免疫系统的激活_2011年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍 8页

生理科学进展2011年第42卷第6期·473··诺贝尔奖工作回顾·*免疫系统的激活———2011年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍1，＊＊211赵桂珍宋伟冯娟王宪12(北京大学医学部生理学与病理生理学系，北京100191;香港科技大学理学院生命科学部)2011年10月3日，瑞典卡罗琳医学院宣布将先天免疫的Toll样受体。本年度诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家(图拉尔夫·斯坦曼教授1943年出生于加拿大蒙1)，以表彰他们在人类免疫系统领域做出的突出贡特利尔。1968年在美国哈佛大学医学院获得医学［1］献。其中一半奖金由来自法国斯特拉斯堡大学博士学位。自1970年开始一直在洛克菲勒大学工(UniversityofStrasbourg)的朱尔斯·霍夫曼(Jules作，1988年成为免疫学教授，并担任克里斯托弗布Hoffmann)及美国斯克里普斯研究所(ScrippsRe-朗免疫学和免疫疾病中心主任。searchInstitute)的科学家布鲁斯·比特勒(Bruce但令人遗憾的是，在获奖消息公布前三天斯坦Beutler)共享，以表彰他们共同发现了识别微生物激曼因罹患胰腺癌不幸去世，享年68岁。他在2007活先天免疫的关键受体蛋白Toll样受体(Toll-like年前被诊断患恶性程度极高的胰腺外分泌型肿瘤，receptors，TLRs)。另一半奖金授予洛克菲勒大学随后他用自己研究的免疫疗法，通过DCs免疫治疗(RockefellerUniversity)加拿大细胞生物学家拉尔延长了自己的生命。由于诺贝尔奖的条例中规定不夫·斯坦曼(RalphSteinman)，以表彰他发现树突状授予已故者，斯坦曼的死讯因此引起了一个小小的细胞(dendriticcells，DCs)及其对获得性免疫独特风波。但令人欣慰的是，诺贝尔奖基金会最终决定的调控能力。保留奖项。本文将重点介绍三位科学家有关Toll样受体及树突状细胞的发现，及其基础研究进展在当前医学领域的重大意义。一、关于免疫反应激活的最初认识从Mechnikov1883年发现吞噬细胞至今，固有免疫研究已经有120多年，而且作为执行固有免疫的吞噬细胞和补体也分别在1908年和1919年获得了诺贝尔生理学或医学奖。获得性免疫则是在20图12011年度诺贝尔生理学或医学奖获得者世纪中、后叶成为免疫学研究的两个主角。如图2(照片来源nobelprize．org)所示，机体受到病原微生物侵袭时，可以启动免疫防御系统进行抵抗。但在霍夫曼、比特勒和斯坦曼的朱尔斯·霍夫曼教授1941年出生于卢森堡，工作之前，人们对何种物质激活了先天性免疫反应1969年在法国斯特拉斯堡大学获得博士学位。在及两种免疫又是如何调节的，了解很少。很多学者德国马尔堡大学做完博士后之后，一直在斯特拉斯进行了大胆的猜想和推理，其中耶鲁大学免疫生物堡工作。目前是斯特拉斯堡分子细胞生物学研究所学教授查理詹韦(CharlieJaneway)提出了病原主任。布鲁斯·比特勒教授1957年出生于美国芝相关分子模式(pathogen-associatedmolecularpattern，加哥。1981年在芝加哥大学获得医学博士学位。在洛克菲勒大学和达德克萨斯大学工作期间发现了细菌脂多糖(LPS)受体。目前是德克萨斯大学西南*教育部高等学校博士学科点新教师基金资助课题医学中心宿主防御遗传研究室主任。这两位科学家(20100001120049);北京大学创新人才培养项目＊＊分别在对果蝇和小鼠免疫反应的研究中发现了激活北京大学医学部2009级基础专业八年制本科阶段学生 ·474·生理科学进展2011年第42卷第6期PAMP)以及识别PAMP的模式识别受体(pattern蝇在遭遇病原微生物入侵时是靠相似的分子来激活［10］recognitionreceptor，PRR)等崭新概念，他的这一理先天性免疫反应。论被称为模式识别理论(patternrecognitiontheory)。霍夫曼和比特勒的发现引发了许多研究者对先他认为先天性免疫系统是依靠一种模式识别受体而天性免疫及其激活受体的极大研究兴趣。Medzhi-［11］识别入侵的病原微生物然后激活免疫应答。霍夫曼tor等首次鉴别出果蝇同源的第一个人类TLR，后和比特勒的成就，在于证明了这种模式识别受体的来命TLR4。迄今为止，在动物中已发现了至少15［2～6］存在以及模式识别理论的正确。种TLRs，，在人体中已发现11个成员，即TLR1TLR10和TLR14，而在小鼠中发现了人没有的［12，13］TLR11TLR13，新近又发现鸡表达的TLR15。许多动物实验表明携带有这些受体的特定突变类型的个体，发生感染的风险明显增高。(二)TLRs的研究进展1．TLRs的表达及分布:TLRs分布十分广泛，主图2免疫系统激活过程［2，3］要表达于单核细胞、巨噬细胞、多形核细胞、T淋巴病原微生物突破皮肤和黏膜屏障后，动员机体的免疫防御系统。细胞、B淋巴细胞以及NK细胞表面，不同的TLRs先天性免疫首先迅速启动进行排异和吞噬，并引发炎症反应阻在非淋巴组织中也有不同程度的表达。如TLR1广止病原微生物侵袭。