疫中的作用 初始CD4+ T细胞具有分化成为不同细胞亚群 的潜能,在不同的信号和细胞因子的共同作用 冀丽军 , 等.滤泡辅助性 T 细胞 · 295 · 下,可以分化为Th1、Th2、Th9、Th22、Th17、 Treg、Tfh等不同的T细胞亚群[6-8] .Tfh细胞是一类 在抗体产生过程中起重要作用的CD4+ T细胞. Tfh细胞分化过程中需要抗原递呈细胞和一系 列的细胞因子相互作用[9-14] .在T细胞区内,初始 CD4+ T细胞在抗原递呈细胞(树突状细胞,DC)递 呈的抗原,CD28-B7、OX40-OX40L和CD40L- CD40共刺激信号,以及细胞因子IL-6(小鼠)/IL- 12(人类)信号等作用下激活.激活后的CD4+ T细胞 上调Tfh细胞功能的主要标志性分子CD40L、 CXCR5、程序性细胞死亡蛋白PD-1(programmed cell death protein 1)、可诱导共刺激分子ICOS(inducible costimulator)、Bcl-6和IL-21,下调CCR7和CD127 (IL-7R a).其中CD4+ T细胞表面的CD40L作用于 DC细胞,进一步促进T细胞活化,而CXCR5+ CCR7- 促使T细胞转移至滤泡,分化形成Tfh细胞. ICOS+ 在Tfh细胞辅助B细胞中发挥重要作用; 而高表达PD-1,既为生发中心Tfh-B细胞的相互作 用提供了重要信号,也控制了Tfh细胞数量,在免 疫耐受中起重要的作用.同时B细胞提供的持续的 抗原提呈驱动了Tfh细胞的形成,也是维持Tfh细 胞生存和平衡所必需的.所以,Tfh细胞的主要特 征包括:(1)独特的细胞表征,高表达CXCR5、 ICOS、PD-1、CD40L、OX40和信号淋巴激活分子 相关蛋白[signaling lymphocyte activation molecule (SLAM)-associated protein, SAP],下调CCR7和CD127的表达;(2)大量分泌刺激B细胞的细胞因子 IL-21;(3)表达转录因子Bcl-6;(4)定位于淋巴滤泡 内. 接受抗原刺激的同源B细胞和Tfh细胞相互作 用,由Tfh提供给B细胞ICOS-ICOSL(inducible costimulator ligand)、PD-1-PD-L1/2和CD40L-CD40 共刺激信号,以及分泌细胞因子IL-21,促进滤泡 中B细胞增殖和分化.其中,CD84-SAP是形成稳 定的T-B细胞结合物所必需的.在B细胞区,B细胞 和Tfh细胞共同作用下,促进了生发中心的形成, 使B细胞分化成为浆细胞和记忆性B细胞.Tfh细胞 表面上的一些蛋白质,包括OX40、ICOS、PD-1、 SAP和B-T淋巴细胞相关蛋白质,在辅助B细胞分 化成为浆细胞和记忆性B细胞中起重要的作用.同时,Tfh细胞能够分泌IL-4、IL-6、IL-10和IL-21, 这些细胞因子在B细胞的生长、分化、类型转变和 机体免疫中都起重要的作用.由Sh2d1a编码的SAP 蛋白是生发中心形成所需要的.而转录因子Bcl-6 是生发中心形成所必需的,起转录开关作用,协 调生发中心形成所需的一系列转录因子,如B淋巴 细胞诱导成熟蛋白1(B-lymphocyte-induced maturation protein 1, Blimp-1)、IRF4、IRF8、MTA3、PAX5、 XBP1、信号转导和转录激活因子STAT3(signal transducer and activator of transcription 3)、STAT5、 NF-κB等,进而控制生发中心的形成.Bcl-6缺乏 导致生发中心形成受阻,而Bcl-6表达过度导致恶 性肿瘤的发生.同时Bcl-6可以抑制B细胞分化中 所涉及的基因表达,例如CD69、STAT1和CD80, 并且通过抑制Blimp-1的表达而抑制生发中心中B 细胞分化为浆细胞.而Tfh细胞可以通过CD40信号,引起B细胞内NF-κB介导的IRF4的活化,产生 Bcl-6的转录沉默.由此可见Tfh细胞是生发中心形 成、浆细胞和记忆性B细胞形成所必需的,在正常 的机体免疫应答和免疫平衡中起重要的作用. 2 Tfh 细胞发育的调控 2.1 转录调控因子调控 由于Tfh在机体免疫中起重要作用,需要一个 激活和抑制平衡来调控Tfh细胞的功能,保证免疫 稳态.与其他Th细胞亚群类似,在Tfh细胞的分化 过程中也包含特定的转录调控因子.Bcl-6是CD4+ Tfh细胞的主要调控因子,它是一种核磷酸化 蛋白,属于BTB/POZ锌指家族转录因子[1] .而Blimp-1是Bcl-6的拮抗因子,在Tfh细胞分化中起 到关键的拮抗作用[10-12] .Bcl-6不单单决定了在T细 胞初期CD4+ Tfh细胞亚群的形成,还通过结合在T 细胞特异性T-box转录因子Tbx21(T-cell-specific T-box transcription factor T-bet)和类视黄醇相关的孤 儿受体(retinoid-related orphan receptor γ, Rorc)基因 启动子部位,影响Th1和Th17细胞.