越来越多的证据表明，1型糖尿病是T淋巴细胞介导的自身免疫性疾病，其主要的病理学改变是胰岛单核细胞浸润，包括CD8⁺和CD4⁺T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞和巨噬细胞。非肥胖糖尿病(Nonobese diabetic, NOD)小鼠其胰岛炎和糖尿病的发生与人类1型糖尿病有很多相似之处，因此是人类非常理想的动物模型，关于人类1型糖尿病的很多资料来自NOD小鼠的实验资料。

T淋巴细胞在1型糖尿病的发病即胰岛细胞破坏中起重要作用。细胞介导的细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)作用主要有两个途径：穿孔素介导机制和Fas介导机制。穿孔素是一种蛋白质，存在于CTLs细胞浆分泌颗粒中，分泌后能在靶细胞膜上形成孔，造成靶细胞的破坏。已发现NOD小鼠胰岛炎损害中细胞内存在穿孔素，提示其胰岛细胞损害与穿孔素介导机制有关，但是，采用转基因小鼠使其胰岛细胞表达LCMV病毒的糖蛋白，然后转移至无穿孔素表达的特异的淋巴细胞，不能防止其胰岛炎的发生，说明穿孔素介导机制发生作用必须先启动自身免疫反应，必有其它的介导机制参与，Fas依赖型细胞毒性作用可能是启动胰岛细胞破坏的分子机制之一。

一、Fas和Fas配体(FasL)

Fas是人体多种细胞上的一种膜蛋白，具有325个氨基酸，基因位于人体第10对染色体上；小鼠Fas有302个氨基酸，其基因位于第19对染色体上，亦称为CD95、APO-1。FasL也是一种细胞膜表面的膜蛋白，具有218个氨基酸，其基因位于人体第1对染色体上，小鼠的FasL的基因也在第1对染色体上。Fas属于肿瘤坏死因子(TNF)、神经生长因子(NGF)受体超家族，在细胞浆部分含有“死亡”决定点，FasL是死亡因子而Fas是FasL的受体，Fas与FasL或抗Fas抗体结合后转导细胞凋亡信号。细胞凋亡(Apoptosis)亦称为细胞的程序性死亡，与细胞坏死不同，可见特征性的DNA片断，和细胞的生长及分化一起维持体内环境的平衡^〔1〕。Fas和FasL在细胞凋亡和自身免疫反应的机制中均占有重要地位，已经证明它们可以介导以下形式的细胞凋亡：(1)T细胞与T细胞之间的凋亡：因激活淋巴细胞既可表达Fas又可表达FasL，T细胞之间可以一方死亡(Suicide)，也可以双方死亡(fratricide)，这样可以减轻免疫反应，防止自身免疫的出现。(2)T淋巴细胞与靶细胞的凋亡：T细胞表达FasL(主要是CD8⁺T细胞)可以使表达Fas的非淋巴细胞凋亡，这可能是最多见的凋亡形式。(3)靶细胞与靶细胞之间的凋亡：靶细胞双方既可表达Fas也可表达FasL，在靶细胞之间引起单方面的死亡也可双方面的死亡，使机体在不产生炎症的情况下消失。

二、NOD小鼠Fas的研究

小鼠Fas的mRNA在胸腺、肝脏、肺和卵巢表达，但不在大脑、脾、睾丸、子宫和肾脏表达^〔2〕，正常小鼠胰岛上没有Fas的表达，经过IFN-γ和IL-1刺激后培养的胰岛细胞可表达Fas mRNA^〔3〕。

NOD小鼠的研究表明，其糖尿病的发生是一个慢性过程，其发展有二个重要阶段，一是胰岛炎的形成，大约在5周左右，另一重要阶段是糖尿病的出现，大约在12周左右，而Fas mRNA的表达与NOD小鼠1型糖尿病自然病程在时间上是一致的，即当糖尿病出现时可见Fas抗原或mRNA的表达^〔4〕。Chervonsky等^〔5〕通过给NOD小鼠注射CD8⁺T淋巴细胞克隆，对不同年龄的小鼠进行胰腺组织学检查，证实Fas的向上调节与年龄的增长密切相关，并且在1型糖尿病的自然病程中起关键作用。

三、细胞因子对Fas mRNA表达的影响

IL-1可诱导小鼠Fas mRNA的表达，IFN-γ特异性加强抗Fas抗体的细胞毒性，IFN-γ可显著诱导小鼠巨噬细胞BAM3细胞和成纤维细胞L929的Fas抗原mRNA水平增加，但IFN-α/β则无此功能。因而IFN-γ能增强抗Fas抗体的细胞毒性，主要由于其能够增加细胞表面Fas抗原的表达。正常新生大鼠的胰岛没有Fas的表达，将大鼠胰岛内分泌细胞加上IL-1培养后可诱导Fas的产生并导致细胞凋亡，同时测定培养液中的一氧化氮(NO)产生明显增加，主要因为IL-1增加诱导型一氧化氮合酶(iNOS)mRNA的表达^〔6〕，在新诊断的1型糖尿病病人的胰岛实验中也有相同的结论^〔7〕。已经发现NO对不同的细胞DNA都有损害，并可诱导巨噬细胞凋亡，链尿佐菌素(STZ)广泛用于糖尿病动物模型的制备，STZ含有亚硝基成分，可释放NO从而对胰岛β细胞具有和IL-1β一样的毒性作用，NO主要通过裂解细胞核内DNA而导致细胞凋亡；TNF-α的存在使得IL-1β所诱导产生的NO明显增加，TNF-α和IFN-γ本身不论是单独还是联合均不能增加NO的产生^〔8〕。胰岛细胞培养中同时加上尼克酰胺(Nicotinamid, NA)和NAME(N-nito-L-arginine Methylester)能对抗NO的产生，明显减弱IL-1诱导的细胞凋亡。NA已被提出用于1型糖尿病的早期治疗以保护残留的胰岛细胞^〔9〕。在NOD小鼠，是Fas与T细胞作用后启动的免疫反应使Th1型细胞模式占主导、促进IL-1、TNF-α和IFN-γ的产生，进一步导致细胞破坏，还是先启动免疫反应产生IL-1和IFN-γ细胞因子占主导，使得Fas表达增加，加速胰岛β细胞的破坏?到目前为止文献报道更支持后者。