当先天性免疫防线被突破时，机体即启动泛分布于各类免疫细胞;TLR2、4、5分布于除T、B、获得性免疫，通过产生杀伤性细胞和抗体消灭入侵的病原微生自然杀伤细胞外的免疫细胞;TLR3特异性分布于物及靶细胞，同时产生免疫记忆。DCs。TLR2还特异性分布于成纤维细胞、星形胶质细胞;TLR4可表达于心肌细胞、微血管内皮细胞，人二、模式识别受体的成员Toll样受体［14］(一)TLRs的发现20世纪90年代，霍夫曼就气道上皮细胞、脂肪细胞和肠上皮细胞等。DCs开始用果蝇做动物模型来探究先天性免疫的抗菌机表面有TLR2和TLR4表达也已经被证实，且具有重［15，16］制。1996年霍夫曼及其同事获得了几个不同基因要的功能。2．TLRs的分子结构:哺乳动物的TLRs同果蝇突变的果蝇，其中包括Toll基因，该基因最早由ChristianeNussleinVolhard(1995年的诺贝尔生理学的TLRs一样，都属于I型跨膜蛋白，主要由3个功或医学奖得主)发现与胚胎发育有关［7］。霍夫曼发能区构成:胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区是富含现Toll基因突变的果蝇由于无法激活免疫反应而迅亮氨酸重复序列(leucine-richrepeats，LRR)的N速死亡。据此他们推测:Toll基因编码的蛋白在识端，由1831个亮氨酸重复结构域组成。LRR主要别病原微生物及激活免疫反应中发挥了关键作介导对多种病原体或其产物的特异性识别和结合，［8］激发先天性免疫反应;跨膜区是富含半胱氨酸的结用。在随后的研究工作中，霍夫曼及其同事从果蝇中分离得到了抗菌肽，然后克隆出相关基因，利用构域;胞内区与I型IL-1R的胞内区高度同源，与核［9］转录因子-B(nuclearfactor-kappaB，NF-B)的激活果蝇在基因水平进行免疫缺陷方面的研究。尽管比特勒和霍夫曼研究的领域不同，比特勒及细胞信号转导有关，该胞内区被称为IL-1/Toll受也似乎没有特别关注霍夫曼等人的研究发现，但巧体同源区(IL-1/Tollreceptorhomologousregion，合的是比特勒的研究无意间将霍夫曼在果蝇中的发TIR)。TLRs的这种结构便于将识别得到的信号向现延伸到了哺乳动物。当霍夫曼发现Toll蛋白与病下游转导，但当其关键位点发生突变和序列缺失时［17，18］原微生物的识别及先天性免疫防御激活有关时，比将会阻断信号转导。特勒正在研究哺乳动物的细菌脂多糖(lipopolysac-3．TLRs识别的配体:目前，有关果蝇的Toll受charide，LPS)受体。1998年，比特勒及其同事发现体识别的配体已经清楚，主要识别多种细菌和真菌对LPS具有抵抗力的小鼠携带有一个突变基因，该及其产物。目前研究比较多的是TLRs识别的配基因与果蝇中的Toll基因高度同源，是哺乳动物中体。TLRs可识别不同的病原相关分子模式。LPS受体的编码基因。LPS与之结合后激活先天性TLR1、2、4、5、6、10主要表达于细胞表面识别菌体的免疫反应。比特勒将这种基因编码的蛋白命名为某些成分:TLR1可以识别热休克蛋白(HSP);TLR2Toll样受体。比特勒这一发现揭示了哺乳动物和果可识别脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)、脂磷壁酸 生理科学进展2011年第42卷第6期·475·(LTA)、脂阿拉伯甘露聚糖(LAM)及脂蛋白等多种细菌成分;TLR4主要识别LPS和HSP，TLR5可识别细菌鞭毛蛋白。TLR3、7、8、9主要表达于细胞内，识别病毒和核酸:TLR3可以识别病毒双链RNA，TLR9可识别细菌DNA中非甲基化的CpG序列。目前，将这些真核细胞不具有而病原微生物及其细胞壁所特有的保守成分和细菌CpGDNA及病毒感染过程中产生的dsRNA等，统称为PAMP。TLRs成员可以单体、同源二聚体或与其他分子形成异源二聚体识别病原相关分子，如CD14可协助TLR2对LPS的识别;TLR4需要MD2或RP-105和CD14协助才能介导对LPS的识别。［19］4．TLRs介导的信号转导通路:TLR与相应的图3TLR信号转导通路衔接蛋白分子有四种:MyD88、TIRAP、TRIF和TRAM，不同的PAMP结合后，能通过一系列的蛋白级联反应激活TLR配体可以激活不同的衔接蛋白分子，MyD88和TRIF分别参相应转录因子，调节免疫反应。髓性分化因子88与MyD88依赖和非依赖信号转导通路的激活，分别导致炎性细(myeloiddifferentiationfactor88，MyD88)是TLRs信胞因子和干扰素的产生号通路中的重要衔接蛋白，根据TLRs信号转导过程是否有该蛋白参与将TLRs信号通路分为MyD885．TLRs在启动免疫反应中的作用:TLRs通过［15～20］依赖性和非依赖性信号通路两种(图3)。识别外源性微生物的PAMP，启动TLRs信号转导通对比这两种信号通路不难发现，除了某些关键路，触发一系列的先天性免疫反应机制，及时有效地结点上的衔接蛋白不同，大部分衔接蛋白是一致的，清除入侵的病源微生物。活化的TLRs在引发先天且两条通路所激发的下游信号传导机制也很相似。性免疫反应的同时，还上调DCs的协同刺激因子的TLRs与相应的配体结合后会在TIR区发生同源或表达，使T细胞活化，启动获得性免疫反应。因此异源二聚化，并招募相应的衔接蛋白与之结合成复TLRs在先天性免疫和获得性免疫中均起着重要合物，然后通过一系列蛋白级联反应激活特定的转作用。