在激活的T细 胞内,Bcl-6的过度表达,上调CXCR5和PD-1,同 时抑制Rorc和T细胞特异性转录因子Tbx21和GATA-3的表达,而抑制Th1、Treg、Th2的分化. 因此,Bcl-6不仅仅是诱导Tfh细胞,还影响Th1、 Th2、Th17细胞的分化. 相反,Blimp-1抑制Tfh细胞的分化和功能. 《生命的化学》2013 年33 卷3期·296 · 综述 Tfh细胞的产生很大程度上取决于转录因子Bcl-6和Blimp-1之间的平衡.在体内,两者的平衡受到严 格的调控,例如ICOS-ICOSL共刺激所产生的信号 为Bcl-6的激活提供了重要的信号,促进了Tfh细胞 的分化和生发中心的形成[15] ;而研究发现,IL-2[16] 和STAT5[17] 蛋白都能够阻碍Tfh细胞的分化,STAT5 蛋白通过结合在Blimp-1启动子位置而上调Blimp-1 的表达,进而抑制了Bcl-6的表达.Nurieva等[17] 认为 IL-2是STAT5介导的这一信号的关键诱发因素,三 者负调控了Tfh细胞的分化和功能.对其他T细胞亚 群有重要作用的IRF4转录因子[18] 和IFN-γ-IFN-γR[19] 介导的信号,也对Tfh细胞长生分化、生发中心形 成和浆细胞的产生起到重要作用.除此之外,丝氨 酸/苏氨酸蛋白激酶NIK所介导的非经典NF-κB途径 通过直接与ICOSL启动子结合,促进B细胞上 ICOSL的表达,而促进Tfh细胞的形成[20] . 2.2 细胞调控 从细胞水平上来说,机体内存在一些针对Tfh 细胞功能的调控机制.这些机制是由CD8+ T细胞[21] 和Foxp3+ CD4+ 调节性T细胞[22,23] 等T细胞介导的. 它们通过抗原特异性机制,或抗原非特异性机 制,如释放某些抑制性细胞因子,调控Tfh细胞功 能. 在小鼠和人的某些次级淋巴组织中的T/B细胞 边界和B细胞滤泡中发现了相应的CD8+ T细胞.这 些细胞通过NKG2A:Qa1b 抑制途径而产生抑制效 应,有可能影响Tfh细胞[21] .没有被抗原激活的情 况下,Tfh细胞表达高水平的主要组织相容性复合 体Qa1(major histocompatibility complex, class I, E),而其他类型的Th细胞不表达,表明Tfh细胞是 CD8+ T细胞介导的抑制作用的一个直接靶点.Qa1 基因缺陷的小鼠不发生自发的自身免疫性疾病, 而Qa1突变体小鼠缺失了Qa1-限制性CD8+ T细胞所 介导的抑制作用,而增加了Tfh表型的细胞,扩增 了生发中心和生发中心的B细胞.同时,对比野生 型小鼠,Qa1突变小鼠在感染淋巴细胞脉络丛脑膜 炎病毒(LCMV)之后,病情迅速恶化、死亡.这项 研究表明,抑制细胞CD8+ T细胞直接与Tfh细胞表 达的Qa1作用而调节Tfh细胞功能. 已有研究证实Foxp3+ CD25high CD4+ Treg细胞 可以抑制免疫应答.最近研究新发现一类在人类 和小鼠中定居在B细胞滤泡,调节抗体应答的Treg 细胞,这类存在于生发中心的天然的Treg细胞亚群 能够调节Tfh细胞 [22,23] .这类起源于胸腺的Foxp3+ Treg细胞,与Tfh细胞类似,大量表达CXCR5和Bcl-6[22] .除此之外,Linterman等[23] 在生发中心, 新发现一类Foxp3+ Blimp-1+ CD4+ Treg细胞,与Tfh 细胞相似,这种细胞的形成也需要Bcl-6、SAP、 CD28和B细胞的作用,但是该细胞源于胸腺 Foxp3+ T细胞前体.该细胞在体内实验中,限制 Tfh细胞和生发中心B细胞数目,该细胞缺失情况 下,生发中心抗原非特异性B细胞增加,导致抗原 特异性B细胞产生受阻. 3 Tfh 细胞与免疫性疾病 研究表明Tfh在体液免疫中起重要的作用,为 了保证免疫稳态,体内存在一系列的激活和抑制 平衡来调控Tfh细胞的功能.而这种平衡的失调, 将会导致一系列的疾病.目前,越来越多的研究 Tfh细胞功能的失调与许多疾病的发生存在一定的 关系.例如,自身免疫性疾病、免疫缺陷病、淋 巴瘤和过敏反应. 已有大量文献报道在多种自身免疫性疾病中都 检测到了Tfh细胞的变化.如系统性红斑狼疮(SLE) 患者中发现过度表达"CD4+ CXCR5+ PD-1high ICOShigh " 类Tfh细胞,导致生发中心自身反应性B细胞失常, 进而产生大量的自身反应性抗体的[24] .在类风湿 性关节炎(AR)[3] 、自身免疫性甲状腺疾病患者 (AITD)[25] 中都检测到过量的Tfh细胞,并且在相应 的小鼠模型的研究中,都发现了大量的Tfh细胞, 并且与疾病的进展存在一定关系. 某些免疫缺陷病临床表现为严重的体液免疫 受损、生发中心缺失、各种抗体和抗原特异性记 忆性B细胞生成受阻.一系列的研究证实了Tfh细 胞缺失与免疫缺陷病之间有一定的关系 [26,27] .例如,Bossaller等[26] 发现,常见可变型免疫缺陷病 (CVID)患者中外周血CXCR5+ Tfh细胞明显减少, 认为B细胞应答缺失和Tfh细胞缺失是CVID产生的 重要原因.