霽 寧 譯
現(xiàn)已充分證實,,在產(chǎn)生效應T細胞應答中,CD28,、CD28同源物CTLA-4和兩者的結(jié)合配體B7-1,、B7-2發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。近年來,,又有兩種新的CD28/B7家族配對物得到確認,。這些分子在調(diào)節(jié)T細胞增殖及其效應,以及對協(xié)同刺激分子和T細胞受體的信號進行動力學整合方面所發(fā)揮的作用才剛開始探索,。理解這些過程,,對臨床上建立相關(guān)的途徑以調(diào)節(jié)適應性免疫系統(tǒng)具有重要作用,。
T細胞的最佳活化需要兩個信號:一是由T細胞受體(TCR)與表達在抗原呈遞細胞(APCs)表面的MHC-抗原肽結(jié)合產(chǎn)生的信號;另一信號,,為抗原非特異性信號即協(xié)同刺激,。CD28是最典型的T細胞協(xié)同刺激因子。CD28家族的其他成員已得到確認,,他們在T細胞活化的雙信號模式中發(fā)揮的作用也開始得到重視,。已知的CD28家族成員以及他們的配體B7見表1。在某幾個共同結(jié)構(gòu)和功能上這些分子具有相同的特征,。所有CD28類家族的受體及配體均屬于Ⅰ型跨膜糖蛋白,,并且是免疫球蛋白(Ig)超家族的成員。CD28家族成員攜帶一種單一的Ig-V樣胞外功能區(qū),,這種功能區(qū)與配體結(jié)合有關(guān),。其胞內(nèi)尾部含有結(jié)合SH2和SH3的功能區(qū),其與信號轉(zhuǎn)導有關(guān),。CD28家族的配體屬B7家族,,后者胞外具有Ig-V樣和Ig-C樣功能區(qū)。B7家族胞內(nèi)尾部一般較短,,對其信號的轉(zhuǎn)導還不清楚,。CD28和B7家族的成員在原始序列上具有較低的相似性(20~40%之間),但兩者同源性較高(>60%),,這顯示出在功能上的保守性,。除CD28外,各型細胞活化后可明顯誘導/增強CD28/B7家族成員的表達,。這為闡明受體與配體間相互作用的調(diào)節(jié)提供了另一種機制,,并促進特異性應答時發(fā)揮適宜的免疫效應功能。以下討論了協(xié)同刺激分子的共性和獨特之處,,及其在淋巴細胞自穩(wěn)中所發(fā)揮的作用,。
表1 CD28家族的協(xié)同刺激分子及其配體
受體 配體 生物學作用 信號轉(zhuǎn)導
CD28 B7-1和B7-2 活化 YXXMmotif,P13K,ITK,
Grb2,PP2A,PP6,SHP-2(?),
raft or DIG formation
CTLA-4 B7-1和B7-2 抑制 YXXMmotif,P13K,SHP-2,PP2A,PP6,
AP-50-intracellular localization
ICOS B7h/B7RP-1/
LICOS/B7H2 活化 YXXMmotif,P13K
PD-1 B7H1/PD-L1 抑制 ITIMmotif,Bcell, SHP-2(?)
