发布时间：2021-09-18所属分类：医学论文浏览：1次
摘 要： 【摘要】白介素12家族的细胞因子在许多炎性和传染性疾病的宿主防御和免疫调节中都起着重要的作用。白介素12(interleukin-12，IL-12)作为其家族中一个重要的细胞因子，具有多种免疫活性，在机体早期的非特异性免疫和随后的抗原特异性免疫过程中均扮演重要角色
【摘要】白介素12家族的细胞因子在许多炎性和传染性疾病的宿主防御和免疫调节中都起着重要的作用。白介素12(interleukin-12，IL-12)作为其家族中一个重要的细胞因子，具有多种免疫活性，在机体早期的非特异性免疫和随后的抗原特异性免疫过程中均扮演重要角色。本文就IL-12的生物学功能、免疫调节作用以及与常见自身免疫性疾病的关系作一综述。
【关键词】白细胞介素12;自身免疫性疾病;研究
自身免疫性疾病(autoimmunediseases，AID)是由于机体正常的免疫耐受功能受损，导致自身的免疫系统对组织结构、功能的破坏，从而出现相应临床表现的一类疾病[1]。
目前AID的确切病因尚不清楚，但有研究显示，多种细胞因子都参与其发病过程当中，其中，白介素12(interleukin-12，IL-12)与其关系尤为密切。IL-12作为效应最强的NK细胞激活因子和T淋巴细胞诱导因子，能引起Th1、Th2细胞免疫应答，参与机体的免疫反应。因此，加强对IL-12的基础研究，阐明IL-12的生物作用机制、细胞因子网络调控等功能，为免疫治疗提供新途径显得尤为重要。
1IL-12生物学功能
IL-12是一种具有多种免疫调节功能的促炎症性细胞因子，1989年由Kobayashi等[2]在人的淋巴细胞中发现，1991年被成功克隆和表达。IL-12所属的细胞家族还包括其他异二聚体细胞因子，如IL23，IL-27，IL-35。IL-12细胞家族及其受体的结构表达见图1。
IL-12由p40和p35亚基通过二硫键连接而成，其相对分子量分别为40×103和35×103，编码p40亚基的IL-12B基因主要定位于染色体5q31-q33区域，而编码P35亚基的IL-12A基因则定位于染色体3p12-3q13区域。P35和p40任一亚基单独cDNA转染Cos或CHO细胞后都只能得到对应的单条链，只有共同转染才能得到具有生物活性的IL-12。
IL-12的受体IL-12R主要位于活化的T细胞和NK细胞表面，是IL-12Rβ1/IL-12Rβ2二聚体。如图1所示，IL-12R和IL-23R共享IL-12Rβ1，另一多肽链IL-12Rβ2又是IL-12R和IL-35R的共同组成部分，而gp130则由IL-27R和IL-35R共享[3]。如图1显示，IL-12R由β1和β2两条多肽链构成，任一条链的缺陷都能影响到信号转导功能的正常发挥，其中IL-12Rβ2在信号传导过程中，能在IL-12及IL-12R的相互作用下，激活相互磷酸化的激酶JAK2和TyK2，依次使得IL-12R、信号转导及转录活化因子(signaltransducerandactivatoroftranscription，STAT)4、3、1和5发生磷酸化反应，以达到调节基因表达的目的[4-6]。
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IL-12与其受体IL-12R通过结合发挥生物学作用。体内、外实验研究均证实IL-12具有许多生物活性，尤其对单个核细胞的作用非常显著。IL-12具有以下生物学作用:(1)激活NK细胞;(2)在植物血凝素(PHA)的诱导下，促使淋巴母细胞的增生;(3)促使CD4+初始T细胞向Th1细胞分化，抑制Th2细胞合成IL-4，并选择性地抑制IL-4诱导的IgE合成，但能促使IFN-γ、TNF-α和IL-2的合成。