录因子，从而引起促炎细胞因子或免疫调节分子基三、树突状细胞因转录和表达。目前研究相对较清楚的衔接蛋白分霍夫曼和比特勒的研究成果使人们对先天性免子主要4种:MyD88、TIRAP、TRIF及TRAM。TLR疫激活的机制有了进一步地认识，机体以此来抵御的TIR结构域介导的信号转导模式主要是MyD88微生物侵袭。一旦病原体突破了机体的第一道防依赖性信号转导，MyD88是该模式中的重要角色。线，机体的第二道防线，即获得性免疫系统就会产生TIRAP(TIRdomain-containingadapterprotein)又名抗体或杀伤性细胞来清除感染的抗原或细胞，同时Mal(MyD88dapter-like)，是MyD88的同源衔接蛋产生免疫记忆。那么受到病原体入侵机体的B及T白，在TLR4介导的MyD88非依赖性信号通路中发淋巴细胞又是如何识别这些病原体，然后启动体液挥作用。TRIF(TIRdomain-containingadapterindu-免疫及细胞免疫的呢?这其中起关键作用的就是抗cingIFN-，又名TICAM-1)，主要参与TLR3和TLR4原提呈细胞(antigen-presentingcells，APCs)，而树突介导的MyD88非依赖性信号转导途径对IFN-调节状细胞(dendriticcells，DCs)就是其中重要的一员。因子-3(IFNregulatoryfactor-3，IRF-3)的激活。(一)DCs的发现有关DCs的最早描述是在TRAM(TRIF-relatedadaptermolecule)是MyD88非1868年，当时朗格汉斯(Langerhans)将皮内的一种依赖性信号转导途径中TIR结构域的一个新的配体呈树突状结构的细胞命名为朗格汉斯细胞(Langer-［21］分子，主要参与TLR4的信号转导。综上可看出hanscells，LCs)。1973年斯坦曼在研究小鼠脾TLR家族成员可以结合不同的衔接蛋白。MyD88脏免疫功能时，发现小鼠脾细胞混合物在体外能够依赖性信号通路主要介导炎性细胞因子的产生，而刺激羊的红细胞产生免疫应答，这也是首次在体外MyD88非依赖性信号通路主要介导调节性DC的成被激活的免疫应答。但单纯的淋巴细胞、巨噬细胞、熟以及其他免疫调节分子如MHC、CD80等的表达。粒细胞又不具有这样的功能。为了找到免疫应答的 ·476·生理科学进展2011年第42卷第6期真正始动者，斯坦曼做了一个简单而又重要的实验。组织胸腺依赖区重要的APCs，表面缺乏Ig受体和他用相差显微镜观察脾混合细胞悬液，结果发现了C3受体，富含MHCI类和II类抗原，被认为是在启与粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞在形态和功能方面动和激发初次免疫应答中起主要作用的APCs。均不相同的放射状细胞。因其细胞膜向外伸出许多2．滤泡树突状细胞(folliculardendriticcells，膜性树状突起，且与已发现的所有淋巴细胞均不同，FDCs):不表达MHCII类分子，高表达FcR和补体［22］于是斯坦曼将其命名为树突状细胞。此后，斯坦受体，因其树突能有效捕捉复合形式的抗原，并将抗曼在血液和外周免疫器官中也发现了这种细胞。通原长期保留在其表面，来维持二级滤泡的记忆功能，过对DCs的形态及内部微细结构的进一步观察分与B记忆细胞的产生也有关。析，斯坦曼大胆推测这种细胞可能就是负责抗原呈3．朗格汉斯细胞(LCs):是位于皮肤和胃肠道递并激活免疫应答的细胞。由于DCs的数量在脾粘膜上皮部位的非成熟的DC，高表达MHCI类和II细胞中只占1%左右，斯坦曼的这一发现并不被当类分子，其胞质内有称为Birbeck颗粒的特征性细时科学界所认可。为此斯坦曼设计并改善了DCs胞器。的纯化流程，发明了利用小鼠和人的祖细胞，在体外4．隐蔽细胞(veiledcells):分布于输入淋巴管［23～27］制备DCs的方法。此后的研究证实了DCs的和淋巴液中。抗原呈递及诱导免疫反应的能力。这时候人们才真(三)DCs体外培养技术的发展斯坦曼的发正认识到DCs的重要性。现之所以受到学术界的质疑，主要是因为当时没有(二)DCs的起源、分类及分布DCs起源于造很好的DC分离提纯方法。虽然DCs在组织中分布血干细胞，根据分化来源途径的不同又分为两类。很广但含量极少，而且生理状况下半衰期较短，一般髓样干细胞在粒细胞单核细胞集落刺激因子(gran-为数天到几周。因此建立DCs体外培养技术获得ulocyte-macrophagecolony-stimulati-tingfactor，GM-足够数量的有功能的DCs就很重要。1992年，斯坦CSF)、肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor-α，TNF-曼首先建立了用GM-CSF从小鼠骨髓中培养制备+α)和白细胞介素4(interleukin-4，IL-4)刺激下分化DCs的方法，此后又用GM-CSF加TNF-α从CD34来的DCs，称为髓样树突状细胞(myeloiddendritic造血干细胞中迅速扩增得到大量DCs，使DCs相关［28］cells，MDCs)，也称为DC1，与单核细胞和粒细胞有研究得到了突飞猛进的发展。