同样,在ICOS缺陷小鼠、SAP缺陷小 鼠、X-连锁淋巴组织增生性疾病(X-linkedlymphoproliferative disease, XLP)患者[4] 、超IgM综 合症(Hyper IgM syndrome, HIGM)病人中,也都发 冀丽军 , 等.滤泡辅助性 T 细胞 · 297 · 现了Tfh细胞缺失与功能障碍.这些研究初步显 示,机体中Tfh细胞的缺失会导致生发中心无法正 常形成,B细胞分化和功能受阻,进而引起免疫缺 陷. 文献报道了Tfh细胞和淋巴瘤之间有一定关系, 尤其是外周T淋巴瘤(PTCL)[5,28] .有研究表明Tfh细胞 和血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤(angioimmunoblastic T-cell lymphoma, AITL)细胞表达许多共同的细胞表 征标记,例如,CD4、ICOS、Bcl-6、CXCR5、 PD-1、OX40和CXCL13.同时,FTCL中Tfh细胞 过度分泌三种B-细胞生长因子IL-2、IL-4和CD40LG. 常见的过敏反应性疾病,是由体液免疫(IgE) 和Th2介导的细胞免疫引起的一系列炎症反应.研 究表明,IgE的转变可能发生在B细胞发育的各个 过程中,而Tfh细胞产生的IL-21可以抑制IgE同型 转变.在Talay等[29] 的研究中,在Nippostrongylus braziliensis感染免疫检之后,直接测到了IgE阳性 的生发中心B细胞.Yang等[30] 也在他们的研究模型 中得到了相似的发现.但是具体机理还需要进一 步探索. 4 展望 尽管人类对滤泡性辅助性T细胞的研究时间相 对较短,但是越来越多的研究证明Tfh细胞在生发 中心的形成、浆细胞和记忆性B细胞的形成中起关 键作用,是正常机体免疫所必需的.Tfh细胞的失 调与许多免疫性疾病的发生有一定联系.但是, 我们对Tfh细胞的形成及功能仍有待进一步的研 究.例如,Tfh细胞的生命周期,有文献报道, Tfh细胞在完成生发中心应答之后,可以进入记忆 期,在这一时期,Tfh细胞大幅度降低了它的信号 基因Bcl-6、CXCR5和PD-1的表达,而再次接受抗 原刺激之后,它们迅速上调这些表征,来满足Tfh 记忆细胞向抗原特异性B细胞提供更高效率的辅助 作用 [31] .此外,目前已经证实Tfh在浆细胞和记忆 性B细胞形成中起重要作用,但是Tfh细胞对浆细 胞和记忆性B细胞的动态平衡是否有调节作用,以 及如何发挥作用仍是个未知领域.对Tfh细胞的研 究,是我们全面理解免疫应答的一大挑战,也是 寻求治疗自身免疫性疾病方法的一个突破口. 参考文献[1] Nurieva RI, Chung Y, Martinez GJ, et al. Bcl6 mediates the development of T follicular helper cells. Science, 2009, 325: 1001-1005 [2] Morita R, Schmitt N, Bentebibel SE, et al. Human blood CXCR5(+)CD4(+) T cells are counterparts of T follicular cells and contain specific subsets that differentially support antibody secretion. Immunity, 2011, 34: 108-121 [3] Ma J, Zhu C, Ma B, et al. Increased frequency of circulating follicular helper T cells in patients with rheumatoid arthritis. Clin Dev Immunol, 2012, 2012: 827480 [4] Coraglia A, Felippo M, Schierloh P, et al. CD4+ T Lymphocytes with follicular helper phenotype (T(FH)) in patients with SH2D1A deficiency (XLP). Clin Immunol, 2011, 141: 357-364 [5] Hu S, Young KH, Konoplev SN, et al. Follicular T-cell lymphoma: a member of an emerging family of follicular helper T-cell derived T-cell lymphomas. Hum Pathol, 2012, 43: 1789-1798 [6] Kerzerho J, Maazi H, Speak AO, et al. Programmed cell death ligand 2 regulates TH9 differentiation and induction of chronic airway hyperreactivity. Journal of Allergy and Clinical