调节性T细胞、叉状头螺旋转录因子与肿瘤的关系

T细胞是淋巴细胞中数量最多、功能最复杂的一类细胞。上世纪70年代，学者意识到有一具有免疫抑制的细胞亚群存在于T细胞群中，1995年Sakaguchi[1]明确提出了调节性T细胞的概念，并成功分离出了CD4+CD25+调节性T细胞亚群。按照分化抗原的不同，命名了CD1～CD166等若干个分化抗原群，其中CD4和CD8是区分成熟T细胞亚群的主要表面标志。不同的CD4+T细胞通过分泌不同的细胞因子，对免疫系统的起着重要的调控作用，按不同的作用分为1型辅助性T细胞(T helper type 1 cells，Th1)、2型辅助性T细胞(T helper type 2 cells,Th2)、17型辅助性T细胞(T helper type 17 cells，Th17)、滤泡辅助性T细胞和调节性T细胞等。其中，Tregs是目前发现的一种具有免疫抑制功能的重要细胞亚群。叉状头螺旋转录因子被认为是调节性T细胞的特异性标志物。以下就调节性T细胞的种类及其与FOXP3的免疫机制及与肿瘤之间的关系做一阐述。

一、调节性T细胞的分化及种类

Tregs的分化场所主要在胸腺及外周，均依赖于特定细胞因子的作用。促进其分化的主要因素包括，(1)细胞因子：包括转化生长因子-β(transforming growth factor-13，TGF-β)、IL-2家族细胞因子(IL-2、白细胞介素-7和白细胞介素-15)、半乳糖血凝素-9(galectin-9，Gal-9)、角质细胞生长因子(karetinocyte growth factor，KGF)。其中，TGF-β和IL-2的研究最为深入透彻，也是目前认为对Treg细胞分化十分重要的两种细胞因子[2-7]。(2)T细胞受体。(3)T细胞受体的下游关键信号分子，包括TCR→CARMA1复合物→核因子-kB(nuclear factor-kB，NF-kB)信号通路[8-11]、TCR→蛋白激酶Cθ→calcineurin→NFAT通路[12-13]、CD28。(4)非细胞因子物质，如维甲酸、芳香烃受体激动剂等。(5)其他如micro-RNA、抗原呈递细胞。

Tregs占外周血CD4+T细胞的5%～10%，根据其起源、效应机制和抗原，将其分为两类：(1)自然发生的Tregs(natural regulatory T cell，nTreg)分化场所在胸腺，在胸腺细胞成熟的过程中，一部分CD4单阳性的自身反应性细胞因表达FOXP3而通过阴性选择，成为Tregs。nTreg在病理性自身免疫反应方面发挥预防作用。CD4+CD25+Treg主要指的是nTreg细胞。(2)诱导性的Tregs(induced regulatory T cell，iTreg)分化方式为外周分化，iTreg是由CD4+T细胞在多种条件下经过抗原刺激后，再受到大量的TGF-β作用后发育而来，在微生物感染和移植免疫中起重要作用。Tregs分化过程完成的标志就是FOXP3在CD4+T细胞的稳定表达。

二、FOXP3与调节性T细胞的关系

叉状头螺旋转录因子为XP染色体11，23染色体上的X连锁基因，可逆转录诱导幼稚T细胞向CD4+CD25+Tregs转换,并获得成熟Tregs具备的抑制活性,在Tregs的发育及功能表达上起着决定性的作用,通常将其作为CD4+CD25+Tregs的特异性标志物，其本身也在Tregs增殖、分化、免疫抑制等功能调控中处重要的核心位置[14]。

FOXP3除了在Tregs中表达，也表达于普通的T细胞[15]。两者之间主要差异在于普通的T细胞中FoxP3的表达水平较低，且为一过性表达，这种一过性表达不足以令普通的T细胞具有抑制功能。普通的T细胞细胞获得抑制能力很大程度上依赖于FOXP3表达量，这种抑制能力在敲除FOXP3后会迅速逆转[16]，编码FOXP3基因突变对小鼠和人的影响都是致命性的[17-18]。有学者报道，小鼠产生的CD4+CD25+T细胞被敲除了Foxp3基因后不具备调节功能，并促进了自身免疫性疾病的发生[19]。而通过技术使CD4+T淋巴细胞表达Foxp3，获得的Tregs可具有与nTreg相同的表型和功能[20]。越来越多的学者认同，FOXP3稳定的高水平表达是Tregs发挥抑制功能的必备条件，但表观遗传修饰和其他转录因子(如活化T细胞核因子、Runx1和ROR-γt)的协作对稳定Treg细胞的表型和功能特性也是必不可少。

