关键词 IL-13mRNA 基因表达
IL-13由人染色体5q23-31编码,人IL-13mRNA长约14.kb。正常状态下主要由活化T细胞表达IL-13mRNA,此外,肥大细胞、碱性粒细胞及病理状态下的一些B细胞亦有IL-13mRNA表达。本文对IL-13mRNA在各种组织、细胞的表达及其作用机制的最新研究进展作一综述。
1 IL-13mRNA在各种细胞的表达
1.1 活化T细胞表达 IL-13mRNA
多种刺激物,如PMA、抗CD3、CD28和IgG抗体等可活化正常T细胞表达 iL-13mRNA。由于活化T细胞内含有较高水平的转录活化蛋白(NF-ATP),此蛋白能IL-13启动子P元件结合而诱导 iL-13mRNA表达[1]。正常状态下,大部分T细胞缺乏功能性IL-13受体,故IL-13无活化T细胞的特性[2]。
1.2病理状态下B细胞表达IL-13mRNA
正常状态下的B细胞无 IL-13mRNA表达,但抗IgM抗体与正常人B细胞孵育后有低水平的 iL-13mRNA表达。Fior等发现从恶性B细胞淋巴瘤、慢性B细胞性白血病患者血中分离出的B细胞及EBV一转化的B细胞株上均有 iL-13mRNA表达,但这些B细胞缺乏IL-13受体[13]。提示体内正常B细胞及恶性B淋巴细胞 iL-13mRNA表达有明显差异,其机制有待进一步探讨。
1.3碱性粒细胞在IL-3或IL-3+C50或IgE刺激下均可表达 iL-13mRNA
肥大细胞缺乏高亲和力IgE受体(FCεRI),故IgE免疫复合物不能诱导肥大细胞表达IL-13mRNA。5-羟色胺可活化肥大细胞表达IL-13mRNA,活化后的肥大细胞可诱导B细胞产生IgE[4]。有实验表明,用鼠IgE活化由脐血分离出的肥大的细胞及碱性粒细胞后,碱性粒细胞IL-13mRNA表达水平明显增高,并可诱导正常人B细胞合成IgE及IgG4和可溶性CD23。而肥大细胞只有微弱IL-13mRNA表达,且不能诱导正常人B细胞产生IgE及IgG4等[5]。
1.4树突细胞表达IL-13mRNA
树突细胞(Dendritic Cell,DC)是一种抗原提呈细胞。DC的最大特点是能显著刺激初始型T细胞增殖。因此,DC是机体免疫反应的始动者。de-saint等[6]人脐血CD34+干细胞在GM-CSF及TNF-α中培养后,产生CD1a+和CD14+两类树突细胞亚群,经PMA活化后,发现这两类DC亚群均有IL-13mRNA表达。
1.5 IL-13mRNA在其他细胞的表达
IL-13mRNA在正常人肺纤维化患者的肺泡巨噬细胞( AMs)上均有表达。但肺纤维化患者AMsIL-13mRNA表达水平明显较正常人增高,提示IL-13mRNA上调表达与肺纤维化形成有关[7]。另外,IL-13mRNA表达与骨髓巨核细胞的分化和成熟有关,对维持正常的骨髓造血功能微环境起一定的作用。
2 IL-13mRNA表达与各种疾病的关系
2.1 与过敏性疾病的关系
2.1.1与特应性皮炎的关系 人变应性皮炎(AD)与高水平IgE有关,而IL-13能刺激B细胞合成IgE,故认为IL-13参与AD的发病机制。Tengvall等[8]发现来自AD患者皮肤损害处的T细胞克隆在大部分为CD2+和CD4+T细胞,且这些T细胞上均有IL-CD2+和CD4+T细胞,且这些T细胞上均有IL-13mRNA表达。利用原位杂交技术检测AD患者皮肤组织IL-13mRNA表达情况发现,以急性皮肤损害者的IL-13mRNA表达水平最高。亦有研究表明,AD患者外周血单个核细胞(PBMC)IL-13mRNA表达水平增高,大于60%IL-13mRNA表达水平与血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)的免疫活性呈显著正相关[9]。以上资料表明,IL-13mRNA表达参与维持IgE介导的的AD皮肤损害。
2.1.2与过敏性哮喘的关系,用卵白蛋白(OVA)作为过敏原刺激β-微球蛋白基因缺乏(β-2m/-)的小鼠,发现小鼠肺部嗜酸细胞浸润,支气管淋巴组织IL-13mRNA表达增高,同时血清总IgE及对OVA特异性的IgE水平增加[10]。过敏性哮喘患者的支气管肺泡灌洗液PBMC和支气管粘膜组织的IL-13mRNA表达水平均增高,90%IL-13mRNA阳性细胞是CD3+T细胞。Nasser等用激素治疗激素敏感的过敏性哮喘患者一周后,发现IL-13mRNA水平较治疗前明显下降,而FEV1及IL-12mRNA表达水平增加。激素耐受者在激素治疗前后IL-13mRNA和IL-12mRNA水平均无明显变化,提示激素治疗过敏性哮喘的部分作用是通过细胞因子的调节而致[11,12]。
