国外医学免疫学分册1999年第22卷第5期

河北医科大学基础所免疫室

杜肖娜综述 王润田审校

摘要 最近发现，除经典的单核巨噬细胞外，T、B淋巴细胞和角化细胞等数种细胞可表达IL-15的mRNA和/或蛋白；某些细胞因子对单核巨噬细胞IL-15的mRNA及其蛋白的表达有诱导或抑制作用；某些疾病时，IL-15 mRNA及其蛋白的表达有改变；IL-15能促进记忆型T细胞的增殖活化和NK细胞分化成熟，能活化中性细胞和调节单核巨噬细胞功能；IL-15还对循环系统有独特的作用。

关键词 IL-15 基因表达 T细胞 NK细胞 中性粒细胞 单核巨噬细胞

自1994年Grabstein^[1]等发现IL-15以来，人们对IL-15的分子生物学性质及其生物活性的研究进展很快。现钭有关IL-5研究的一些最新进展综述如下。

一、IL-15的表达

1.IL-15的表达细胞 对IL-15表达细胞的研究发现，除已知的单核巨噬细胞系可表达IL-15的mRNA及低水平的IL-15蛋白外，还有数种细胞可表达IL-15的mNRA和/或蛋白；如①T、B淋巴细胞。最近Adrian^[2]等发现在人体T、B淋巴细胞中也有IL-15 mRNA的转录，但没有IL-15蛋白的分泌。而且他们发现人体淋巴细胞中由于剪接方式不同导致的IL-15 mRNA的两种不同的转录形式，分析与这两种mRNA相对应cDNA，发现了一个新的较长的IL-15 cDNA序列，它比原来已知的IL-15 cDNA长119bp，系位于第二个内含子下游的一个外显子。这两种mRNA对应的蛋白质在引导肽部分不同，原已知的IL-15蛋白的引导肽含48个氨基酸，新形式的IL-15 mRNA对应的蛋白的引导肽含21个氨基酸（因增加的119bp中含一个终止密码子），而成熟蛋白的氨基酸序列相同。同时,Adrian等认为IL-15的引导肽对控制IL-15的蛋白分泌起一定的作用，用基因重组的方法将IL-15的引导肽基因换成高效分泌的引导肽CD33的基因，转染到原来不分泌IL-15蛋白的细胞中，则在该细胞的培养上清中检测到IL-15蛋白的活性。②人角化细胞。1996年Andrew^[3]等报道了新鲜分离的人角化细胞，长期传代建株的角化细胞（HaCaT）和培养的角化细胞增色组成性（constitutively）表达IL-15 mRNA，在浓缩HaCaT细胞上清中检测到有活性的IL-15蛋白。而且他们发现培养的角化细胞经紫外线B照射后IL-15 mRNA的表达下降，这个结果与Mohamedzdeth^[4]等1995年的实验结果相反，后者发现紫外线B的照射可使细胞的IL-15 mRNA表达升高。作者认为这可能与实验设计、所用方法和方法的精确度不同有关。③人朗罕氏细胞和树突状细胞。在Andrew的报道中还提出了新分离的人朗罕氏细胞和成人外周血树突状细胞也组成地转录IL-15 mRNA。④人胚胎视网膜上皮色素细胞。Kumaki等用RT-PCR和Norther的方法证明人胚胎视网膜上皮色素细胞可表达IL-15的mRNA，并且分泌有活性的IL-15蛋白，在IFN-γ、TNF-α刺激下，该细胞IL-15 mRNA和蛋白的表达增设。而且在这种细胞中有IL-15受体α、β、γ亚单位的基因转录。说明人胚胎视网膜上皮色素细胞可能通过自分泌或旁分泌的方式刺激自身细胞和T细胞在眼的免疫和炎症反应中起重要作用^[5]；⑤人胚胎星形胶质细胞和小胶质细胞。1996年Lee等发现在胚胎星形胶质细胞和小胶质细胞中也有IL-15 mRNA和蛋白的表达，未经刺激的胚胎星形胶质细胞IL-15 mRNA和蛋白表达水平较低，而经IL-1β、IFN-γ、TNF-α处理后，细胞的IL-15 mRNA和蛋白水平均增加。同样，实验证明IFN-γ和LPS刺激小胶质细胞后也使其IL-15 mRNA和蛋白水平增加。可见IL-15在人神经系统的免疫反应中起重要作用^[16]。