三、调节性T细胞与FOXP3在肿瘤局部组织中发挥免疫抑制功能的机制

自身免疫耐受是指机体的免疫系统具有识别、清除异己，同时又避免与机体本身的成份发生反应的能力。某些自身反应性T细胞可以逃避克隆消除，识别外周组织抗原，引起自身免疫反应。自身应答T细胞克隆与相应组织抗原并存，在正常情况下，不引起自身免疫性疾病的状态，称为免疫忽视。过度的免疫忽视或免疫监控失调称之为免疫逃逸，是肿瘤发生的分子生物学基础。Tregs FOXP3重要是通过下述机制发挥免疫抑制功能。

1.通过细胞因子发挥抑制作用：肿瘤的发生、发展是一个复杂的病理生理过程，包含多个分子事件。在肿瘤微环境中，调节性T细胞分泌多种抑制性细胞因子，干扰抗原呈递,抑制免疫活性细胞的增殖及淋巴细胞的分化、同时促进抗凋亡分子的表达，使肿瘤细胞能抵御免疫效应细胞的诱导凋亡的作用。这一机制被认为是Tregs发挥抑制作用的主要机制之一。这些细胞因子包括IL-10、TGF-β和IL-35,均由Tregs分泌释放。研究证实，IL-10和TGF-β是Tregs发挥抑制作用不可缺少的一环[21]。TGF-β一方面可抑制机体的免疫功能；另一方面可以令肿瘤细胞逃脱免疫效应细胞的识别和侦察。有学者[22-24]发现，Tregs可以通过分泌TGF-β来抑制自然杀伤细胞的细胞毒性作用,从而抑制免疫应答，使肿瘤细胞赖以存活。IL-35是IL-12家族的新成员，敲除小鼠的IL-35后，其调节性T细胞的功能受到明显的抑制。

2.通过粒酶介导的细胞溶解发挥抑制作用：特定的条件下,Tregs可分泌颗粒酶或穿孔素导致代谢受阻来诱导细胞的裂解死亡。调节性T细胞的细胞溶解机制在人类由颗粒酶A介导，在小鼠由颗粒酶B介导。

3.在肿瘤局部肿瘤细胞与Treg细胞相互作用：Tregs表面的细胞毒T淋巴细胞相关抗原4，能与树突状细胞表面的CD80、CD86结合，并向效应性T细胞传递抑制性信号，抑制树突状细胞的成熟，减弱树突状细胞的抗原递呈效应，最终减弱效应T细胞的活化，削弱其抗肿瘤抗原效应[25-26]。

Tregs可高度表达CCL22受体,而大部分的肿瘤细胞可分泌CCL22，因此，能够使Tregs向肿瘤细胞周围聚集和扩增。在乳腺癌中，CCL22可能可作为乳腺癌预后评定的指标之一[27]。

4.通过阻断代谢消耗IL-2：IL-2是效应细胞(如CD4+和CD8+T淋巴细胞)生长所必需的因子,也是正向调控免疫应答的重要细胞因子。Tregs通过在其表面高度表达IL-2受体从而直接消耗大量IL-2，导致T细胞凋亡，产生竞争性抑制的作用[28]。

5.Tregs：FOXP3表达的调控机制：FOXP3在CD4+CD25+Treg发育和功能中起着关键的作用。FOXP3基因位点上有很多遗传保守非编码序列参与FOXP3基因的调控,能提高Tregs FOXP3的表达。FOXP3能通过下调激活T细胞核因子、核因子KB的活性负向调节T细胞中细胞因子基因的表达，而发挥其免疫抑制作用。