Steinman等又在共同的前体细胞;来源于淋巴样干细胞的DCs称为1994年建立了用GM-CSF和IL-4从人外周血中大淋巴样树突状细胞(Lymophioddendriticcells，规模培养制备DC的方法，使人源化DCs的研究得LDCs)，也称为DC2，与T细胞和NK细胞有共同的到迅速发展。前体细胞(图4)。此后人们又建立了多种培养扩增DCs的方法，［29］如Coxe对外周单个核细胞(peripheralblood+mononuclearcell，PBMC)不加分离纯化成CD14单核细胞或附壁单核细胞，而是从混合细胞的PBMC中在CM-CSF加IL-13作用下培养得到DCs，这种方法产量高，而且CD80、CD86、CD83、MHC-II高度表达。这种方法被命名为Bulk-培养法，得到的DCs称为Bulk-DCs。为了有效地防止DCs培养过程中的［30］污染问题，Buchler等探索出用密封培养袋替代培养器皿法，该方法培养出的DCs的表型和功能不受影响，而且可以有效防止污染。图4树突状细胞(DC)的来源(引自:http://jpkc．yzu．edu．cn/course/yxmyx/chapter6/6-6．htm)近来，有研究者用高度纯化的乳铁蛋白阳性的终末期中性粒细胞的前体细胞，加入GM-CSF、IL-4、根据DCs在全身各组织的分布部位不同又有TNF-α培养体系，也可形成DC样细胞，此种DCs与如下命名:新分离的单核细胞相比，在递呈可溶性抗原方面至［31］1．并指状树突状细(interdigitatingdendritic少强10000倍。也有学者用白血病细胞成功诱cells，IDCs):定位于淋巴组织胸腺依赖区，是淋巴导出DCs，有较强的刺激混合淋巴细胞反应能 生理科学进展2011年第42卷第6期·477·［32］力。不过这两种方法起步较晚，还需要进一步T细胞清除及整合素介导DCs摄取凋亡细胞等也参［37］研究。与外周免疫耐受的形成。DCs的这一特性已被(四)DCs的生物学特性及其功能DCs的体外用于降低器官移植的排斥反应。研究表明淋巴样培养技术的不断改善，为DCs生物学特性的研究奠DCs可通过诱导CD8阳性的调节性T细胞、Th2型定了基础。DCs是目前已知的体内功能最强的专职免疫应答进而抑制供体Th1、细胞毒性T淋巴细胞，性APCs，也是唯一能够活化初始T细胞的一类专职使其免疫活性降低，从而抑制Th1型细胞介导的免［38］APCs。正常情况下外周组织中的DCs处于未成熟疫应答，抑制移植物免疫排斥反应。因此，如果状态，仅表达低水平的MHC分子、协同刺激分子在器官移植前除去移植物中的DCs或者使用未成(如CD80、DC86)和黏附分子(如CD40、CD54)等，熟的DCs诱导受者产生免疫耐受，均可延长移植器激活T细胞的能力也较弱，但摄取和加工处理抗原官的存活时间，增加器官移植的成功率。的能力极强。当受到炎性递质及其他刺激物作用随着DCs诱导免疫激活和免疫耐受机制被逐时，DCs就分化成熟。成熟的DCs表达高水平的步阐明，DCs作为新的靶点，不仅在器官移植方面得MHC分子、协同刺激分子和黏附分子、整合素及特到运用，在自身免疫性疾病和肿瘤等疾病的治疗中征性标记(CD1a、CD83等)，能分泌许多细胞因子，也有好的应用前景。尤其是以DCs为基础的肿瘤如IL-12、IL-21、IL-26、TNF-、IFN-等，同时获得激活免疫治疗，近年来得到了迅速的发展，下面就DCs初始型T细胞的能力，但其摄取、加工处理抗原的在肿瘤方面的研究进展进行详细的介绍。能力大大降低。(五)DCs在肿瘤免疫方面的研究进展DCs具外源性的抗原进入机体后，被未成熟的DCs捕有抗原提呈能力，可以激活T细胞介导的免疫反获，加工成抗原肽，并被呈递至DCs表面的MHCII应。如果将DCs负载上肿瘤抗原，在体外诱导扩增分子形成抗原肽-MHCII分子复合物。对于内源性得到成熟的DCs，然后回输到肿瘤患者体内，DCs就的抗原，首先要被蛋白酶分解为多肽，然后在内质网可以将肿瘤抗原呈递给T细胞，激发特异性的免疫腔内与MHCI类分子结合，最后呈递到DC表面。反应，从而抑制肿瘤细胞发生免疫逃逸及增殖，最大为了触发有效的免疫反应，DCs必须在系统刺激因限度地调动人体的免疫功能，尽可能减少体内的肿［39］子(CD80/CD86)和促炎细胞因子IL-12存在的情况瘤细胞数量。这便是以DCs为基础的肿瘤免疫下被激活然后才能呈递抗原。许多研究发现DCs治疗的理论依据。表面存在多种TLRs，其中通过TLR2和TLR4激活但很多研究表明多数肿瘤患者体内的抗肿瘤免DCs的机制也已被阐释清楚。抗原结合DCs上相应疫应答受到抑制或功能障碍，主要原因可归为两方的TLRs后，通过上述介绍的TLR信号通路，引发炎面:一方面是患者体内的肿瘤细胞表面特异性抗原性细胞因子IL-12、IFN-α的释放，，并上调DCs表面减少或改变导致免疫原性降低，另一方面是患者体的协同刺激分子，从而促进DCs成熟。这提示TLRs内抗原提呈细胞功能受到抑制，导致无法诱导产生是联系先天性免疫和后天性免疫的重要纽带。有效的抗肿瘤免疫反应。所以，借助现代分子生物DCs的成熟过程与其迁移是同步发生的，DCs学及细胞培养等技术，增强肿瘤细胞的免疫原性，诱离开外周组织后通过淋巴管迁移到T细胞富集的导产生更多活化DCs，是诱导机体产生抗肿瘤免疫引流淋巴结内，在这里DCs分泌多种细胞因子及趋反应的突破点，也是开发肿瘤的DCs疫苗的研究方化因子，将抗原提呈给初始T细胞使之活化，从而向和目的。产生特异性的免疫。