四、NOD lpr/lpr小鼠的研究

已经发现有自然突变的小鼠lpr(lymphoproliferation)和gld(generalized lymphoproliferation)分别不能表达Fas和FasL，前者突变在19号染色体，后者在1号染色体，以常染色体隐性方式遗传，两者均可造成大量的淋巴细胞增生、脾大及产生大量的IgG和IgM抗体^〔1〕。

利用基因突变技术产生NOD+/+，NOD+/lpr,NOD lpr/lpr小鼠。NOD+/+和NOD +/lpr可表达Fas抗原，NOD lpr/lpr由于Fas基因转录受损，故不能表达Fas抗原。观察表明：有Fas抗原表达的雌性NOD +/+，NOD +/lpr小鼠与普通的雌性NOD小鼠的糖尿病发病率相似，而无Fas抗原表达的雌性NOD lpr/lpr小鼠在观察期内未发生糖尿病。为了避免NOD lpr/lpr小鼠有过多CD4^-、CD8^-T细胞的影响，对这些小鼠进行继承细胞转移试验研究，将糖尿病的NOD小鼠的T细胞转移给照射后的转基因小鼠，有Fas抗原表达的小鼠出现了糖尿病，而NOD lpr/lpr小鼠无Fas抗原表达者均未发生糖尿病，说明无Fas抗原表达是其抵抗糖尿病发生的主要因素，组织学检查亦发现其胰岛炎亦比较轻微^〔10〕。Fas在胰岛细胞上的表达是NOD小鼠出现胰岛炎和糖尿病的基础原因之一，改变Fas的表达可使NOD小鼠胰岛炎和糖尿病发生情况显著减少。

五、RIP-FasL转基因鼠的研究

一些免疫优势(immune privilege)组织部位如眼球、角膜、睾丸等部位有大量的表达FasL的细胞，诱导入侵该部位的淋巴细胞产生Fas，促使入侵的细胞发生凋亡，使得该部位免受炎症的侵害^〔11〕。理论上来讲，如果胰岛β细胞可表达FasL，就能够使得表达Fas的T淋巴细胞破坏，从而保护了胰岛β细胞，这样的胰岛移植给糖尿病的个体，能使移植物免受免疫反应的破坏，保证移植的受体恢复正常的胰岛素分泌。

利用转基因技术，采用大鼠胰岛素起动子-1(rat insulin promoter-1)，NOD小鼠的胰岛细胞可表达FasL，根据FasL mRNA的产量分为不同的型，以NOD-RIP-FasL-31 FasL mRNA的含量最高并发现其能抵抗糖尿病的发生，大约在25周时出现糖尿病，较高水平FasL的表达可抵御T细胞入侵，但这种抵抗作用随年龄增长而削弱。而其它几种FasL mRNA的含量较少如NOD-RIP-FasL-24,NOD-RIP-FasL-25等糖尿病的发生反而提前出现，分别在6和10周发生，推测原因是由于FasL表达的量不足以破坏所有入侵的T细胞，亦可能由于FasL的表达诱导了胰岛细胞Fas的表达，从而加速了胰岛细胞的破坏^〔5〕。

在正常情况下啮齿类动物胰岛不表达FasL，Loweth等^〔12〕分析了人类胰腺发现正常胰岛也表达FasL。因而从动物模型所得的实验资料并不完全适用于人类。

六、FasL在胰岛移植中的应用

FasL在睾丸组织高度表达，并对其免疫特权部位起重要的保护作用，Takeda等^〔13〕和Bellgrau等^〔14〕采用FasL表达的睾丸和胰岛同时移植，可明显延长C 3H胰岛的存活时间，而且加用抗FasL单克隆抗体后该保护作用消失。同时发现在B6 lpr小鼠因Fas不表达而无此保护作用，这个实验提示FasL阳性睾丸共同移植物可保护与其同时移植的胰岛。Lau等^〔15〕采用肌纤维细胞利用生物工程技术使其表达FasL，然后与胰岛细胞一同移植给小鼠，结果也发现能明显延长胰岛的存活时间。但是这种保护作用只在局部发挥作用，如将表达FasL的睾丸与胰岛分别移植给同一动物的不同位置则没有保护作用^〔8〕。因而改变胰岛Fas/FasL介导的细胞凋亡是控制胰岛移植排斥反应的可行措施之一。但是，Allison等^〔16〕利用转基因技术使小鼠胰岛表达FasL，然后将此胰岛经肾脏包膜下移植给同种动物，结果发现并没有起到保护作用，反而胰腺处可见粒细胞浸润。

Fas和FasL系统在自身免疫性糖尿病的发生中占重要地位，但在发病中的具体机制仍不是很明确，很多东西有待进一步研究，该系统分子机制的干预治疗，将会成为自身免疫性糖尿病病因学治疗的一个重要方面。

参考文献

[1]Nagata S, Golstein P. The Fas death factor. Science, 1995,267:1449-1455.

[2]Watanabe-Fukunaga R, Brannan CI, Itoh N, et al. The cDNA str