CD28-經(jīng)典的協(xié)同刺激因子
CD28介導的協(xié)同刺激在多方面影響T細胞的生理,,導致T細胞應答增強,。CD28結(jié)合后可增強T細胞應答的數(shù)量和持續(xù)時間;誘導抗凋亡基因BCLXL的表達,;增加細胞因子特別是IL-2的分泌,,;增強細胞之間的黏附,;促進T細胞與APCs結(jié)合后的質(zhì)膜重組,;防止產(chǎn)生免疫無能;促進生發(fā)中心的形成,。一般來說,,在缺乏TCR信號時CD28的結(jié)合不會產(chǎn)生生理效應,。
體內(nèi)和體外的各種模型中,已證實CD28介導的協(xié)同刺激能發(fā)揮重要作用,。尤為明顯的是,,通過阻斷CD28和其配體間的作用、或CD28/CD28配體的缺乏而造成CD28功能缺陷,,均可導致對蛋白質(zhì)抗原、寄生蟲,、一些病毒的應答大幅度降低,,并且產(chǎn)生生發(fā)中心和介導B細胞輔助的能力也降低。通過阻斷CD28介導的協(xié)同刺激可防止發(fā)生移植排斥反應,、系統(tǒng)及組織特異性自身免疫性疾病,。然而,有一些應答似乎并不依賴于協(xié)同刺激,,例如CD8+T細胞在對強抗原刺激物如淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒(LCMV)感染所產(chǎn)生的應答,,以及CD4+T輔助細胞(Th) 產(chǎn)生的一些效應功能。問題在于是否這些應答確實是沒有依賴協(xié)同刺激,,或者僅僅不依賴于CD28介導的協(xié)同刺激,。
誘導性協(xié)同刺激分子
結(jié)構(gòu)
誘導性協(xié)同刺激分子(ICOS)首先被鑒定為一種獨特分子,表達于人類活化的外周血T細胞上,。很快在多種來源的嚙齒類動物細胞上證實ICOS的存在,,這些細胞包括上皮內(nèi)淋巴細胞(IELs)、Th2細胞克隆以及活化的外周T細胞,。ICOS與CD28及CTLA-4的序列大約有30~40%的相似性,。ICOS的基因定位于CD28/ CTLA-4基因座,這可能是由基因復制而產(chǎn)生的,。ICOS攜帶幾種存在于CD28的保守基序,,包括胞外Ig-V樣功能區(qū)和胞質(zhì)尾部YXXM基序。但ICOS沒有MYPPPY基序,,后者是CD28和CTLA-4與B7-1/2配體結(jié)合時所必須的,。
表達方式
與CD28相比,ICOS具有獨特的表達方式,。ICOS不是初始T細胞表面的固有成分,,可在CD4+和CD8+T細胞活化后誘導產(chǎn)生。早在TCR交聯(lián)后1小時就可監(jiān)測到ICOS mRNA水平增加,,活化后12小時即可在細胞表面表達,,48小時達高峰隨后緩慢降低。盡管CD28介導的協(xié)同刺激可使ICOS表達增強,,但缺乏CD28時ICOS也能被誘導產(chǎn)生,,而且據(jù)報道在對亞促有絲分裂抗CD3抗體的應答中,,T細胞上ICOS的表達也可達到生物學水平。靜止的,、活化前的T細胞(CD69-CD44+CD45RBlo)以及Th2克隆均可表達ICOS,,在活化后其水平可進一步上調(diào)。有趣的是,,ICOS的表達水平在活化的Th0 ( ICOShi ) 細胞向Th1分化過程中會下降,。而且,ICOS可表達在小鼠的胸腺細胞,,也可表達在活化的小鼠B細胞上,,但在人的胸腺細胞則不表達。
功能