近年来国内外将不同形式的肿瘤抗原负载的DCs的成熟状态决定了免疫应答的结局。在无DC制成疫苗，诱导机体产生特异性的细胞毒性T组织损伤和无感染的正常生理状态下，位于外周组淋巴细胞(cytotoxiclymphocyte，CTL)，激发人体有织内的未成熟的DCs不断地摄取自身抗原或环境效地特异性抗肿瘤免疫反应。目前DCs介导的肿［39，40～42］中的某些蛋白质，因其抗原提呈能力较差，不会诱导瘤疫苗可分为以下几种:特异性免疫反应，而是通过诱导外周T细胞无能或1．肿瘤抗原基因转染的DCs疫苗:通过携带肿［33，34］低能反应、诱导T细胞凋亡或诱导产生调节性瘤抗原基因的逆转录病毒载体、腺病毒载体感染［35，36］T细胞反馈抑制T细胞增殖等机制诱导外周DCs或非病毒载体转染DCs，使DCs内源性表达肿［43］免疫耐受。近来，有研究表明DCs诱导抗原特异性瘤抗原分子。Oh等用编码广谱性的肿瘤标志物 ·478·生理科学进展2011年第42卷第6期癌胚抗原(carcino-embryonicantigen，CEA)基因的腺以DCs为基础的肿瘤疫苗的确为癌症患者的病毒转染DCs，诱导出高效且为CEA抗原特异性的免疫治疗提供了新思路，具有潜在的开发和临床应CTL。用价值，但仍有许多问题亟待解决:因为多数肿瘤细2．肿瘤抗原mRNA疫苗:通过PCR技术从肿瘤胞低表达或不表达MHC分子及协同刺激分子，有组织中得到肿瘤细胞的mRNA，采用差异筛选法获些肿瘤细胞还能分泌细胞因子抑制肿瘤患者体内的得特异性表达的肿瘤抗原的mRNA，以此为抗原冲DCs成熟及DCs诱导的免疫反应;肿瘤患者体内的击DCs制备DCs肿瘤抗原mRNA疫苗，表达肿瘤抗DCs数量减少、功能上也存在缺陷;许多肿瘤细胞缺原，进而诱导机体产生肿瘤抗原特异性的免疫应答乏明确的抗原肽，且单一的肿瘤抗原肽负载的DCs反应，发挥抗肿瘤作用。增加了诱导肿瘤免疫耐受的危险性;目前有关DCs3．肿瘤抗原负载致敏的DCs疫苗:用肿瘤抗原体外扩增的途径及肿瘤免疫治疗的剂量、间隔和持多肽在体外冲击DCs使其致敏，然后回输到患者体续时间等还没有定论;与此同时，有些肿瘤患者对内，诱导机体产生抗原特异性抗肿瘤作用。但目前DCs疫苗治疗出现免疫耐受及超敏反应，DCs疫苗［50］已知的肿瘤特异性抗原仅有少数几种，故只能对已的安全性有待进一步改善。知抗原起作用。四，结语与展望4．抗原肽刺激DCs的亚细胞结构的肿瘤疫苗:先天性免疫和获得性就是机体抵御各种病原微DCs除了通过细胞间直接接触及分泌细胞因子发挥生物侵袭的保护屏障，同时还对机体内的细胞组织作用，还可通过分泌一种具有抗原提呈能力的小体进行免疫监视，从而维护机体的正常功能状态。(Dexosome)在体外诱导T细胞增殖，增强肿瘤局部TLRs的发现揭示了先天性免疫的激活机制，同时成［44］的免疫功能，从而改善患者的生存质量。Hsu等为连接先天免疫和获得性免疫的桥梁。DCs作为目发现Dexosome具有通过MHC-I和MHC-II同时结前已知的体内最强的专职抗原提呈细胞，其在免疫合抗原肽的特点，既可以激活对抗肿瘤效应的CD8激活、免疫耐受、免疫抑制、肿瘤免疫等方面的作用阳性的CTL，也可活化CD4阳性的辅助T细胞。但被广泛关注，这些功能在临床器官移植、肿瘤免疫治这种疫苗在不同肿瘤治疗中的效果和副作用还不很疗方面得到了很好的应用，而且取得了好的疗效。清楚。尽管有关DCs的临床应用还存在一些问题，但相信5．与肿瘤细胞融合的DCs疫苗:利用细胞融合随着人们对TLR及DCs研究的不断深入，现存的问技术使肿瘤细胞和DCs融合呈一个杂合体，使其既题必将得到妥善解决。能表达肿瘤抗原，又能发挥DCs的共刺激能力，可［45］诱导特异性更久的抗肿瘤免疫。Gong等将卵巢参考文献癌细胞与自身或同种异体DCs融合，融合细胞表达CA125抗原、共刺激分子和黏附分子，诱导的CTL1CallawayE．Nobelannouncementmarredbywinner＇sdeath．以MHC-I限制方式杀伤自身肿瘤细胞，且取得了满Nature，2011，47813～14．意疗效。目前许多研究将肝癌、肺癌、脑胶质瘤、神2MedzhitovR，Preston-HurlburtP，JanewayCAJr．Ahuman经母细胞瘤及浆细胞瘤等肿瘤细胞与DCs融合成homologueoftheDrosophilaTollproteinsignalsactivationof杂交肿瘤疫苗，并在体内外模型中取得了抗肿瘤adaptiveimmunity．Nature，1997，388394～397．［45～49］3BeulterB，HoffmannJ．Whatinfectionsactuallyare．JIn-效果。nateImmun，2009，12～3．近年来DCs疫苗在肿瘤免疫治疗的研究中取4FerrandonD，ImlerJL，HetruC，etal．TheDrosophilasys-得了很好的疗效，很多肿瘤患者通过这种方法改善temicimmuneresponse:sensingandsignallingduringbacte-了生存质量，甚至延长了生命。诺奖获得者斯坦曼rialandfungalinfections．NatRevImmunol，2007，7本人便是以DCs为基础的肿瘤免疫治疗的受益者。862～874．2007年斯坦曼被确诊患有高致死率的胰腺外分泌5JanewayCA，MedzhitovR．