Tregs的动态世界：增殖、生存与功能调控

niwanmao

调节性T细胞（Tregs）在维持自身耐受性和免疫平衡方面起着至关重要的作用。多年来，人们普遍认为它们是一种相对静止、无能和不反应的细胞群体。然而，T细胞受体（TCR）转基因模型的引入为我们提供了一个窥视体内抗原特异性Tregs行为的窗口，从根本上改变了我们的看法。在本文中，我们将深入探讨一些关键发现。

Tregs 在体内高度增殖

早期的体外研究将调节性T细胞（Tregs）描绘为一群在T细胞受体（TCR）刺激后无法增殖的无能群体。然而，通过过继转基因Tregs进行追踪后的研究显示，它们在体内能够对其特异性抗原产生强有力的增殖反应。

以卵清蛋白（OVA）为例，特异性转基因Tregs在接受佐剂注射的OVA蛋白后出现了广泛的克隆扩张。这种扩增并没有伴随炎性细胞因子的产生，进一步确认了其真正Tregs的作用。

对多克隆Tregs进行的实验也发现存在显著的增殖，大多数在5周内分裂超过6次。相比常规T细胞，Tregs持续检出更高水平的BrdU，并且更多染色呈Ki67阳性。

下图是通过Ki67染色分析小鼠和人体内调节性T细胞（Tregs）的增殖情况。样本来自BALB/c小鼠淋巴结和人类全血。小鼠Tregs的定义是CD4+ Foxp3+，而人类Tregs的定义是CD4+ CD127low Foxp3+。


因此，Tregs实际上是一个高度动态的群体，能够迅速对稳态和抗原信号做出反应。那么，是什么引发了它们的增殖呢？

组织的自身抗原驱动 Treg 细胞扩增

早期在小羊进行的甲状腺切除实验表明，调节性细胞需要持续接触组织自身抗原以保持其功能。通过转移TCR转基因的调节性T细胞实验证明，它们对组织自身抗原具有特异性的增殖能力。

研究发现，调节性T细胞在引流自身抗原表达区域的淋巴结中积累，暗示了局部对体内平衡的调控。因此，与再循环的未经刺激的T细胞形成对比，它们的T细胞受体（TCR）库在不同的位置之间存在差异。

最新的研究还显示，调节性T细胞可以长时间存在于非淋巴组织中。了解这些组织驻留的调节性T细胞是否具有独特的受体库和稳态需求将是下一步研究的重要方向。

IL-2 和 CD28 促进外周稳态

促进调节性T细胞（Treg）增殖的两个关键途径是CD28的共刺激和IL-2的信号传导。

CD28促进Treg存活，当CD28被敲除时，细胞凋亡增加。缺乏CD28或其配体CD80/CD86的小鼠会出现Treg数量显著减少，Ki67表达率降低。抗CD80/CD86抗体能够抑制正常的Treg增殖。

IL-2对Treg的存活和适应性也至关重要。Treg表达高水平的CD25，使其对IL-2超敏感。IL-2的中和会减少它们的增殖，而外源性IL-2则会增强它们的增殖。

值得注意的是，IL-2与常规T细胞数量相关，而常规T细胞是一个重要的来源。当Treg减少时，它们的增殖会随着IL-2水平的增加而增强。因此，常规T细胞的激活可以通过产生IL-2来促进Treg的功能。

Treg的增殖必须通过凋亡进行抵消，而Mcl-1则是一个关键的存活蛋白。限制Mcl-1的表达会增加Treg的凋亡并减少其数量。

TCR 转基因揭示了 Treg 抑制机制

尽管许多抑制分子被认为与调节性T细胞相关，但在体内确定它们相对于调节的重要性一直是个难题。使用TCR转基因的Tregs有助于比较具有相同TCR特异性和亲和力的群体之间的功能。

通过这种方法，我们发现CTLA-4的表达对于Treg在体内的抑制至关重要。缺乏这个“检查点”蛋白的Tregs无法有效地控制相应T细胞的反应。在机制上，CTLA-4通过反式内吞作用促使抗原提呈细胞清除CD80/CD86，降低它们的刺激能力。

相反，Tregs中的TGF-beta信号对于抑制是可有可无的，尽管响应的T细胞确实需要对TGF-beta，这说明了解析抑制途径的复杂性。

对 Treg 诱导和耐药性的认识

除了提高对天然Tregs的理解外，TCR转基因技术还为外周诱导的Tregs（pTregs）提供了深入的认识。在小鼠中，Neuropilin-1（Nrp-1）的低表达有助于区分pTreg和胸腺来源的tTregs。

关于tTregs和pTregs是否具有不同的抑制能力存在争议，一些研究表明pTregs可能具有更强的功能。考虑到pTregs的治疗潜力，这是未来研究的一个重要领域。

最后，TCR转基因技术对于证明病理性T细胞反应能够抵抗Treg抑制起到了关键作用。这一现象在自身免疫中已经被认可，该作用还可能受到细胞因子如IL-21的调节。

结语

TCR转基因Tregs 在过去15年中取得了许多概念上的进展，该方法提供了一个还原论模型来探索体内寡克隆群体的行为，从而加强对 Treg 生物学的理解，最后或将指导如何利用这些细胞进行治疗的策略。

参考文献：Attridge K, Walker LS. Homeostasis and function of regulatory T cells (Tregs) in vivo: lessons from TCR-transgenic Tregs. Immunol Rev. 2014;259(1):23-39. doi:10.1111/imr.12165  IF: 8.7分，分区 Q1