基于與CD28的同源性,,有理由認為ICOS可為T細胞提供協(xié)同刺激信號,。盡管還存在許多問題,短時期內(nèi)還是取得了很大的進展,,可以肯定的是ICOS的結(jié)合可以增強T細胞增殖并可影響T細胞的效應功能,。人和鼠類的T細胞在促有絲分裂和亞促有絲分裂抗-CD3抗體存在下,體外實驗證實抗體或配體介導的ICOS交聯(lián)可為T細胞提供協(xié)同刺激,,但就CD28所介導的協(xié)同刺激而言ICOS這方面的說服力要少些,。相反的是,D0.11.10 TCR轉(zhuǎn)基因(tg+)T細胞對APCs表面抗原肽的增殖反應不會被ICOS-Ig融合蛋白抑制,。在這些刺激條件下,,看來ICOS的結(jié)合反而對新活化的T細胞產(chǎn)生細胞因子的反應具有重要作用。這些結(jié)果表明,,ICOS的結(jié)合可能有助于初始T細胞活化,,但其更為重要的作用可能是增強正在進行的和/或記憶性增殖應答。
初始T細胞活化后,,CD28介導的協(xié)同刺激誘導細胞因子產(chǎn)生,,主要是IL-2。IL-2作為T細胞生長因子,,促進抗原特異性T細胞擴增和分化,。已證實ICOS介導的協(xié)同刺激不會誘導IL-2產(chǎn)生,但會增加IL-4,、IL-5,、IL-10、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)的分泌,,這表明ICOS的主要功能是誘導T細胞效應功能,。人T細胞在ICOS交聯(lián)后CD40配體(CD40L)表達上調(diào),支持ICOS的功能是增強T細胞依賴性的B細胞輔助這一觀點。通過以下實驗這一觀點得到了進一步的支持,,從小鼠所發(fā)生的顯著性淋巴樣增生,,以及在體內(nèi)觀察轉(zhuǎn)基因小鼠其胞質(zhì)存在過度表達的可溶性ICOS配體,并認為這種配體在應答時可能發(fā)生交聯(lián),。而且,,在體內(nèi)阻斷ICOS和配體的相互作用,則會抑制Th2 CD4+T細胞應答,。最后,,在寄生蟲或病毒感染時阻斷ICOS,受到明顯影響的是CD4+而非CD8+T細胞應答,。這些結(jié)果表明,,ICOS在產(chǎn)生T細胞依賴性的B細胞輔助過程中發(fā)揮了顯著而重要的作用。
近年來,,已產(chǎn)生ICOS缺陷型小鼠并且其結(jié)果支持上述對ICOS 功能的推測。ICOS-/-小鼠很健康,,看上去具有正常的T淋巴細胞發(fā)育和淋巴腔隙,。ICOS-/-小鼠的外周T細胞在數(shù)量和表型上是正常的,這與CD28 -/-小鼠模型一致,。盡管看來體外T細胞增殖應答是不依賴CD28的,,而且在抗-CD3最高濃度下可觀察到ICOS -/-T細胞的增殖減少,這些提示在初始T細胞活化中CD28是早期的協(xié)同刺激分子,。ICOS -/-T細胞在分泌Th2細胞因子,、IL-1和IL-13上存在明顯缺陷,導致Ig同型間特別是IgG1和IgE轉(zhuǎn)換缺陷,,而且在T細胞依賴性抗原的免疫作用下致使生發(fā)中心發(fā)生缺陷,。此外,ICOS -/-小鼠不能調(diào)節(jié)Th1介導的炎癥反應,,即髓磷脂少突膠質(zhì)糖蛋白(MOG)誘導的實驗性過敏性腦脊髓炎(EAE)和哮喘模型,。在體內(nèi)注射抗-CD40Ab有助于維持B細胞輔助,至少這可部分提示,,ICOS的功能是誘導另一些家族成員的表達進而為T細胞提供協(xié)同刺激,。有趣的是,使用完全弗氏佐劑時可以克服Ig同型間的轉(zhuǎn)換缺陷,,提示在給予充分的炎癥刺激及上調(diào)B7-1/2的條件下,,CD28介導的協(xié)同刺激可提供充分的T細胞輔助,這與早期觀察而證實CD28可提供B輔助的作用是一樣的,?;贗COS 刺激產(chǎn)生細胞因子的能力,以及誘導細胞活化后表達ICOS和相應配體的獨特表達方式,,和CD28相比,,看來ICOS完成的是協(xié)同刺激功能而且主要誘導的是特異性效應功能,。
