自身免疫性肝炎实验模型中的T细胞、NKT细胞、NK细胞
导言 ConA注射小鼠或大鼠诱导急性或慢性肝损 依赖T细胞和肝巨噬细胞的激活 研究集中于免疫介质和细胞,该模型中肝细胞损伤的相关机制 该模型用于研究: 免疫介导的肝炎 过度激活免疫应答的治疗
小鼠ConA诱导的肝损伤免疫细胞 免疫细胞 证据 T淋巴细胞 T细胞耗竭,SCID、RAG-/-、裸鼠抵抗,免疫抑制治疗有效 CD4+T细胞 NKT细胞 CD4+细胞耗竭,Vα14-/-和CD1-/-小鼠抵抗 Kupffer细胞 KC耗竭
小鼠ConA诱导的肝损伤免疫介质 免疫介质 证据 TNFα 抗TNF,TNF受体融合蛋白,TNF-/-、TNFR-1-/-和TNFR-2-/-小鼠抵抗 IFNγ 抗IFNγ, IFNγ-R 融合蛋白,IFNγ-R-/-小鼠抵抗,IFNγ信号干扰 IL-12 抗IL-12,重组(r)IL-12加剧 IL-18 抗IL-18 MIP-2 抗MIP-2 NO INOS -/-小鼠,选择性iNOS阻断剂 FasL 抗FasL,gld小鼠
小鼠ConA诱导的肝损伤保护性因子 保护性细胞因子 证据 IL-6 rIL-6保护, IL-6 -/-小鼠敏感性提高 IL-10
自身免疫性肝炎(AIH) 一种主要在门静脉周围的病因不明的慢性人类肝炎,是一种特发性疾病,可以导致肝硬化 特征性自身抗体 抗核抗体(ANA) 抗平滑肌抗体(SMA) 肝肾微粒体(LKM)抗体 针对细胞色素P450 (CYP) 2D6和UDP-glucuronosyl-转移酶,识别可溶性肝抗原(SLA)或肝胰抗原(LP)的抗体 循环中抗人唾液酸糖蛋白受体 hASGPR抗体 易感个体外在始动因素: 病毒感染 药物反应:替尼酸,双肼屈嗪,氟烷 其它肝毒素 伴发其它自身免疫病 原发性胆汁性肝硬化(PBC) 原发性硬化性胆管炎(PSC) 特征见附表
实验性自身免疫性肝炎(EAH) 1990年,Lohse等,用合成的可溶性肝抗原免疫诱导的肝炎 C57BL/6小鼠最易感 在泼尼松龙转基因鼠中建立CD4+T细胞依赖性自身免疫性肝炎 Th1细胞因子应答 血清抗核抗体水平显著升高 特征见附表
Con A诱导的小鼠肝炎 Con A:刀豆素A——黑豆中的植物凝集素,T细胞丝裂原 单一鼠静脉注射8到24小时内导致严重肝炎 8小时内,转氨酶释放,肝内DNA片段增多 24小时后,转氨酶水平下降,肝再生明显 Con A诱导的肝炎是在体研究T细胞激活-诱导的肝损伤的基本规律的模型 依据见附表
AIH/EAH和ConA肝炎的区别与联系 自身免疫性标准 AIH/EAH ConA肝炎 1.抗原特异性T细胞应答 + - 2.CD4+T细胞率 +,EAH未测 3.被动转移疾病 4.遗传患病率 +,EAH种系差别 +,种系差别 5.特异自身抗体产生 +, EAH中非疾病相关 未测 6.缓解状态免疫抑制 7.对免疫抑制药物的应答 +, EAH未测
T细胞在Con A诱导的肝炎中的作用 CD4+T细胞浸润:Con A给药后6到8小时内CD4+T细胞开始浸润肝实质,8小时后聚集达到6倍。24小时后大多数CD4+T细胞以大细胞群形式分布于门静脉周围,肝窦内几乎检测不到CD4+T细胞 黏附因子:Con A诱导的CD4+T细胞聚集依赖于E-选择素,ICAM-1和VCAM-1,阻断黏附因子显著抑制肝内浸润,但不能防止肝损 CD4+和CD25+ T细胞开始浸润之前,TNFα和IFNγ依赖的细胞内途径——干扰素调节因子(IRF)-1表达、c-JunN末端激酶(JNK)激活——导致肝损,中和因子不能阻断细胞聚集;其它肝内细胞:NKT,其它T,Kupffer细胞 缓解阶段, CD4+T细胞参与清除有害淋巴细胞浸润,CD44依赖