Innateimmunerecognition．An-癌后，他积极尝试自己发明的DCs细胞免疫疗法，nuRevImmunol，2002，20197～216．使自己的生命从预期的数月延长到4年，这才有机6AkiraS，TakedaK．Toll-likereceptorsignalling．Nature会荣获今年的诺贝尔奖，唯一遗憾的是他本人没能RevImmunol，2004，4499～511．等到这一消息的公布。7Nussein-VolhardC，WieschausE．Mutationsaffectingseg- 生理科学进展2011年第42卷第6期·479·mentnumberandpolarityinDorsophila．Nature，1980，inperipherallymphoidorgansofmice．II．Functionalprop-287795～801．ertiesinvitro．JExpMed，1974，139380～397．8LemaitreB，NicolasE，MichautL，etal．Thedorsoventral24SteinmanRM，LustigDS，CohnZA．Identificationofano-regulatorygenecassettespaetzle/toll/cactuscontrolsthepo-velcelltypeinperipherallymphoidorgansofmice．Ⅲ．tentantifungalresponseindrosophilaadults．Cell，1996，Functionalpropertiesinvivo．JExpMed，1974，13986973～983．1431～1445．9HoffmannJA，KafatosFC，JanewayCA，etal．Phylogenetic25SteinmanRM，AdamsJC，CohnZA．Identificationofano-perspectivesininnateimmunity．Science，1996，284velcelltypeinperipherallymphoidorgansofmice．Ⅳ．I-1313～1318．dentificationanddistributioninmousespleen．JExpMed，10PoltorakA，HeX，SmirnovaI，etal．DefectiveLPSsigna-1975，141804～820．linginC3H/HeJandC57BL/10ScCrmice:Mutationsin26SteinmanRM，KaplanG，WitmerMD，etal．IdentificationTlr4gene．Science，1998，2822085～2088．ofanovelcelltypeinperipherallymphoidorgansofmice．11MedzhitovR，Preston-HurlburtP，JanewayCAJ．AhumanⅤ．Purificationofspleendendriticcells，newsurfacemark-homologueoftheDrosophilaTollproteinsignalsactivationers，andmaintenanceinvitro．JExpMed，1979，1491～ofadaptiveimmunity，Nature，1997，388394～397．16．12MorescoEM，LaVineD，BeutlerB．Toll-likereceptors．27SchulerG，SteinmanRM．MurineepidermalLangerhansCurrBiol，2011，21R488～R493．cellsmatureintopotentimmunostimulatorydendriticcells13HiggsR，CormicanP，CahalaneS，etal．Inductionofainvitro．JExpMed，1985，161526～546．novelchickenToll-likereceptorfollowingSalmonellaenter-28SteinmanRM．SomeactiveareasofDCresearchandtheiricserovartyphimuriuminfection．InfectImmun，2006，medicalpotential．EurJImmunol，2010，402085～741692～1698．2088．14JuarezE，NunezC，SadaE，etal．Differentialexpression29GoxeB，LatourN，ChokriM，etal．SimplifiedmethodtoofToll-likereceptorsonhumanalveolarmacrophagesandgeneratelargequantitiesofdendriticcellssuitableforclini-autologousperipheralmonocytes．RespirRes，2010，11calapplications．ImmunolInv，2000，29319～336．2．30BuehlerT，KovarovaL，MusilovaR，etal．Generationof15TakedaK，KaishoT，AkiraS．