細胞毒性T淋巴細胞抗原-4
同活化信號一樣,現(xiàn)已逐漸認識到淋巴細胞應答也受到抑制物調(diào)節(jié)的重要性,。CTLA-4(CD152)傳遞的是抑制性信號。盡管CTLA-4表現(xiàn)出與CD28家族成員的共同特征,,但在幾個重要方面有其獨特之處,。首先,CTLA-4與B7-1/2結(jié)合較CD28具有較高的親和力(Kd 0.2-0.4μΜ對4.0μΜ),,相差40~100倍,。其次,與CD28不同,,CTLA-4有其獨特的表達方式,,在可檢測水平之上CTLA-4并不是初始T細胞表面的固有成分,但有報道說在初始T細胞表面可檢測到生理水平的CTLA-4,。TCR-CD28結(jié)合后CTLA-4可很快上調(diào),,在沒有檢測到蛋白時即可觀察到CTLA-4交聯(lián)后的生物學效應。這樣看來多數(shù)CTLA-4存在于細胞內(nèi)部,,到達T細胞與APCs作用部位后迅速通過胞吞作用形成網(wǎng)格蛋白小窩,。對細胞內(nèi)CTLA-4基礎(chǔ)水平的檢測發(fā)現(xiàn),CTLA-4可保留在靜止的,、早期活化的T細胞,、免疫調(diào)節(jié)性T細胞的子集和Th細胞克隆中。
體外和體內(nèi)實驗均證實CTLA-4結(jié)合后可抑制T細胞應答,。CTLA-4和B7間的相互作用可通過調(diào)節(jié)細胞周期使T細胞活化和演化減少,,并且抑制IL-2合成。相反,,在體內(nèi)阻斷CTLA-4后可增強抗特異性抗原和寄生蟲的應答,,腫瘤排斥反應和自身免疫病也會增強,,并且加劇移植排斥的發(fā)生,。此外,由于CD28可介導多克隆T細胞活化,,CTLA-4缺陷動物可發(fā)生致死性淋巴增殖性疾病,往往在出生1個月內(nèi)死亡,。近年來發(fā)現(xiàn),,經(jīng)混合射線照射后將CTLA-4-/-和野生型骨髓進行重建,這種嵌合動物可對CTLA-4 -/-T細胞進行非自主性調(diào)節(jié)。 上述現(xiàn)象和對CTLA-4+免疫調(diào)節(jié)性T細胞子集的觀察,,提示缺乏調(diào)節(jié)性T細胞是導致淋巴增生的原因。正如CTLA-4缺乏時某一T細胞子集可表現(xiàn)出免疫抑制功能,,以上觀點還存在爭議,,與表明外周CTLA-4-/-T細胞具有本質(zhì)缺陷的大量資料不一致。無論如何,,CTLA-4是CD28家族中一種重要的抑制分子這一點是明確的,,其功能是在T細胞不同階段抑制TCR和CD28介導的信號轉(zhuǎn)導。許多機制可解釋CTLA-4的功能,,包括與CD28競爭配體而誘導免疫抑制性細胞因子的分泌,,以及在T細胞活化中使信號蛋白分離,還可通過胞質(zhì)尾部YXXM基序募集磷酸酶使磷酸化水平下降,。
程序性死亡-1