四、调节性T细胞、FOXP3与恶性肿瘤

多项研究显示，多种肿瘤如恶性黑色素瘤、结肠癌、卵巢癌、胃癌患者，外周血及肿瘤局部微环境中存在Tregs数量及比例升高，且与肿瘤的进展程度及不良预后正相关[29-31]。Christoph等[32]对比宫颈癌和恶性黑色素瘤、结肠癌、支气管癌患者肿瘤组织中浸润淋巴细胞平均量，发现宫颈癌、CIN和支气管癌浸润CD4+和CD8+T细胞的总体数量明显高于结肠癌、恶性黑色素瘤。分析原因可能为98%的宫颈癌是由于HPV病毒引起，由于其增加的内源性抗原，需要特别灵活和强大的免疫防御系统，因此，宫颈癌中有大量Tregs的存在。

相关实验表明，应用治疗性肿瘤疫苗时，可同时清除体内的Tregs且能够明显增强抗肿瘤治疗的效果[33]。临床数据显示，设法删除或阻断CD4+CD25+Tregs的功能是新型抗肿瘤免疫治疗策略中不可缺少的重要组成部分。针对恶性肿瘤的治疗目的，调节性T细胞的失活，似乎是一个有前途的且具有挑战性的任务。因为调节性T细胞和其他T细胞共享大多数受体。Ko等[34]把一种激动性抗体结合到小鼠GITR，在静息T细胞GITR受体低水平表达，但在Tregs组成型表达并立即上调细胞毒性T细胞活性。小鼠的Tregs通过GITR触发相对应的抗原特异性刺激废除他们的抑制作用。在几个小鼠肿瘤模型中抗GITR抗体(DTA1)的系统应用诱发明显甚至肿瘤的完全破坏。为此，我们期待，调节性T细胞、FOXP3可能可作为肿瘤治疗的一个靶点。

参考文献

1 Sakaguchi S，Sakaguchi N，Asano M，et al．lmmunologic self-toIerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha—chains(CD25)．Breakdown of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases.J Immunol,1995,155:1151-1164．

2 Josefowicz SZ,Rudensky A.Control of regulatory T cell lineage commitment and maintenance.Immunity,2009,30:616-625.

3 Chen W,Jin W,Hardegen N,et al.Conversion of peripheral CD4+CD25naive T cells to CD4+CD25+regulatory T cells by tgf-beta induction of transcription factor foxp3.J Exp Med ,2003,198:1875-1886.

4 Tone Y,Furuuchi K,Kojima Y,et al.Smad3 and nfat cooperate to induce foxp3 expression through its enhancer.Nat Immunol ,2008,9:194-202.

5 Liu Y,Zhang P,LiJ,et al.A critical function for tgf-beta signaling in the development of natural cd4+cd25+foxp3+ regulatory T cells.Nat Immunol,2008,9:632-640.

6 Lio CW,Hsieh CS.A two-step process for thymic regulatory T cell development.Immunity ,2008,28:100-111.

7 Soper DM,Kasprowicz DJ,Ziegler SF.Il-2rbeta links il-2r signaling with foxp3 expression.Eur J Immunol,2007,37:1817-1826.

8 Medoff BD,Sandall BP,Landry A,et al.Differential requirement for carma1 in agonist-selected T-cell development.Eur J Immunol,2009,39:78-84.

9 Molinero LL,Yang J,Gajewski T,et al.Carma1 controls an early checkpoint in the thymic development of foxp3+ regulatory T cells.J Immunol,2009,182:6736-6743.

10 Schmidt-Supprian M,Tian J,Grant EP,et al.Differential dependence of cd4+cd25+ regulatory and natural killer-like T cells on signals leading to nf-kappab activation.Proc Natl Acad Sci USA,2004,101:4566-4571

11 BarnesMJ,Krebs P,Harris N,et al.Commitment to the regulatory T cell lineage requires carma1 in the thymus but not in the periphery.PLoS Biol,2009,7:e51.

12 Ruan Q,Kameswaran V,Tone Y,et al.Development of foxp3(+) regulatory T cells is driven by the c-rel enhanceosome.Immunity,2009,31:932-940.

13 MantelPY,Ouaked N,Ruckert B,et al.Molecular mechanisms underlying foxp3 induction in human T cells.J Immunol,2006,176:3593-3602.

14 Fu W,Ergun A,Lu T,et al.A multiply redundant genetic switch‘locks in’the transcriptional signature of regulatory T cells.Nat Immunol,2012,13:972-980.

