NK細胞發(fā)育及蛻膜NK細胞在胚胎耐受中的功能.pdf

1、自然殺傷細胞(Natural killer cells，NK cells)是天然免疫系統(tǒng)的重要成員，分布于外周各淋巴器官及血液循環(huán)系統(tǒng)。不同與T、B細胞，NK細胞無需抗原的預(yù)先刺激與活化即可發(fā)揮細胞毒效應(yīng)，并分泌多種細胞因子及趨化因子，具有殺傷微生物及招募免疫系統(tǒng)中其他細胞等多種生物學(xué)功能，從而在抗擊感染，自身免疫病及腫瘤等多種疾病中發(fā)揮重要功能。近期越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，NK細胞除殺傷腫瘤的能力外，更具有調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和維持免疫平衡的功能

2、。尤其是在妊娠早期，超過80％的母胎界面淋巴細胞均為NK細胞，而其免疫學(xué)功能至今不為人知。與此同時胎兒作為一種異基因移植物，卻能夠建立和維持妊娠的進行，這些都無法用經(jīng)典的移植免疫耐受或腫瘤免疫逃逸理論來解釋。因此，對NK細胞的調(diào)控功能，尤其對胚胎耐受的機理的研究，不僅對妊娠免疫極其重要，對研究移植免疫及臨床NK細胞治療也都有重要意義。
　　 與T 細胞和B 細胞相比，對NK 細胞發(fā)育及其功能的認識至今仍然比較有限。為了更好的研究

3、NK 細胞在胚胎耐受中的作用，首先要了解蛻膜NK 細胞的特征。蛻膜NK 細胞在基因譜表達，發(fā)育階段和功能上都與外周NK 細胞有很大不同。為了進行NK 細胞發(fā)育方面的研究，我們在研究中選取了三種不同組織來源的人的NK 細胞：分別是外周血NK 細胞，臍血NK 細胞和蛻膜NK細胞。研究結(jié)果表明采用CD11b和CD27表面分子可以將人NK 細胞劃分為四個不同階段。而蛻膜NK 細胞與另外兩種外周NK 細胞相比，處于發(fā)育的早期。
　　 超過

4、90％的外周血NK細胞都是CD11b+CD27-細胞亞群，而臍血NK細胞則80％是CD11b+CD27-NK 亞群,20％是CD11b+CD27+NK 亞群。有趣的是，研究中發(fā)現(xiàn)超過60％的人蛻膜NK 細胞為CD11b-CD27-細胞亞群，這與外周NK 細胞截然不同。這群CD11b-CD27-NK 細胞表現(xiàn)出不成熟的特征，高表達NKG2A，并且具有向其他亞群細胞分化的潛能。從而更進一步驗證了蛻膜NK 細胞是處于發(fā)育早期的細胞群體。同時，

5、本研究還證明了這四個不同亞群的NK 細胞的功能也有所區(qū)別。CD11b-CD27+和CD11b+CD27+NK 細胞亞群在四個群體中分泌細胞因子的能力最強，CD11b+CD27-NK 細胞主要表現(xiàn)為殺傷功能。因此，本研究表明不同組織來源的人NK 細胞處于發(fā)育的不同階段，并且具有不同的功能特征，從而建立了一種區(qū)分人NK 細胞分化的新模型。同時，我們也驗證了蛻膜NK 細胞具有與外周NK 不同的特性，包括有大量的具有發(fā)育分化潛能的CD11b-C

6、D27-NK 細胞、能分泌細胞因子的CD11b-CD27+和CD11b+CD27+NK細胞亞群。蛻膜NK 細胞在發(fā)育上顯示了與外周NK 細胞所不同的獨特特性，且在妊娠過程中又在母胎界面大量聚集，那么它在妊娠中行使的功能和相關(guān)的機制到底是怎樣的呢？本研究發(fā)現(xiàn)在妊娠前三個月的蛻膜組織中有70％以上的淋巴細胞為NK 細胞，而T 細胞極少，低于10％。并且這些蛻膜NK 細胞有20％以上的比例為CD56brightCD27+NK 細胞，大大高于外

7、周NK 低于5％的該亞群比例。
　　 并且，隨著妊娠的終結(jié)，晚期蛻膜局部的CD56brightCD27+NK 細胞逐漸減少，伴隨著T 細胞增多，逐漸接近外周中的細胞比例。此外CD56brightCD27+NK 細胞還是NK 細胞中分泌IFN-γ等細胞因子的主要群體。那么只在妊娠早期，也就是胚胎植入最關(guān)鍵時間出現(xiàn)的CD56brightCD27+NK 細胞究竟扮演了什么樣的角色呢？
　　 胎兒作為異基因移植物，在妊娠早期為了

8、成功植入并生長，胎兒的滋養(yǎng)層細胞不停的入侵母體。在入侵的過程中必然引發(fā)一定的炎癥反應(yīng)。如何控制炎癥反應(yīng)，使之維持在溫和平衡的范疇內(nèi)，是胚胎耐受的關(guān)鍵問題。而TH17細胞，作為炎癥過程中關(guān)鍵的致炎細胞，在很多疾病模型中發(fā)揮作用。我們檢測了正常妊娠早期蛻膜組織中TH17細胞，發(fā)現(xiàn)正常妊娠中有2％以內(nèi)的TH17細胞，顯示了輕微的炎癥?？紤]到IFN-γ可以抑制TH17的極化，我們分別用外周血NK細胞和正常人蛻膜NK細胞證明，在正常妊娠中NK細胞

9、可以通過分泌IFN-γ抑制TH17極化，從而維持胚胎耐受和免疫平衡。
　　 在因免疫原因反復(fù)流產(chǎn)病人中，我們發(fā)現(xiàn)其母胎界面局部有嚴重的炎癥跡象，病理組織破損情況和浸潤的TH17數(shù)量都有顯著地上升。病人蛻膜NK細胞分泌抑制炎癥的細胞因子IL-1RA等減少，NK比例下降，使得NK不能有效抑制TH17細胞極化。而與此同時，蛻膜中其他細胞卻分泌大量IL-6和IL-1β等促進炎癥因子，使炎癥加劇。
　　 為了驗證妊娠失敗是否與TH

10、17細胞的增加相關(guān)，我們還研究了自發(fā)流產(chǎn)經(jīng)典模型CBA/J×DBA/2雜交小鼠的妊娠狀態(tài)。結(jié)果顯示，CBA/J×DBA/2孕鼠在妊娠第10天母胎界面與對照組相比有更多的TH17細胞浸潤。進一步通過轉(zhuǎn)輸體外培養(yǎng)的TH17細胞，導(dǎo)致CBA/J×Balb/c小鼠也出現(xiàn)了胚胎吸收的流產(chǎn)現(xiàn)象。由此說明，大量的TH17的確會直接導(dǎo)致妊娠失敗。
　　 綜上所述，本研究證明CD11b和CD27標志可以將人的NK細胞劃分為CD27-CD11b-N

11、K細胞（DN NK細胞）、CD27+CD11b-NK細胞、CD27+CD11b+NK細胞（DP NK細胞）和CD27-D11b+NK細胞等四個具有不同功能的細胞亞群，蛻膜NK細胞處于發(fā)育的早期，并包含大量不成熟的DN NK（CD27-CD11b-）細胞。
　　 此外，本研究發(fā)現(xiàn)蛻膜NK細胞可以通過抑制炎性TH17細胞，維持母胎耐受和免疫平衡，并且這一過程是通過CD56brightCD27+NK細胞所分泌的IFN-γ和IL-1RA