程序性死亡- 1(PD-1)的克隆,,首先是在T細胞雜交瘤2B4.11和正處于調(diào)亡的一種淋巴/骨髓細胞系中進行的。CD28家族成員中,,只有PD-1廣泛表達于造血來源的組織,。PD-1以固有成分表達于CD4-CD8-胸腺細胞的子集、未成熟的B細胞和一些外周T細胞,,也可表達于活化后的T細胞、B細胞,、單核細胞和骨髓細胞。PD-1與CD28家族有許多共同的結(jié)構(gòu)特征,,但PD-1沒有MYPPPY基序,,而且其胞漿尾部攜帶的是免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)而不是YXXM基序。近來認為ITIM具有抑制淋巴細胞應答的特征,,包括殺傷性細胞抑制受體(KIRs)、Ly49A,、FcγRII和CD22,。最初結(jié)果顯示,,酪氨酸磷酸酶SHP-2與B細胞系PD-1的ITIM基序結(jié)合,,但其作用機制還不明確。PD-1跨膜區(qū)沒有保留并列的半胱氨酸,,該成分對CD28,、CTLA-4及ICOS中的鏈內(nèi)二硫鍵是必不可少的,這表明PD-1以單體形式表達。最后,,PD-1的基因并不定位于編碼CD28/CTLA-4/ICOS的基因座,。
同CTLA-4一樣,PD-1似乎介導的是抑制性信號,。然而在胸腺細胞發(fā)育過程,、T細胞和B細胞應答中,PD-1所發(fā)揮的確切作用才剛開始闡述,。早期報道發(fā)現(xiàn),,由抗體介導的PD-1交聯(lián)不能增強或抑制抗-CD3或PMA/鈣離子釋放素所誘導的T細胞應答。相反,,Dong等曾報道,,抗-CD3的結(jié)合或混合淋巴細胞反應(MLRs)使 PD-1發(fā)生交聯(lián),進而可導致IL-10分泌時對IL-2的依賴性增加,。最近報道,,PD-1與可溶性配體發(fā)生交聯(lián)后,可抑制人和鼠類以T細胞為主的淋巴增殖,,盡管這種由抗-CD3或抗-CD3聯(lián)合CD28介導的增殖范圍較小,。在這些條件下,PD-1交聯(lián)可抑制IFN-γ,、IL-10和IL-2的分泌,。與CTLA-4不同,據(jù)說PD-1可影響陽性和陰性胸腺選擇,,但對其確切作用需進一步闡明,。同樣,,在B細胞內(nèi)PD-1看來與傳遞抑制性信號有關(guān),。
PD-1與配體間的作用可轉(zhuǎn)導抑制性信號,而這種信號對淋巴細胞自身穩(wěn)定有重要作用,,這同PD-1-/-小鼠所表現(xiàn)的相一致,。由于淋巴細胞活化不當使PD-1-/-小鼠發(fā)病,但該小鼠明顯表現(xiàn)出與CTLA-4-/-小鼠不同的表型(見表1),。對PD-1-/-小鼠進行觀察后發(fā)現(xiàn),,在C57BL/6基因背景上該表型的顯著特征是增強IgG3的血清水平,導致腎小球腎炎和狼瘡樣疾病,。然而,,僅在不到半數(shù)動物身上觀察到幾種自身免疫性癥狀,甚至在14月齡時也可觀察到,,這與CTL A-4-/-小鼠明顯不同,,CTLA-4-/-小鼠在出生后3~4周均死亡,。早期活化的2C TCR tg+ PD-1 缺乏性T細胞, 在抗原濃度達到最高時可加強增殖性應答,盡管這與缺乏CTLA-4 的T細胞相比其顯著性較弱,,這意味著TCR結(jié)合程度較高時,,PD-1可減弱T細胞應答。有趣的是,,BAL B/c PD-1-/-小鼠的表型比較獨特,,這些小鼠可發(fā)生擴張型心肌病,其中70%在7個月時死亡,。這種疾病是由IgG1特異性抗體與位于心臟的特異性抗原結(jié)合后產(chǎn)生的,。
PD-1-/-小鼠免疫應答啟動的長時間延遲,提示PD-1并不是T細胞的主要抑制信號,。此外明顯的是,,PD-1的存在并不能避免CTLA-4-/-小鼠發(fā)展為嚴重的淋巴性增殖。反之亦然,,但從PD-1-/-小鼠發(fā)生的疾病來看,,似乎是由B細胞中的顯著性缺陷引起的。一旦免疫應答啟動后,,CTLA-4與PD-1均可對T細胞應答進行調(diào)節(jié),,盡管與CTLA-4相比PD-1發(fā)揮相對次要的作用。檢測這兩種抑制性信號在T細胞內(nèi)是否進行信號整合以及如何整合,,這將是非常有趣的,。最后,體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)PD-1似乎可影響B(tài)細胞的自穩(wěn),,而PD-1對非T細胞進行應答調(diào)節(jié)中的作用還需要進一步闡明,。