Toll-likereceptors，Annudendriticcellsusingcellculturebags-descriptionofameth-RevImmunol，2003，21335～376．odandreviewofliterature．Hematology，2004，9199～16HetruC，HoffmannJA．NF-kappaBintheimmunere-205．sponseofDrosophila．ColdSpringHarbPerspectBiol，31HarrisonBD，AdamsJA，BriggsM，etal．Stimulationof2009，1a000232．autologousprolife--rativeandcytotoxicT-cellresponsesby17JulieMDavies，JohnMacSharry，FergusShanahan．Differ-"leukemicdendriticcells"derivedfromblastcellsinacuteentialregulationofToll-likereceptorsignalinginspleenandmyeloidleukemia．JBlood，2001，972764．Peyer＇spatchdendriticcells．Immunology，2010，13143832SteinmanRM，IdoyagaJ．Featuresofthedendriticcellline-～448．age．ImmunolRev，2010，2345～17．18MorescoEM，BeulterB．Specialdelivery:granulinbrings33MinWP，ZhouD，IchimTE，etal．InhibitoryfeedbackCpGDNAtoToll-likereceptor9．Immunity，2011，34loopbetweentolerogenicdendriticcellsandregulatoryT453～455．cellsintransplanttolerance．JImmunol，2003，17019TakedaK，AkiraS．TLRsignalingpathways．Seminarin1304～1312．Immunology，2004，163～9．34DelgadoM，GonzalezReyE，GaneaD．VIP/PACAPpref-20KrebsP，CrozatK，PopkinD，etal．DisruptionofMyD88erentiallyattractTh2effectorsthroughdifferentialregulationsignalingsuppresseshemophagocyticlymphohistiocytosisinofchemokineproductionbydendriticcells．FASEBJ，mice．Blood，2011，1176582～6588．2004，181453～1455．+21TamakiK，StinglG，KatzSI．TheoriginofLangerhans35MahnkeK，QianYJ，KnopJ，etal．InductionofCD4/+cells．JInvestDermatol，1980，74309～311．CD25RegulatoryTcellsbytargetingofantigenstoimma-22SteinmanRM，CohnZA．Identificationofanovelcelltypeturedendriticcells．Blood，2003，1014862～4869．inperipherallymphoidorgansofmice．Thejournalofex-36MachenJ，HarnahaJ，LakomyR，etal．Antisenseoligo-perimentalmedicine，1973，1371142～1162．nucleotidesdown-regulatingcostimulationconferdiabetes-23SteinmanRM，CohnZA．Identificationofanovelcelltypepreventivepropertisestononobesediabeticmousedendritic ·480·生理科学进展2011年第42卷第6期cells．JImmunol2004，1734331～4341．anti-tumorimmunitythandendriticcellspulsedwithpep-37NautaAJ，DahaMR，RoosA，etal．Recognitionandtide．Vaccine，2006，242860～2868．clearanceofapoptoticcells:aroleforcomplementand44HsuDH，PazP，VillanorG，etal．Exosomesasatumorpentraxins．TrendsImmunol，2003，24148～154．vaccine:enhancingpotencythroughdirectloadingofanti-38VivotK，LangloisA，JeandidierN，etal．Instantblood-genicpeptides．JImmunother，2003，26440～450．