15 Starr TK,Jameson SC,Hogquist KA.Positive and negative selection of T cells.Annu Rev Immunol,2003,21:139-176.

16 McMurchy AN,Bushell A,Levings MK,et al.Moving to tolerance:clinical application of T regulatory cells.Semin Immunol,2011,23:304-313.

17 Khattri R,Cox T,Yasayko SA,et al.An essential role for Scurfin in CD4+ CD25+ T regulatory cells.Nat Immunol,2003,4:337-342.

18 Bennett CL,Christie J,Ramsdell F,et al.The immune dysregulation,polyendocrinopathy,enteropathy,X-linked syndrome (IPEX) is caused by mutations of FOXP3.Nat Genet,2001,27:20-21 .

19 Brunkow ME,Jeffery EW,Hjerrild KA,et al.Disruption of a new forkhead/winged -helix protein,scurfin,results in the fatal lymphoproliferative disorder of the scurfy mouse.Nat Genet,2001,27:68.

20 Hori S,Nomura T,Sakaguchi S.Control of regulatory T cell development by the transcription factor Foxp3.Science,2003,299:1057.

21 Annacker O,Pimenta-Araujo R,Burlen-Defranoux O,et al.CD25+ CD4+ T cells regulate the expansion of peripheral CD4 T cells through the production of IL-10.J Immunol,2001,166:3008-3018.

22 Firmpong Boateng K,van Rooijen N,Geiben Lynn R.Regulatory T cells suppress natural killer cells during plasmid DNA vaccination in mice,blunting the CD8+ T cell immune response by the cytokineTGF-β.PLoS One,2010,5:e12281.

23 Wang J，Shao N，Ding X，eta1．Crosstalk between transforming growth factor-β signaling pathway and long noncoding RNAs in cancer．Cancer Lett,2016,370:296-301．

24 Mi HL，Kyung SK，Jongsun K．A comparative study of the effects of inhibitory cytokines on human natural killer cells and the mechanistic features of transforming growth faetor-beta．Cell Immunol,2014,290:52-61.

25 ecilia O，Lukas C，Anna M，et al．Cytotoxic T lymphocyte antigen-4-dependent down-modulation of costimulatory molecules on dendritic cells in CD41 CD251 regulatory T-cell mediated suppression．Immunology,2006,118:240-249．

26 Bitao L，Craig W，Janine L，et al．Regulatory T cells inhibit dendritic cells by lymphocyte activation gene3 engagement of MHC classⅡ．J Immunol，2008,180:5916-5926.

27 LiYQ,Liu FF ,Zhang XM ,et al.Tumor Secretion of CCL22 Activates Intratumoral Tregs Infiltration and is Independent Prognostic Predictor of Breast Cancer.PLoS One,2013,8:e76379.

28 Vang AG，William H，Hongli D，et al．Regulatory T-cells and cAMP suppress effector T-ceils independently of PKA—CREM/ICER：a potential role for Epac．Bloc J,2013,456:463-473．

29 Li B ,GreeneMI.FOXP3 actively represses transcription by recriting the HAT/HDAC complex ．Cell Cycle,2007,6:1432-1436.

30 Perrone G，Ruffini PA，Catalano V，et al.Intratumoural FOXP3-positive regulatory T cells are associated with adverse prognosis in radically resected gastric cancer．Eur J Cancer,2008,44:1875-1882．

31 Xia M，ZhaoMQ，Wu K，et a1．Investigations on the clinical significance 0f FOXP3 Protein expression in cervical oeso Phageal cancel and the number of FOXP3+ tumour-infiltrating lymPhocyte.Int Med Res,2013,41:1002-1008.

32 Christoph L,Corinna H,Jonas S,et al．Blackwell Publishing Asia Regulatory (FOXP3+) T cells as target for immune therapy of cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer.Japanese Cancer Association,2009,100:1112-1117

33 Roselli M，Cereda V，di Bari MG,et al.Effects of conventional therapeutic interventions on the number and function of regulatory T cells .Oncoimmunology,2013,2:e27025．

34 Ko K,Yamazaki S,Nakamura K,et al.Treatment of advanced tumors with agonistic anti-GITR mAb and its effects on tumor-infiltrating Foxp3+CD25+CD4+regulatory T cells.J Exp Med,2005,202:885-891.