B7家族成員
B7家族成員的數(shù)量在不斷地增加,首先得到確認的B7家族成員是B7-1和B7-2,。后來又發(fā)現(xiàn)由MHC基因編碼的家族成員,稱為嗜乳脂蛋白(BT),、髓磷脂少突膠質(zhì)糖蛋白(MOG)和雞B-G抗原,。而且還有亞族存在,例如BT的三種亞族,,每一亞族均為多基因,。盡管B7家族的一些成員與免疫現(xiàn)象有關(guān),例如B-G介導APCs的活化,,BT與調(diào)節(jié)過氧化物有關(guān),,但這些因子的確切功能和數(shù)量還不清楚。近年來,,已鑒定存在有與B7-1/2高度同源性的因子,,即B7同源物(B7h)和PD-L1,。盡管還保留有IgV和C功能區(qū),但這些分子之間僅有大約20~25%的共同序列,。經(jīng)??梢詸z測到B7類的另一種短mRNA成分,而這些蛋白的分泌型的潛在作用已開始研究,。重要的是,,炎癥或感染狀態(tài)下可誘導B7-1/2家族成員的表達。
B7-1與B7-2
B7-1和B7-2是CD28與CTLA-4的共同配體,。他們的表達幾乎全部局限于淋巴組織,,主要表達在專職APCs上,包括樹突狀細胞(DCs),、單核細胞和活化的B細胞,。B7-1和B7-2的表達都可在細胞活化后誘導產(chǎn)生,但兩者的動力學和對不同刺激物的應答有顯著不同,。B7-2經(jīng)調(diào)節(jié)后可快速表達,,而B7-1的表達較慢但可持續(xù)較長時間(最長表達時間分別為48h和4~5天)。而且在結(jié)合受體方面B7-1和B7-2也有不同的性能,,較B7-1而言,,B7-2 和CD28/CTLA-4結(jié)合的親和力低,且解離速度快,。盡管在配體結(jié)合和表達動力學上有差異,,但在支持T細胞活化方面兩種分子的能力相當。
B7同源物
過去幾年中,,幾個實驗室已鑒定出B7家族的新成員,,即B7h [B7相關(guān)蛋白-1(B7RP-1);GL50,;ICOS結(jié)合配體(LICOS),;ICOS配體(ICOSL);B7-同源物2(B7-H2)],。由于具有共同的結(jié)構(gòu)特征,,B7h被認為是B7家族的成員之一。然而,,B7h沒有B7-1/2的SQDXXXELY功能區(qū),,也不能和CD28或CTLA-4結(jié)合,僅被認為是ICOS的配體,。
B7h可通過幾種途徑進行克隆,,包括TNF-α活化的成纖維細胞、IELs,、腦組織,、B細胞系,、淋巴結(jié)、胸腺組織和DCs,。與B7-1/2相比,,B7h具有其獨特的表達方式,在淋巴組織中也以不同方式誘生,,而且在體外和體內(nèi)實驗時也可表達在非淋巴組織,。B7h可在鼠類靜止B細胞、脾臟及腹膜的巨噬細胞和一些 DCs表面上大量表達,,但人類靜止B細胞則不會大量表達,。B7h可在正常小鼠淋巴結(jié)內(nèi)B細胞區(qū)、脾臟初級和次級濾泡,、淋巴濾泡集結(jié)以及胸腺髓質(zhì)大量表達,。在活化的B細胞、單核細胞,、以及IFN-γ作用下的一部分DCs表面,,B7h表達將上調(diào)。相反,,IFN-γ似乎可抑制由TNF-α所介導的胚胎成纖維細胞上表達B7h,。