mediatedinflammatoryreactionduringislettransplantation:45GongJ，NikmiN．ChenD，etal．FusionofhumanovariantheroleofToll-likereceptorssignalingpathways．Trans-carcinomacellswithautologousorallogeneicdendriticcellsplantProc，2011，433192～3194．induceantitumorimmunity．JImmunol，2000．16539WangB，KuroiwaJM，SteinmanRM，etal．Thehuman1705～1711．cancerantigenmesothelinismoreefficientlypresentedto46SteinmanRM．Dendriticcellsandvaccines．Proc(BaylthemouseimmunesystemwhentargetedtotheDEC-205/UnivMedCent)，2008，213～8．CD205receptorondendriticcells．AnnNYAcadSci，47SteinmanRM，BanchereauJ．Takingdendriticcellsinto2009，11746～17．medicine．Nature，2007，449419～426．40SteinmanRM．Dendriticcellsinvivo:akeytargetfora48JinKZ，JunL，JuanZ，etal．Antitumorimmunopreventivenewvaccinescience．Immunity，2008，29319～324．andimmunotherapeuticeffectinmiceinducedbyhybrid41SteinmanRM，PopeM．Exploitingdendriticcellstoim-vaccineifdendriticcellsandhepatocareinomainvivo．provevaccineefficancy．JClinInvest，2002，109WorldJGastroenterol，2003，9479～484．1519～1526．49陈晓丹，宋鑫．肿瘤-树突状细胞融合疫苗研究进展．生42JinKZ，JunL，JuanZ，etal．Antitumorimmunopreventive物化学与生物物理进展，2010，37945～950．andimmunotherapeuticeffectinmiceinducedbyhybrid50JanikashviliN，BonnotteB，KatsanisE，etal．Theden-vaccineifdendriticcellsandhepatocareinomainvivo．driticcell-regulatoryTlymphocytecrosstalkcontributestoWorldJGastmenterol，2003，9479～484．tumor-inducedtolerance．ClinDevImmunol，2011，43OhST．KimCH，ParkMY，etal．Dendriticcellstrans-2011430394．ducedwithrecombinantadenovirusesinducemoreefficientVEGF诱导血管新生的新通路缺血后血管新生是缺血组织血流再灌和损伤修复的关键环节。血管新生是一个涉及内皮细胞增殖、迁移和成管的复杂过程，需要多种生长因子和信号通路的参与，其中最重要的信号分子之一就是VEGF。最近，北京大学学者的研究提示，Grb-2相关接合子1(Gab1)在缺血和VEGF诱导的血管新生过程中起重要作用。这为完善血管新生的细胞内信号通路提供了新的证据。研究者发现，内皮细胞特异性敲除Gab1(EGKO)小鼠表现出肢体缺血后血管新生严重受损。分离EGKO小鼠内皮细胞体外培养同样发现，较对照组小鼠而言，基因敲除小鼠内皮细胞对VEGF诱导成管的敏感性降低，Matrigelplugassay和aorticringsassay得到一致结果。以上结果说明EGKO小鼠血管新生能力受损。研究者进一步探究其分子机制，发现在Gab1缺失的内皮细胞中，VEGF引起的PKA和eNOS的磷酸化水平明显下降。分离EGKO小鼠动脉环发现PKA和eNOS的磷酸化水平同样低于对照组。利用慢病毒在EGKO小鼠内皮细胞中过表达Gab1后，受损的成管作用被翻转，同时PKA和eNOS的磷酸化水平升高，确证了Gab1在VEGF诱导血管新生中具有重要作用。之后研究者利用三种Gab1突变体寻找Gab1与VEGF的结合区域:实验发现，缺失与shp2结合的酪氨酸位点的Gab1突变体大大降低了VEGF引起的eNOS和PKA的磷酸化。COIP试验证实Gab1能与shp2、PKA和eNOS形成复合物，这种复合物在VEGF诱导内皮成管过程中发挥重要作用。最后，研究者在人脐静脉内皮细胞中重复验证了Gab1的作用。综上所述，利用内皮细胞特异性敲除Gab1的动物模型，作者证明了一条在VEGF诱导的血管新生中起重要作用的PKA依赖的细胞内信号通路，这可能成为治疗人类缺血性疾病的新药物靶点。(ProcNatlAcadSciUSA，2011，1082957～2962)(张璐)