2IL-12产生的调节机制
2.1IL-12产生的正负调节IL-12主要由巨噬细胞及树突状细胞(dendriticcell，DC)诱导产生，但由于不同的细胞因子所产生的诱导效率不同，其在机体中所引起的细胞的表达也有所不同，其中，Toll样受体(toll-likereceptors，TLR)在吞噬细胞和DC的表达上发挥着关键性的作用。以吞噬细胞为例，单独的TLR配体并不能够诱导p70异二聚体产生，只能引起少量细胞因子p40亚基的表达，而其他的细胞因子如IFN-γ和IL-4也能刺激细胞产生IL-12;IFN-γ是强力IL-12诱导因子，它不仅通过IL-12诱导产生，而且能反过来引起IL-12分泌量的增加，从而形成了机体炎症及免疫应答反应中的正反馈机制。转化生长因子β(transforminggrowthfactor，TGF-β)是一种细胞抑制因子，能降低p40亚基中mRNA稳定性;IFN-α和IFN-β在刺激IFN-γ分泌及Th1应答反应上具有与IL-12类似的的诱导模式，但它能降低IL-12分泌量。另外，作为IL-12的拮抗剂，IL-4和IL-13都能协同IL-10共同作用，不仅能抑制IL-12分泌，还能诱导产生IL-10，并通过诱导某种的特殊蛋白质从而阻断IL-l2A及IL-12B基因的调节转录，以达到抑制IL-12产生的目的。
2.2IL-12基因的转录调节IL-12由IL-12A基因编码的p35亚基和IL-12B基因编码的p40亚基组成，IL-12A基因属于构建性表达，而IL-12B基因则属于调节性表达。其中，IL-12B基因的表达主要体现在转录后调节，它的转录水平及翻译水平则会受到IL-12蛋白表达量的直接影响，这主要是因为IL12B基因的转录主要受其启动子附近几个转录元件如NF-κB、ETS、c-Rel、IRF-1等调控，在各种刺激因子的作用下，通过一系列复杂反应激活转录因子，而转录因子与这些转录元件的结合也使得IL-12B基因的转录能力增强，而在这些转录元件中，IRF1和IRF8属于正调节因子，IRF2则属于负调节因子。有实验研究[7]结果显示，缺失任何一个IRF转录元件的小白鼠，其体内p40亚基的表达都会出现调节缺陷，并且一旦受到IFN-γ刺激，IRF-1会通过IL12A基因启动子内的一种反向IRF元件来调节Il12B基因转录，在IFN-γ和脂多糖(LPS)诱导下，使得转录复合物与ETS结合大大增强了IL-12B的基因转录。
3IL-12的免疫调节作用
3.1调节NK细胞免疫功能IL-12作为效应最强的NK细胞激活因子，不仅能激活NK前体细胞，刺激NK细胞增殖、活化，还能诱导NK细胞及促使其他免疫细胞，比如T细胞、B细胞等，诱导产生IFNγ，并有效地启动和调节Th1应答和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应，在适应性免疫应答中发挥重要作用。此外，当IL-2或IL-18与IL-12同时存在时，能刺激NK细胞，增强机体产生IFN-γ的作用。IL12的信号通路在机体内受NK细胞的自调控机制影响。在炎症早期，它可通过激活激酶JAK及信号转导及转录活化因子STAT4的信号途径实现，并诱导IFN-γ的产生，增强NK细胞的细胞毒性。而随着炎症刺激时间的不断延长，IL-12还能通过上调靶向于STAT4的miR-132、miR-212和miR-200a的表达，而这三个微小RNA受IL-12调控，特异性的靶向STAT4mRNA的上游区域3'端，并负调控STAT4的分子表达，使JAK/STAT4信号通路受阻，使得IL12产生IFN-γ减少，从而诱导NK细胞凋亡。