2.IL-15基因表达的影响因素 最近T.Mark doherth^[7]等对小鼠巨噬细胞IL-15的诱导规律进行了研究。实验进一步证明巨噬细胞是IL-15是主要来源，用不同的细胞刺激物对小鼠巨噬细胞进行诱导，结果发现经典的巨噬细胞功能刺激因子（如LPS、分枝杆菌或弓型虫）能使IL-15 mRNA表达水平增高，这些因子与IFN-γ有协同作用。然而，经典的下调因子如IL-4、IL-10、IL-13、TGF-β，虽然能够下调其它单核因子的mRNA产生并且拮抗INF对之的诱导合成效应，但对IL-15的mRNA下调作用却不明显。其中IL-10对其它单核因子mRNA普遍为下调作用，对IL-15 mRNA却略起上调作用，只是未测到IL-15的蛋白水平的升高。因此，在下调因子存在时，IL-15对维持淋巴因子的反应效应作用可能大于IL-2。

3.某些疾病时IL-15的表达 随着对IL-15研究的深入，人们发现在机体某些免疫性疾病中，IL-15的基因表达可发生变化：如①用免疫荧光双标记方法发现类风湿性关节炎病人关节囊滑膜组织中IL-15的含量升高^[8]；②在活动性溃疡性结肠炎病人的外周血单个核细胞（PBMC）中IL-15蛋白表达阳性的细胞所占百分数上升。62.5%中重度溃疡性结肠炎病人的血清中的IL-15达到可检测水平，但轻度溃疡性结肠病人或恢复期的病人血清中未检测到IL-15蛋白， crohn's disease（CD）病人及对照者的血清中也未检测到IL-15蛋白^[9]；③在肾移植出现临床排斥反应期间没有发现IL-2的转录，但在排斥过程中T细胞的增殖仍在继续，从肾的活体组织中提取mRNA，反转录后以cDNA为模板作竞争PCR，结果发现IL-2 mRNA仅在3/45的活组织标本中检测到，而IL-15的转录却在所有的肾活组织标本中均测到，并且有排斥现象比无排斥现象时IL-15 mRNA表达量高^[10]。

在人肿瘤中IL-15表达变化的研究较少，但Lollini^[11]在9个外科标本（3个Ewing's肉瘤、5个骨肉瘤和1个横纹肌肉瘤）中测到IL-15 mRNA,对细胞系（7个Ewing's肉瘤、12个骨肉瘤和5个横纹肌肉瘤）分析结果表明，所有横纹肌肉瘤细胞系和骨肉瘤细胞系都或多或少地表达IL-15 mRNA，而Ewing's肉瘤细胞系细胞很少或不表达IL-15 mRNA。用ELISA检测显示，在横纹肌肉瘤细胞系和骨肉瘤细胞系细胞中有IL-15蛋白的分泌。

二、IL-15的生物学活性

我们已知IL-15利用IL-2受体的β和γ亚单位（IL-2Rβ、γ）发挥其生物学作用，另外，IL-15本身有特异的IL-15α，是IL-15的高亲和力受体。IL-15可以刺激PHA活化的外周血T细胞增殖，刺激活化的B细胞分泌抗体，促进NK细胞增殖和分泌细胞因子增强NK细胞的细胞毒活性。最近又发现了IL-15的一些新的生物学功能。

