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首页合作平台在线期刊中华医学实践杂志2005年第4卷第7期综述

B7家族新成员的研究进展

来源:INTERNET
摘要:T细胞活化除需要TCR传导的第一信号外,还需要协同刺激分子传导的第二信号。如果缺少刺激分子的第二信号将会导致调节性T细胞的无反应性或者是特异性免疫耐受[1]。协同刺激信号是通过T细胞的协同刺激受体相应配体相互作用而介导的,其中经典的B7-1/B7-2—CD28/CTLA-4协同刺激途径对细胞的活化和耐受起关键性调节作用。......

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    T细胞活化除需要TCR传导的第一信号外,还需要协同刺激分子传导的第二信号。如果缺少刺激分子的第二信号将会导致调节性T细胞的无反应性或者是特异性免疫耐受 [1] 。协同刺激信号是通过T细胞的协同刺激受体相应配体相互作用而介导的,其中经典的B7-1/B7-2—CD28/CTLA-4协同刺激途径对细胞的活化和耐受起关键性调节作用。而近年来新发现的协同刺激途径对已经活化T细胞具有重要调节作用,这些新的B7样分子主要是B7HI(又称PD-L1),PD-L2,B7H2(又称GL50,B7H,B7RP-1)和B7H1,PD-L2B7H2和B7H3分子与他们相应受体结合,参与细胞和体液免疫应答调节。现将其新成员B7H1和B7H2研究进展做一些介绍。

  1 B7H1
    
  1.1 B7H1分子生物学特征 1999年,B7H1作为B7家族中的第4个成员是Hai [2] 首先从胎盘的cDNA文库中发现并证实人的B7H1基因定位9P24.2,可编码290个氨基酸1型跨膜蛋白可分为3个区,即胞外区(217个氨基酸)、跨膜区(21个氨基酸)和胞内区(30个氨基酸)。胞外区有Lge和Lge样结构域,参与构成B7家族成员Lge和Lge样区4个半胱氨酸都是保守的,虽然B7H1基因与B7-1、B7-2基因间同原理十分有限,但他们的二级结构和三级结构十分相似,因而表现出相似生物学特征。
   
  1.2 B7H1的表达及调节 Northern blot显示B7H1mRNA在人的心脏、胎盘、骨骼肌和肺组织含量丰富,而在胸腺、脾、肾脏和肝组织含量低,用荧光激活细胞计数(FACS)分析显示新鲜分离的T细胞B细胞和单核细胞可低水平的表达B7H1分子。免疫组织的B7H1mRNA能诱导表达,如IFN-β能上调其在单核细胞表面的表达,LPS联合IFN-β能上调其在DCs表面的表达,丝裂霉素刺激能使绝大多数淋巴细胞B7H1的表达上调,在氨基酸水平上,人和鼠B7-H1的同源性为69% [3] ,而且在癌组织上广泛表达如肺癌肝癌乳腺癌及卵巢癌组织上均有表达,许多癌组织经过诱导后也可使B7H1的表达上调 [4] 。
   
  1.3 B7-H1的生物学作用机制 Gorski证实B7H1是和受体PD-1结合在免疫应答负调控方面发挥重要作用 [5] 。PD-1分子是Mr为55000免疫球蛋白超家族耳型跨膜糖蛋白,最早是通过消减杂交技术从小鼠凋亡期的杂交瘤及造血族细胞系克隆出来 [6] ,PD-1分子胞外段包含一个lgv样结构域,有4个重要的N连接糖基化位点,并被重度糖基化。正是该结构域B7-H1的lgv样结构域结合,并且通过PD-1分子胞浆区尾部的ITAM发挥作用 [7] 。

  1.4 B7-H1的生物学作用
   
  1.4.1 对T细胞调节作用 B7-H1-PD-I对T细胞调节作用取决于T细胞受体CD3和CD28所提供的信号强度。在低水平或者有限抗原刺激下,TCR和CD3处于亚活化状态时,B7-H1-PD-I会导致T细胞(特别是先前活化的T细胞)的增殖抑制,并具有拮抗CD28-B7-2途径的作用 [8] ,这也是其主要的生物学效应。而当TCR和CD处于最佳活化状态或者是CD28信号足够强时(尤其在再次免疫应答中),信号的抑制作用才被终止,B7-H1-PD-I途径对CD8 + T细胞的抑制作用比对CD4″T细胞更加明显。此效应为IL-2的计量依赖性。
   
  1.4.2 对B细胞的作用 Tanura等 [9] 用B7-Hlg处理小鼠发现B7H1能促进TNP特异性的IgG2a的产生,并且此时T细胞表面上CD40L的表达迅速上调,出于CD40L与增加的抗体有关由此表明B7-H1-PD-I途径能发挥T细胞依赖性的体液免疫应答。
   
  1.4.3 对细胞因子作用 B7-H1-PD-I途径在抑制T细胞增殖的同时也可影响细胞因子的分泌,该途径能抑制IL-2、LNF-β和IL-10的分泌,导致细胞周期停止。
   