3.2调节T细胞免疫功能正常状态下，机体内Th1和Th2细胞处于动态平衡中，以维持机体正常的细胞免疫和体液免疫功能[8-10]。Th1细胞介导细胞免疫应答，能分泌IL-2、IL-3、TNF-β、GM-CSF等细胞因子，Th2细胞介导体液免疫应答，能分泌IL4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子，Th1及Th2细胞具有增强吞噬细胞介导的抗感染功能，特别是抗细胞内的寄生菌感染。Th17细胞主要分泌IL-17、IL-22等促炎症因子，它具有活化中性白细胞，介导炎症反应的功能，尤其是在对外来的细菌和真菌的免疫应答中。调节性T细胞(Treg)具有抑制效应性T细胞增殖，维持免疫耐受的功能。这四种T细胞亚群在体内形成一个动态的免疫平衡，维持机体正常的免疫反应，如果任何一个平衡被打破，都有可能导致自身免疫性疾病的发生。
3.3其他功能可以活化单核/巨噬细胞，促进TNF-α、一氧化氮(NO)及淋巴毒素β(LT-β)等活性介质的产生，及淋巴因子活化杀伤细胞(LAK)、CTL等细胞的形成，使得NK细胞的细胞毒性增强，进而加强了机体清除病原体及杀伤肿瘤细胞的作用[11]。
4IL-12与常见自身免疫性疾病
4.1类风湿性关节炎(rheumatoidarthritis，RA)
类风湿关节炎是一种以滑膜组织炎性增生关节软骨进行性破坏为主要特征的慢性炎症性自身免疫性疾病[7，12]，有研究指出，细胞免疫反应被认为是RA发病的关键因素。RA患者关节内滑膜液的大量分泌，其分泌的炎症细胞以T细胞为主，Th1细胞过量表达并分泌Th1型细胞因子，而过量的Th1细胞能刺激IFN-γ产生，引起患者关节滑膜局部慢性炎症和基质破坏，同时在一定程度上还抑制了Th2细胞的表达，导致Th2细胞表达缺陷，从而引起“Th1/Th2”功能平衡失调，这是导致RA发生的关键因素[13]。早期的证据表明，RA患者病情静止期的外周血单个核细胞上清液中IL-12水平高于健康对照人群，但在活动期又会明显高于静止期，这就提示了IL-12不仅参与RA的发病过程，还与其疾病活动度密切相关[14]。
4.2银屑病(Psoriasis)银屑病是一种在各种环境因素刺激下由遗传背景控制的免疫失衡性疾病，尽管致病机制尚不清楚，但是T淋巴细胞和角质形成细胞的相互作用似乎是其免疫学发病机制的关键，而IL-12是参与T淋巴细胞免疫活动的重要细胞因子。经研究证实，IL-12与其发病密切相关[15-17]，Rosmarin等[18]通过分析IL-12的结构、受体和功能来了解IL-l2血清水平的变化情况，银屑病患者血清中IL-12水平高于正常人，并与其病情严重程度相关，从而掌握了IL-12治疗银屑病以及参与自身免疫性疾病病理过程的有力证据[19]，更有研究者通过免疫学的深入研究提出了，由于Th1/Th2模式的失衡而出现“免疫偏斜”，从而导致银屑病的发生[20]。
4.3系统性红斑狼疮(systemiclupuserythematosus，SLE)系统性红斑狼疮是一种以多克隆B细胞高度增殖活化、免疫球蛋白增多和多种自身抗体的生成及细胞免疫紊乱为特征的自身免疫性疾病[21]。许多研究已证实SLE病人存在体内细胞因子异常的情况，这些细胞因子网络失衡将导致免疫系统调节功能失调，从而引起机体免疫疾病的发生[22]。近年来，有研究[23]发现，Th1/Th2细胞亚群及细胞因子在其发病中发挥着重要作用，与正常人相比，SLE患者血清IL-12的水平较低，存在Th1细胞表达量下降，而Th2细胞则相对占优势的现象，这与其上游调控因子及其受体间的平衡紊乱有关。经临床试验的证实，SLE患者的血清中IL-12及IL-12p40的水平也低于正常人群。另有研究[24]表明，IL12表达水平与SLE疾病活动度呈负相关关系，IL-l2水平越高，则活动度评分越低，因此，有资料提示可将IL-12水平作为评价SLE患者病情活动度的参考指标。