Immunology. J Allergy Clin Immunol, 2013, 131: 1048-1057 [7] Wolff MJ, Leung JM, Davenport M, et al. TH17, TH22 and Treg cells are enriched in the healthy human cecum. PLoS One, 2012, 7: e41373 [8] Harada Y, Tanaka S, Motomura Y, et al. The 3' enhancer CNS2 is a critical regulator of interleukin-4-mediated humoral immunity in follicular helper T cells. Immunity, 2012, 36: 188-200 [9] Baumjohann D, Preite S, Reboldi A, et al. Persistent antigen and germinal center B cells sustain T follicular helper cell responses and phenotype. Immunity, 2013, 38: 596-605 [10] Kroenke MA, Eto D, Locci M, et al. Bcl6 and Maf cooperate to instruct human follicular helper CD4T cell differentiation. J Immunol, 2012, 188: 3734-3744 [11] Choi YS, Eto D, Yang JA, et al. Cutting edge: STAT1 is required for IL-6-mediated Bcl6 induction for early follicular helper?cell?differentiation. J Immunol, 2013, 190: 3049-3053 [12] Choi YS, Yang JA, Yusuf I, et al. Bcl6 expressing follicular helper CD4 T Cells are fate committed early and have the capacity to form memory. J Immunol, 2013, 190: 4014-4026 [13] Yang X, Yang J, Chu Y, et al. T follicular helper cells mediate expansion of regulatory B cells via IL-21 in Lupus-Prone MRL/lpr Mice. PloS One, 2013, 8: e62855 《生命的化学》2013 年33 卷3期·298 · 综述 [14] Heissmeyer V, Vogel KU. Molecular control of Tfh-cell differentiation by Roquin family proteins. Immunol Rev, 2013, 253: 273-289 [15] Choi YS, Kageyama R, Eto D, et al. ICOS receptor instructs T follicular helper cell versus effector cell differentiation via induction of the transcriptional repressor Bcl6. Immunity, 2011, 34: 932-946 [16] Ballesteros-Tato A, León B, Graf BA, et al. Interleukin-2 inhibits germinal center formation by limiting T follicular helper cell differentiation. Immunity, 2012, 36: 847-856 [17] Nurieva RI, Podd A, Chen Y, et al. STAT5 protein negatively regulates T follicular helper (Tfh) cell generation and function. J Biol Chem, 2012, 287: 11234- 11239 [18] Bollig N, Brüstle A, Kellner K, et al. Transcription factor IRF4 determines germinal center formation through follicular T-helper cell differentiation. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, 109: 8664-8669 [19] Lee SK, Silva DG, Martin JL, et al. Interferon-γ excess leads to pathogenic accumulation of follicular helper T cells and germinal centers. Immunity, 2012, 37: 880-892 [20] Hu H, Wu X, Jin W, et al. Noncanonical NF-κB regulates inducible costimulator (ICOS) ligand expression and T follicular helper cell development. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108: 12827-12832 [21] Kim HJ, Verbinnen B, Tang X, et al. Inhibition of follicular T-helper cells by CD8+ regulatory T cells is essential for self tolerance. Nature, 2010, 467: 328-323 [22] Chung Y, Tanaka S, Chu F. et al. Follicular regulatory T cells expressing Foxp3+ and Bcl-6 suppress germinal center reactions. Nat Med, 2011, 17: 983-988 [23] Linterman MA, Pierson W, Lee SK, et al. Foxp3+ follicular regulatory T cells control the germinal center response. Nat Med, 2011, 17: 975-982 [24] Feng X, Wang D, Chen J, et al. Inhibition of aberrant circulating Tfh cell proportions by corticosteroids in patients with systemic lupus erythematosus. PloS One, 2012, 7: e51982 [25] Zhu C, Ma J, Liu Y, et al. Increased frequency of follicular helper T cells in patients with autoimmune thyroid disease. J Clin Endocrinol Metab, 2012, 97: 943- 950 [26] Bossaller L, Burger J, Draeger R, et al. ICOS deficiency is associated with a severe reduction of CXCR5+ CD4 germinal center Th cells. Immunol, 2006, 117: 4927-4932 [27] Tangye SG, Deenick EK, Palendira U, et al. T cell-B cell interactions in primary immunodeficiencies. Ann N Y Acad Sci, 2012, 1250: 1-13 [28] Amé-Thomas P, Le Priol J, Yssel H, et al. Characterization of intratumoral follicular helper T cells in follicular lymphoma: role in the survival of malignant B cells. Leukemia, 2012, 26: 1053-1063 [29] Talay O, Yan D, Brightbill HD, et al. IgE+ memory B cells and plasma cells generated through a germinal- center pathway. Nat Immunol, 2012, 13: 396-404 [30] Yang Z, Sullivan BM, Allen CD. Fluorescent in vivo detection reveals that IgE+ B cells are restrained by an intrinsic cell fate predisposition. Immunity, 2012, 36: 857-872 [31] Weber JP, Fuhrmann F, Hutloff A. T-follicular helper cells survive as long-term memory cells. Immunol, 2012, 42: 1981-1988