  1.4.4 在自身免疫疾病中的作用 对B7-1/B7-2CD28/CTLA-4途径的研究表明,正性和负性信号的平衡在保持免疫耐受中十分关键,而自身耐受性的改变则是导致疾病的病理机制之一。B7-H1-PD-I途径作为一种负性调控方式,高表达于许多非淋巴组织上,在外周耐受和自身免疫病的诱导中发挥重要作用。PD-I基因的缺失能使BALB/C小鼠出现狼疮肾小球肾炎和关节炎。在H-2 b/d 的情况下,PD-I基因缺陷小鼠与H-2特异性2C-TCR转基因小鼠交配产生的子代可出现慢性移植物抗宿主样反应 [10] 。这可能是由于PD-1在心肌和肾脏组织中呈高表达,而同时B7-H1又能诱导效应细胞表面PD-1的表达上调。这些情况表明B7-H1-PD-I途径对淋巴细胞的增殖发挥负性的调控功能,在免疫反应的起始部位和效应部位双重抑制免疫反应,可防止过度的免疫损伤及自身免疫性疾病的发生,有利于维持机体的免疫自稳。当前对B7-H1-PD-I的研究还处于起始阶段,随着对B7-H1-PD-I的深入研究,有助于深入理解自身免疫性疾病的发病机制,并为其治疗提供新的策略。
   
  1.4.5 在肿瘤治疗中的应用 B7-H1在多种肿瘤细胞上也表达,并能减弱机体抗肿瘤免疫应答的作用,并通过诱导特性CTL的凋亡而使肿瘤细胞发生免疫逃逸 [11] 。肿瘤细胞表达B7-H1还能抵抗CTL的杀伤效应,阻断Fas-FasL信号,能促进CTL杀伤肿瘤细胞,推测可能由于肿瘤细胞表达的B7-H1介导的CTL凋亡,抑制了CTL细胞毒作用。因此可通过制备特异性抗B7-H1单抗或其可溶性抑制物来阻断信号,以增强CTL杀伤癌细胞的功能 [12] ,或者将编码B7-H1的基因重组进病毒载体,设计抗原特异性病毒载体疫苗,而对肿瘤进行免疫干预性治疗。

  2 B7-H2
    
  2.1 B7-H2分子生物特点 2000年有学者用BLASTS口软件在NCBI数据库中研究B7分子同源性时发现新的基因B7-H2,编码一个302个氨基酸的蛋白质分子,B7-H2是一个糖基化的1型,蛋白是由lgV样区、lgC样区、疏水跨膜区利胞浆尾区组成。胞外区(235个氨基酸),跨膜区(21个氨基酸)和胞内区(25个氨基酸)。
   
  2.2 B7-H2表达及调节 Northern blot显示B7H2分子在B细胞,单核细胞和树突状细胞上表达,人的CD14 + 单核细胞经IFN-β处理或塑料表面粘附后,B7H2分子的表达可显著增高,TNF-α或LPS的刺激可上调B细胞和单核细胞B7H2的表达,而下调它在DC上的表达。
   
  2.3 B7H2的生物学作用机制 B7H2与受体ICOS的作用是特异的,ICOS是分子量为55KD-60KD同源二聚体。蛋白质含199个氨基酸,ICOS氨基酸系列与CD28有24%的同源性和39%的相似性。B7H2与受体ICOS结合传导的信号可能激活T细胞内P13K依赖的信号传导通路。
   
  2.4 B7H2的生物学作用 B7H2可协同刺激人CD14 + 细胞增殖,并分泌IL-4、IL-5、IFN-β、TNF-α、GM-CSF和IL-10等细胞因子,但不能协同刺激T细胞上调IL-2的分泌。TH细胞分化时可阻断B7H2与ICOS的相互作用,使T细胞的分化向TH1细胞方向偏移,TH2碱细胞分化受阻,说明B7H2与受体ICOS的交联可能在TH2细胞分化中起重要作用。B7H2与受体ICOS的结合作用可参与生发中心的形成,并通过调节CD40/CD40L通路介导免疫球蛋白类别转换。
   
  结语:B7协同刺激分子及其相应受体结合所产生的信号在调节T细胞活化及效应性细胞因子分泌中起重要作用,具有负性调节作用的协同刺激分子对免疫应答的适度进行、防止自身免疫疾病的发生具有重要作用。进一步研究这些分子的生物学作用将有助于全面理解T细胞活化异常所致疾病的发病机制,对于过敏性疾病、自身免疫病、移植排斥反应和肿瘤的治疗均有重要意义。

  【参考文献】
    
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  3 Freeman GJ,Long AJ,Lwei Y,et al.Engagement of the PD-1im-munoinhibitory receptor by a novel B7family member leads to negative regulation of lymphocyte activation.J Exp Med,2000,192(7):1027-1034.
   
  4 Dong HD,Stroke SE,Salomao DR,et al.Tumor-associated B7-H1promotes T-cell apoptosis:A potential mechanism of immune evasion.Nat Med,2002,8(8):793-800.
   
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  8 Sharpe AH,Freeman GJ.The B7-CD28Super family J.Nat Revlm-munjol,2002,2(2):116-126.
   
  9 Tamura H,Dong HD,Zhu GF,et al.B7H1co stimulation preferentially ehances Cd28-independent T-helper cell function J.blood,2001,97(60):1809-1816.
   
  10 Latch man Y,wood CR,Tatiana C,et al.PD-12is a second ligand for PD-1and inhibits T cell activation.Nat Immunol,2001,2(3):262-267.
   
  11 张学光.共刺激分子及调节网络在特异免疫应答中的作用及机制.中国免疫杂志,2004,1:26.
  
  12 Dong HD,Strove SE,Salomon DR,et al.Tumor-associated B7-H1 promotes T-cell apoptosis:A potential mech

作者: 王冀春江绍伟 2005-8-8
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