1.IL-15对T细胞的作用 IL-15在最适浓度能迅速诱导记忆（CD45RO⁺）CD4⁺和CD8⁺T细胞和原始（naive,CD45RO^-）CD8⁺T细胞增殖并表达活化标记CD69，相反，IL-15不能诱导原始CD4⁺T细胞表达CD69或增殖。这是因为原始CD4⁺T细胞不表达或很少表达IL-15/IL-2Rβ，这说明原始CD4⁺T细胞的增殖不直接受T细胞生长因子IL-2和IL-15的调节^[12]。IL-15在发挥其趋化作用而使淋巴细胞迁移之前，可诱导淋巴细胞表面伪足形成，并使粘附分子ICAM-3（与LFA-1结合）聚集于伪足部位，其它粘附分子如ICAM-1、ICAM-2、CD43和CD44虽然量很少，也如此重新分布。而未经IL-15刺激的T淋巴细胞很少形成伪足且粘附分子均匀地分布于细胞表面。抗IL-2Rβ可阻止IL-15诱导的ICAM-3重新分布，而抗IL-2Rα不能阻止此作用^[13]。

2.IL-15对NK细胞的作用 georges^[14]等1996年的研究表明，IL-15能使T/NK仅向潜能组细胞在胸腺微环境中主要分化为TCRαβ和TCRγδ细胞，而在胸腺外则使它们有选择性地分化成NK细胞。若在体外向胚胎胸腺器官培养物中加入低浓度的IL-15，则T细胞所有的亚群都增殖，且增殖最为明显的是TCRγδ细胞。相反，低浓度的IL-2不能使所有的细胞亚群增殖，TCRγδ细胞的增殖也无优势。高浓度的IL-15能抑制组细胞向TCRαβ细胞的发育增殖而转向发育成NK细胞，但不影响向TCRγδ细胞发育增殖的进行。高浓度的IL-2也能诱导此种组细胞发育成NK细胞，但细胞数量是IL-15诱导者的1/4。这说明IL-15在诱导NK细胞分化成熟的过程中起重要作用。此结果与Puzanov^[5]的发现一致，他发现IL-15能够代替NK细胞分化时的骨髓微环境。β-雌二醇诱导的骨硬化病小鼠的NK细胞缺乏溶细胞功能，而且其表型与胚胎期及新生期NK细胞类似，当用mIL-15（20ng/ml）刺激此小鼠的NK1.1⁺细胞，24小时NK溶细胞活性便明显增高，72小时达到高峰，而且表型变为与成熟NK细胞相似。IL-2也能激活未成熟的NK细胞，但其作用远远弱于IL-15。这说明IL-15能够快速纠正缺乏骨髓微环境的NK1.1⁺细胞的溶解活性缺陷。综上可以看出，IL-15在NK细胞分化成熟及成熟后的增殖活化过程都有重要作用。

3.IL-15对PBMC的作用 Stephenie TH^[16]等的研究表明IL-15能够刺激正常人外周血单个核细胞（PBMC）释放可溶性IL-2Rα（sIL-2Rα）。PBMC在rIL-15(100ng/ml)存在下培养7天，细胞表面IL-2Rα（CD25）明显增加，细胞培养上清中的sIL-2Rα在第5天也开始上升，第10天达高峰。而且IL-15可刺激正常静息的人PBMC增殖，rIL-2也有类似作用。为了证明PBMC中哪些细胞在IL-15刺激下能增殖或释放sIL-2Rα，作者用去除单核细胞的纯化淋巴细胞、T或非T淋巴细胞分别做检测，结果发现去除单核细胞后的纯淋巴细胞在rIL-15作用下增殖反应增强，而培养上清中sIL-2Rα的水平显著下降，更令人吃惊的是将去除单核细胞后的纯淋巴细胞分为T和非T淋巴细胞分别接受IL-15刺激而增殖时，培养上清中却检测不到sIL-2Rα，这说明完整的PBMC是sIL-2Rα释放的必要条件。当将单核细胞再与T淋巴细胞混合，并再以IL-15刺激，则培养上清中的sIL-2Rα的量