NK细胞在Con A诱导肝炎中的作用 不起主要作用 不直接参与肝损: RAG-/-小鼠对Con A抵抗 perforin-/-小鼠比wt鼠更敏感
NKT细胞 NKT细胞表型: 识别单一形态的NHCI类样分子CD1d提呈的糖脂 来源:胸腺和胸腺外,分布于不同组织 CD4+:60%,DN:40%; 活化T细胞表面标志:Thy1high, CD44high, CD45RBhigh 表达NK细胞表面标志:NK1.1int, IL-2Rβint, CD69int(15%), Ly49C(60%) 表达恒定TCRα链:Vα14-Jα281和Vβ8(55%, 主要Vβ8.2)、Vβ7(14%)或Vβ2(7%)?其中之一 识别单一形态的NHCI类样分子CD1d提呈的糖脂 来源:胸腺和胸腺外,分布于不同组织 胸腺、肝脏——CD1d依赖的CD4+多见 脾、骨髓——CD1d非依赖的DN和CD8+多见
在感染、抗肿瘤和自身免疫中 NKT细胞的作用 离体和在体激活迅速产生大量细胞因子:IL-4, IFNγ IFNγ应答对于清除病原重要 与IFNγ依赖的效应相反,IL-4介导抑制Th1相关的自身免疫
αGalCer诱导的NKT细胞介导的抗病毒和抗肿瘤效应 对HBV感染的抵抗力由人造的特异性NKT细胞抗原αGalCer诱导 由αGalCer或IL-12诱导的抗病毒和抗肿瘤效应似乎由产IFNγ的NKT细胞介导,后者依次激活肝和脾的NK细胞的细胞毒性 对于自身免疫: 第一次注射:诱导高水平IL-4, IFNγ;肝脾内NKT迅速活化诱导细胞死亡 一周内:离体再刺激后,肝细胞再生,产生大量Th2细胞因子 重复给药,向Th2细胞应答极化 Th1相关自身免疫治疗的希望 问题:首次剂量造成严重肝损!
NKT细胞在ConA诱导肝炎中的作用 正方:NKT细胞是ConA诱导肝炎中的重要的亚群 反方:反驳NKT引发作肝损伤观点的推理 在体刺激后立即活化产生大量IFNγ和IL-4 活化NKT细胞24h内引发肝毒性 肝内NKT细胞主要是CD4+,因此属于介导ConA肝炎的T淋巴细胞亚群 反方:反驳NKT引发作肝损伤观点的推理 ConA诱导肝炎与自身免疫性肝炎有相似处 NKT抑制自身免疫性
NKT细胞相关报道三篇 1. Toyabe等,同时耗竭NKT和NK显著抑制ConA肝炎,而单独耗竭NK不能;产生TNFα、CD25+细胞聚集、血清转氨酶升高需要产IL-4的NKT。? 2. Kaneko等,产IL-4的而非产IFNγ的NKT为ConA肝炎发生必需;通过穿孔素、FasL杀伤肝细胞 3. Takeda等,CD1-/-小鼠抵抗ConA诱导肝炎;wt鼠肝内NKT和T重建ConA诱导肝炎,NK则不能
根据Kaneko等的观点 wt gld CD1-/- NKT
ConA与αGalCer对肝的作用比较 相似点: 区别点: 时程相同 单独耗竭NK不影响肝毒性,同时耗竭NKT和NK显著抑制肝毒性 通过穿孔素、FasL杀伤肝细胞;gld和lpr小鼠抵抗 CD1-/-小鼠抵抗 反复给药诱导NKT迅速凋亡从肝中清除; αGalCer反复给药抑制自身免疫, ConA反复注射通过诱导Th2应答,诱导自身抵抗 区别点: αGalCer肝毒性不由IFNγ介导,而ConA诱导肝炎依赖IFNγ及其胞内信号 Lpr:fas缺失