B7h還可表達在肺臟和心臟,在脂多糖(LPS)作用下可使非淋巴組織,,例如成纖維細胞內(nèi)B7h快速上調(diào)(6h以內(nèi)),。在非淋巴組織中,B7h生理意義還不清楚,。對LPS作用下B細胞B7h的誘生還存在有爭議,。而且與B7-1/2不同的是,Ig或CD40交聯(lián)不能使人B細胞上的B7h表達上調(diào),。充分理解B7h表達方式的特性以及與誘生相關(guān)的介質(zhì),,對評價ICOS/B7h介導的協(xié)同刺激是必不可少的。
程序性死亡1配體/B7-同源物1
盡管在十幾年前就克隆出PD-1,,但人類和小鼠PD-1的配體近年來才被確認[分別是B7的同源物1(B7H1)和程序性死亡1配體(PD-L1)],。在Ig-V及Ig-C樣胞外功能區(qū)PD-1與B7-1/2具有20%的同源性,但不包含B7-1所攜帶的SQDXXXELY功能區(qū),,而且兩者在表達方式上有明顯不同。作為細胞的固有成分,,PD-L1廣泛存在于非淋巴細胞,,例如胎盤、心臟,、肺臟,、腎臟和骨骼肌,。同樣PD-L1也是一些造血組織的固有成分,包括CD14巨噬細胞的一個子集和T 細胞,。單核細胞通過IFN-γ而非TNF-α使PD-L1上調(diào),,DCs通過LPS和IFN-γ使其上調(diào),B細胞,、活化T細胞子集通過抗-IgM交聯(lián)使PD-L1上調(diào),,PD-L1的上調(diào)具有與B7-2在APCs上誘生相似的動力學。而且,,PD-1也可在非淋巴組織表達,,例如角膜。從PD-L1的表達方式看來,,在非淋巴組織中其功能可能是抑制淋巴細胞應答,,這和在BAL B/c PD-1-/-小鼠觀察到的表型是一致的。
CD28-B7家族成員相互作用
近年來,,B7-1和CTLA-4晶體結(jié)構(gòu)已被明確,。基于該結(jié)果,,CTLA-4可能以相當獨特的方式結(jié)合配體,,一分子CTLA-4通過一個同源二聚體與一分子B7的不同B7同源二聚體結(jié)合,這種方式可能使一個CTLA-4可以同時與兩個B7的同源二聚體結(jié)合,,并形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),。CTLA-4與B7相互作用的模式提示,如果在高水平下迅速發(fā)生兩者的結(jié)合,,就可改變T細胞膜重構(gòu)的能力從而干擾信號傳導,。與之相反,一個CD28分子和一個B7結(jié)合,,就好象用鉗子進行捕捉?,F(xiàn)已對ICOS-B7h相互作用的結(jié)構(gòu)進行了檢測,但其作用的親和力似乎與CD28-B7-2之間的結(jié)合相似(Kd4uM),。PD-1以單體形式存在,,與CD28家族相比,PD-1和配體結(jié)合時親和力較低,,而PD-1配體則以同源二聚體的形式存在于細胞表面,。
再次評價T細胞活化的雙信號模式
T細胞活化的雙信號模式其核心內(nèi)容不變,但通過協(xié)同刺激調(diào)節(jié)T細胞的活化可能比以前所想象的更為復雜,。盡管有一些功能上的重復,,但似乎CD28/B7家族的每一個成員都具有不同的功能。而且非常明確的是,,CD28,、ICOS,、CTLA-4和 PD-1產(chǎn)生的信號,其作用受刺激物自身和淋巴細胞的抗原背景的影響,,而產(chǎn)生最適免疫應答,。