4.4强直性脊柱炎(ankylosingspondylitis，AS)强直性脊柱炎是一种慢性自身免疫炎症性疾病，主要累及脊椎、中轴关节，发病机制尚不明确。有研究指出[25]，机体的免疫功能异常，特别T细胞的免疫功能异常与其发病相关。课题组[26，27]对AS中血清Th1、Th2相关细胞因子表达水平进行了研究，结果显示AS患者体内的Th1与Th2细胞存在着平衡失调，而患者血清中IL-6、IL-17及IL-23三种细胞因子水平与对照组相比显著增加，提示Th17与Treg细胞的失衡引起机体免疫功能紊乱，加速了疾病的发生和发展。陈淑增等[28]认为AS患者存在Th17/Treg/Th1细胞平衡失调，研究指出，IL-12在维持这个平衡中起着重要的作用。杨再兴等[29]发现，AS患者血清中IL-12表达量高于健康对照人群，这提示血清中IL-12浓度的上调与AS的发病密切相关。
4.5克罗恩病(crohn’sdisease，CD)克罗恩病是肠道炎症性疾病，其病因及发病机制至今尚未明确[30]，Th1/Th2平衡失调一直被认为是CD的发病机制之一，研究[31]显示，IL-12与CD发病相关，而其作为重要的Th1细胞极化因子，可促进Th1细胞增殖和分化，上调IFN-γ的表达，在调节Th1/Th2平衡反应中起重要作用。Mannon等[32]双盲试验证实，CD患者疾病严重程度与大量Th1细胞介导的细胞因子活性有关。Fuss等[33]研究发现，CD患者分泌的IL-12p70表达量较对照组明显增加。Peters等[34]用逆转录酶PCR技术，在CD患者肠道黏膜检测到大量的IL-12mRNA，由此提示IL-12的水平与CD的发病密切相关。
4.6多发性硬化症(multiplesclerosis，MS)多发性硬化症是一种与遗传、免疫、环境、内分泌等诸多因素有关的一种自身免疫性疾病，发病机理尚不完全清楚[35，36]。尽管如此，IL-12已被认为是治疗几种细胞内病原体的Th1细胞因子佐剂，能诱导Th1细胞应答一些自身免疫性疾病。药物试验证实[37]，之所以能有效的抑制p40亚基在IL-12中的作用，是因为药物能联合IL-12刺激Th1细胞反应。另外，动物实验证明[38]，敲除IL-12p40亚基的基因敲除鼠更易诱发疾病。
4.7其他相关自身免疫性疾病IL-12作为NK细胞刺激因子，具有很强的免疫调节作用，已知它在Th1细胞介导的自身免疫性疾病，尤其是器官特异的自身免疫性疾病中发挥重大作用。目前研究[39，40]也表明，IL-12在实验性自身免疫性脑炎(EAE)、胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)及胶原诱导的关节炎(CIA)等器官特异的自身免疫性疾病中起关键作用。鉴于自身免疫性疾病往往有着相似的遗传易感或免疫机制，而多种自身免疫性疾病也存在着共同的易感基因基础[41，42]，因此，与IL-12相关的自身免疫性疾病的深入研究尤应引起重视。
5展望
综上所述，IL-12作为效应最强的NK细胞激活因子和T细胞增殖的辅助因子，在细胞免疫应答过程中，尤其是在病原体侵入机体的早期免疫，发挥着十分重要的作用。随着IL-12在常见的自身免疫性疾病研究中不断展开，也使得它在自身免疫性疾病发病机制中的作用日益成为人们研究的热点。今后随着对其作用机制的进一步深入研究与探讨，IL-12及其受体可能为阐明自身免疫性疾病的发病机制及临床治疗带来新的希望。——论文作者：张立1，2，王迎新1，2，杨婷3，王静3，潘发明3
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