抗ConA肝炎的治疗 保护机制 物质 1.阻断T细胞激活 环孢素A,他克莫司,地塞米松 2.T细胞耗竭 半乳凝素-1 3.抑制正性炎症细胞因子产生,IL-10增长 咯利普兰,莫他匹酮,己酮可可碱,依布硒,低分子量肝素,大豆皂醇,inchinko-to(TJ-135) 4.抑制肝IFNγ表达 I型干扰素,莫拉丁酯 5.抑制IL-1β转换酶(ICE) NO-水杨酸,NO-熊去氧胆酸 6.抑制iNOS 氨基胍,L-N6-(1-iminoethyl)-赖氨酸(L-NIL) 7.阻止黏附 合成的RGD类似物 8.抗凝 低分子量肝素 9.NFκB肝内核转运增加 大豆皂醇,低分子量透明质酸酶(LMW-HA)
Con A肝炎肝内免疫细胞激活 和肝细胞死亡的机制 KC NKT CD4+T IFNγ TNFα IFNγ? IL-4? IL-12 IL-18 IFNγR TNFR1 TNFR2 IRF-1 ? Con A激活胸腺来源的NKT细胞 Con A激活胸腺来源的经典的产生IFNγ和IL-4的T细胞 Con A激活Kupffer细胞产生TNFα,IL-12,和IL-18 IL-12和IL-18是产生IFNγ需要的 两型TNFα,诱导肝损 通过两种受体的激活,即p55 TNFR-1和p75 TNFR-2 半胱天冬酶-3和半胱天冬酶-8非依赖性 可能依赖JNK IFNγ信号对于 肝损害重要 免疫细胞活化 肝细胞死亡
总结 Con A诱导的肝炎是肝内胸腺依赖性T细胞介导的,最可能属于CD4+的细胞亚群。 NKT细胞,狭义来讲是经典的CD3+NK1.1-T细胞,是介导肝损伤的肝内T细胞。
待讨论的问题1 ConA准许最终激活CD1依赖性NKT细胞的抗原进入的机制 假想:在应激状态和细胞坏死过程中,天然脂类配体可作为自身抗原(类比肿瘤组织的设想) 这种天然脂类抗原尚未知
待讨论的问题2 广泛描述的IFNγ依赖性与Toyabe等和Kaneko等描述的IL-4介导的肝毒性之间的矛盾 产生IL-4的Th2细胞不能诱导肝毒性,分泌IFNγ的Th1细胞诱导肝毒性 转基因小鼠 表达IFNγ——慢性活动性肝炎 缺乏SOCS-1——爆发性肝炎 缺乏IFNγ, SOCS-1-/-——不发生爆发性肝炎 Kaneko等 ? IL-4-/-小鼠有抗ConA作用? ? 获得性转移的NKT细胞与肝内NKT细胞因子谱不同(wt鼠脾细胞——NKT缺乏小鼠),正如肝脾似乎含有不同NKT亚群81? ?IFNγ比IL-4对于NKT介导的肝内细胞毒性更相关,但为什么ConA肝炎不依赖IFNγ激活的NK? Toyabe组 抗IL-4抗体预处理防止ConA肝炎发生 中和IFNγ有保护作用 SOCS-1-/-小鼠,稳定的IFNγ和IL-4信号——爆发性肝炎 实验解释:清除STAT-1或STAT-6基因都阻止肝炎发生,没有SOCS-1 IFNγ不能抑制IL-4 信号 自身免疫相关因素: 缺乏产生IL-4的NKT 产生IFNγ的NKT稳定存在 SOCS-1:supressor of cytokine signaling-1, 一种细胞因子signaling的负反馈分子 STAT: SIGNAL TRANSDUCER AND ACTIVATOR OF TRANSCRIPTION
待讨论的问题3 存在争议——Con A诱导的肝损害中FasL诱导的肝细胞凋亡的作用 2:Fas/FasL参与 Fas/FasL未参与Con A诱导的肝损害,gld小鼠的抵抗应归因于其它遗传效应 Lpr小鼠显示敏感性 未发现caspase3的活性