闡明協(xié)同刺激分子在協(xié)調(diào)免疫應答中是如何作用的,這將是一個重大的挑戰(zhàn),?;谏鲜鼋Y(jié)果,CD28介導的協(xié)同刺激與TCR和APCs表面MHC抗原肽復合物的結(jié)合,,將啟動T細胞活化,,從而間接誘導ICOS、B7家族表達,。ICOS介導的協(xié)同刺激可進一步擴大T細胞數(shù)量,、分化和效應功能。而且T細胞刺激后可導致CTLA-4上調(diào)/轉(zhuǎn)錄到細胞表面,,可能在早期通過與CD28競爭結(jié)合配體而抑制T細胞活化,。活化后數(shù)天,,CTLA-4和PD-1水平仍持續(xù)增加,。由這些分子介導的抑制信號可進一步發(fā)揮抑制、終止和/減弱適應性免疫應答的功能,。在淋巴和非淋巴組織上,,CD28家族受體在空間和瞬間性表達上的調(diào)節(jié)有所不同。最后,,對于早期活化 的T細胞而言,,表達在細胞上CTLA-4、ICOS,、PD-1的基礎(chǔ)水平不同,,可能發(fā)揮不同的效應,而且對早期活化的T細胞與初始T細胞來說,,這些分子使其發(fā)生細胞增殖,、效應分化、細胞因子釋放的活化條件也不同,。
耐受
T細胞活化所需的第二種協(xié)同信號對外周T細胞耐受有重要作用,,已在多種系統(tǒng)中得到證實。耐受中協(xié)同刺激作用的幾種機制,,包括免疫無能,、免疫忽略、由Th細胞和CTLA-4介導抑制作用的免疫偏離。由于CD28是大多數(shù)CD4+和CD8+T細胞表面的固有成分,,看來CD28介導的協(xié)同刺激對初始T細胞來說是主要的協(xié)同刺激信號,對限制配體的利用是非常重要的,。因而當B7-1和B7-2不足時,,T細胞不會對組織特異性抗原發(fā)生活化。協(xié)同刺激分子的配體可作為固有成分表達在非淋巴細胞上,,這使對外周耐受的理解變得更為復雜,。活化T細胞ICOS的表達增加了協(xié)同刺激是由非淋巴組織所產(chǎn)生的這一可能性,,例如在炎癥部位,。或者在PD-L1與非淋巴組織相互作用基礎(chǔ)上,,PD-1+T細胞獲得抑制性信號,。最后,通過非淋巴組織產(chǎn)生的協(xié)同刺激使T細胞遷移至該部位,。在細胞黏附和遷移的調(diào)節(jié)下,,限制T細胞接近這些組織,例如通過細胞因子受體,,通過固有性協(xié)同刺激配體的表達可能阻止異常T細胞活化,。耐受的可能機制之一是由ICOS介導協(xié)同刺激阻滯細胞因子分泌或免疫偏離。很明顯,,尚待探索眾多有意義的可能性,。
結(jié)論
盡管協(xié)同刺激領(lǐng)域中的研究已取得了重大進展,但理解多種多樣的協(xié)同刺激分子是如何調(diào)節(jié)T細胞活化功能,,才剛開始研究,。獨特的表達方式和近期發(fā)現(xiàn)的CD28/B7家族成員的功能需要進一步研究,從而來解釋許多尚未解決的問題:(1)位于非淋巴組織的協(xié)同刺激分子的作用是什么,?(2)協(xié)同刺激在炎癥和感染部位發(fā)揮什么樣的作用,?(3)不同協(xié)同刺激分子產(chǎn)生的信號在性質(zhì)及數(shù)量上有無差異,以及如何在T細胞內(nèi)進行信號整合,?(4)來自其他協(xié)同刺激家族成員的信號,,如TNF受體(TNFR)家族,是如何與CD28家族的信號進行整合的,?以上問題的解決是非常重要的,,可進一步解釋協(xié)同刺激在調(diào)節(jié)淋巴自穩(wěn)和適應性免疫應答中所發(fā)揮的作用。而且,,對理解自身免疫及變態(tài)反應性疾病所發(fā)生的T細胞活化失調(diào),,以及調(diào)節(jié)移植和腫瘤免疫方面具有重要的啟示。