2.1.3 与过敏性鼻炎的关系 Diaz等[13]用内燃机排出的微粒刺激人鼻粘膜18小时后发现,鼻粘膜灌洗细胞IL-13mRNA表达明显增高。多个实验证明,大部分过敏性处鼻炎鼻粘膜上皮细胞表达IL-13mRNA,而慢性感染性鼻炎鼻粘膜上皮细胞表达IL-13mRNA,而慢性感染性鼻炎及正常人鼻粘膜上皮细胞则无IL-13mRNA表达。用激素作局部治疗后,鼻粘膜上皮细胞IL-13mRNA表达水平下降[14,15]。提示IL-13mRNA参与过敏性鼻炎的发病机理,激素的局部治疗作用,部分由于抑制IL-13mRNA表达而致。
2.2与自身免疫性疾病的关系
IL-13mRNA表达增加参与细胞介导的自身免疫性疾病。人自身免疫性甲状性疾病与Th2细胞因子有关。Ajjan等[16]在多小结甲状腺肿、Grave's病和桥本氏病患者的甲状腺组织中发现有IL-13mRNA表达。用TSH、IL-1和IFN-γ等刺激转化人甲状腺细胞株HTori3和Grave'3病初级甲状腺细胞12小时后发现IL-13mRNA表达增加,未受刺激的Grave's病初级甲状腺细胞则不表达IL-13mRNA。提示IL-13mRNA表达参与自身免疫性甲状腺疾病的发病机制。Primary sjogren's Syndrome(PSS)是一种自身免疫性疾病。由于B细胞高度增生,自身抗体的产生及外周血和靶器官T辅助/诱导细胞增多,PSS存在着体液和细胞免疫异常。Villarreal等[17]研究发现PSS患者PBMC及唾液腺均表达IL-10mRNA。而健康人及PSS患者的PBMC不表达IL-13mRNA。PSS患者仅唾液腺有IL-13mRNA表达。Ajjan等[18]在12例Sjogren'3 sydrome 患者唇活检组织中未发现有IL-13mRNA表达。
类风湿性关节炎(RA)是以关节、滑膜病变为主的自身免疫性疾病。RA患者体内许多T细胞处于激活状态,诱导产生多种抗体参与RA发病机理。但Kotake等[19]检测了13例RA患者滑膜组织,未发现有IL-13mRNA表达,但IL-10mRNA表达水平则增高。上述资料表明,在自身免疫性疾病的发病机制中,细胞因子组成一个复杂交错的网络,具体作用机理有待进一步研究。
2.3与血吸虫性肉芽肿形成的关系
曼森氏血吸虫卵感染后,在肝门脉区、肺组织沉积,通过机体免疫反应而引起肝、肺肉芽肿形成。T细胞及细胞因子参与这一免疫过程。C57BL/6小鼠是一种用放射线照射后的曼森血吸虫尾蚴免疫小鼠。用抗IFN-γ抗体注射此小鼠后发现其肺组织IL-13mRNA表达明显增高,IFN-γmRNA表达水平下降,同时血清IgE水平亦增高,表明IL-13mRNA表达有助于肺部吸虫感染后的小鼠,肺部IFN-γ、IL-10及IL-12mRNA表达水平增高,但IL-4及IL-13mRNA表达水平下降[20,21]。实验表明,用抗IL-4抗体治疗鼠血吸虫病后,鼠肝内IL-13mRNA水平下降,胶原纤维沉积减少,肝组织纤维化病理改变减轻[22]。提示减少Th2细胞IL-13分泌水平,同时增加Th1细胞因子IL-12,有利于减少血吸虫子卵肉芽肿形成机会。
2.4与肠道免疫反应的关系
IL-13促使B细胞增生及分化,参与体内免疫应答作用。用免疫原LT-B刺激小鼠后发现,小鼠肠、肠系膜淋巴结组织IL-13mRNA表达迅速上调。Bost等[23]将鼠IL-13编码序列克隆到pELAG-1表达载体上,从细菌的溶解产物提纯重组鼠IL-13作为免疫原产生多克隆抗IL-13抗体。将LT-B免疫原注入小鼠体内及体外活化鼠脾PBMC后,再用上述抗IL-13抗体作中和作用后发现,IL-13mRNA表达均明显下降。但McGowan等[24]用胃镜活检50例HIV感染患者的肠粘膜时发现,IL-10mRNA在大肠粘膜有表达,大、小肠粘膜组织均表达IL-2mRNA,但大、小肠粘膜均未发现有IL-13mRNA表达。提示IL-13mRNA表达在不同疾病的肠道免疫反应所起作用有差别。
2.5与同种异体移植的关系
由于T淋巴细胞浸润及细胞因子的相互作用,导致同种异体移植排斥反应发生,例如GVHD病(graft-versus-host disease)。Tanaka等[25]研究在接受同种异体造血干细胞后出现GVHD患者PBMCIL-13mRNA表达情况,结果发现22例非严重GVHD患者中有19例IL-13mRNA表达水平增高,而在3例严重GVHD中有1例表达IL-13mRNA。但在同种异体PBSCT骨髓移植出现严重或非严重GVHD患者的PBMC均有IL-13mRNA表达。提示IL-13mRNA表达参与不同程度的GVHD发病过程。
在小鼠心脏移植实验中发现,通过给受者输入供者血液,可引起同种异体移植心脏产生特性免疫耐受,减轻移植心脏GVHD发生。Josien等[26]
