引言
調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)是一類具有免疫抑制特性的CD4? T細胞亞群,對于維持免疫穩(wěn)態(tài)和自我耐受至關(guān)重要。它們以免疫抑制能力和依賴關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Foxp3為特征,通過細胞因子分泌、代謝調(diào)控和細胞接觸抑制等多種機制來限制過度的免疫激活,從而預(yù)防自身免疫,同時維持組織修復(fù)過程。然而,其頻率或功能的失調(diào)——無論是缺陷還是過度活躍——都與多種病理狀況相關(guān),包括自身免疫性疾病、癌癥進展、移植排斥,以及與神經(jīng)和心血管疾病的新興關(guān)聯(lián)。因此,針對Treg細胞的策略代表了在不同條件下恢復(fù)免疫平衡的一種有前景的方法。
一、Treg細胞的發(fā)現(xiàn)、分類與標志物
1. 發(fā)現(xiàn)歷史
對具有免疫抑制特性的T細胞亞群的認識始于20世紀70年代。1995年,Sakaguchi等人報道CD25(IL-2受體α鏈)是小鼠抑制性CD4? T細胞的表型標志物,并提出了Treg細胞的概念。隨后,在人類CD4?CD25?高表達T細胞群體中也發(fā)現(xiàn)了此類抑制性T細胞。2003年,F(xiàn)oxp3被確定為小鼠和人類Treg細胞譜系定義的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,從而確立了CD4?CD25?Foxp3?細胞作為Treg細胞的定義性特征。同年,研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)可在體外誘導(dǎo)初始CD4?細胞分化為Treg細胞。自2010年以來,研究人員深入探索了Treg的特性及Foxp3在疾病治療中的作用,廣泛的臨床前研究證實了Treg在預(yù)防移植物抗宿主病、自身免疫病、移植排斥、腫瘤乃至神經(jīng)退行性疾病中的關(guān)鍵作用。
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2. 分類與異質(zhì)性
Treg細胞具有顯著的異質(zhì)性,可根據(jù)其起源、激活狀態(tài)、組織特異性定位等進行分類。
按起源分類:大多數(shù)Foxp3? Treg在胸腺中產(chǎn)生,稱為胸腺來源的Treg(tTreg);在外周,一部分Treg可由Foxp3?的常規(guī)T細胞(Tconv)轉(zhuǎn)化而來,稱為外周誘導(dǎo)的Treg(pTreg);此外,Tconv細胞在體外經(jīng)TGF-β刺激可分化為Foxp3? T細胞,稱為體外誘導(dǎo)的Treg(iTreg)。tTreg表現(xiàn)出穩(wěn)定的調(diào)節(jié)表型,其Treg特異性去甲基化區(qū)域(TSDR)完全去甲基化,確保了長期的免疫抑制功能。相比之下,pTreg的TSDR部分去甲基化,穩(wěn)定性可能較差;而iTreg則保留完全甲基化的TSDR,表明其調(diào)節(jié)性質(zhì)是短暫且不穩(wěn)定的。
按激活狀態(tài)分類:人類初始或靜息Treg(rTreg)通常表達CD45RA和相對低水平的Foxp3(CD45RA?Foxp3?)。激活后,它們轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài),特征為表達CD45RO以及高水平的Foxp3、可誘導(dǎo)共刺激分子(ICOS)和細胞毒性T淋巴細胞抗原-4(CTLA-4),并獲得增強的抑制功能。
組織特異性Treg:近年研究揭示了適應(yīng)特定解剖生態(tài)位的組織特異性Treg亞群。例如,脂肪組織駐留Treg表達過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)和ST2(IL-33受體);腸道駐留Treg常共表達RORγt;腫瘤浸潤Treg(TI-Treg)高表達ICOS、PD-1和CCR8;皮膚駐留Treg表達歸巢標志物CLA和CCR4;中樞神經(jīng)系統(tǒng)駐留Treg則產(chǎn)生雙調(diào)蛋白并表達CD103。單細胞RNA測序技術(shù)進一步提供了對Treg亞群分類的高分辨率新見解,揭示了其功能狀態(tài)的多樣性和轉(zhuǎn)錄靈活性。
3. 關(guān)鍵標志物
Treg表達的分子被歸類為胞內(nèi)標志物(Foxp3, Helios)和胞外標志物(CD304, CD25, CD39, CD73, CD62L, CD103, CD134, FR4, CD127-, CD152, CD279, GITR, CD223, TIGIT)。Foxp3和Helios是Tregs的關(guān)鍵胞內(nèi)標志物。Foxp3是驅(qū)動初始CD4? T細胞分化為Tregs的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,對其抑制功能至關(guān)重要。Helios是Ikaros鋅指蛋白家族成員,主要在tTregs中表達。
CD25是IL-2受體的α鏈,在免疫細胞激活和增殖中起關(guān)鍵作用。它廣泛用于鑒定Treg細胞,并在免疫抑制和激活中具有治療意義。CD39和CD73是Tregs上豐富表達的兩個外切核苷酸酶,作為該T細胞亞群的關(guān)鍵標志物。這些外切核苷酸酶對Treg細胞中的腺苷產(chǎn)生至關(guān)重要。CD62L是一種選擇素分子,促進免疫細胞歸巢至淋巴組織。葉酸受體4(FR4)在TGF-β誘導(dǎo)的Tregs和tTregs中高水平表達,在維持Treg增殖中起關(guān)鍵作用。CD152(CTLA-4)、CD279(PD-1)和GITR是Tregs上高表達的免疫檢查點分子,通過與效應(yīng)T細胞上的相應(yīng)配體結(jié)合介導(dǎo)免疫抑制。
二、Treg細胞的穩(wěn)定性、可塑性與新調(diào)控機制
雙功能化合物由兩個獨立的靶向配體組成,誘導(dǎo)感興趣的細胞體之間產(chǎn)生鄰近性。
1. 穩(wěn)定性調(diào)控
Treg細胞穩(wěn)定性指其在炎癥壓力下維持Foxp3表達、防止向促炎效應(yīng)細胞轉(zhuǎn)化的能力。這一復(fù)雜現(xiàn)象受代謝程序、表觀遺傳修飾和轉(zhuǎn)錄調(diào)控共同支配。
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表觀遺傳調(diào)控:DNA甲基化和組蛋白乙酰化等表觀遺傳修飾在穩(wěn)定Treg表型中起關(guān)鍵作用。例如,穩(wěn)定的Treg細胞傾向于Foxp3基因座去甲基化,而不穩(wěn)定的Treg可能發(fā)生甲基化改變,損害Foxp3表達。Foxp3基因座內(nèi)的保守非編碼序列(CNS0-CNS3)通過招募不同轉(zhuǎn)錄因子來精細調(diào)控Foxp3表達。
轉(zhuǎn)錄調(diào)控:NFAT、STAT5和Runx等關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同調(diào)控Foxp3及Treg特異性基因(如IL-10、TGF-β)的表達。例如,STAT5通過IL-2Rβ/JAK3-STAT5信號軸結(jié)合CNS0,促進胸腺前體細胞向Treg分化。
代謝調(diào)控:糖酵解通量、脂肪酸β-氧化和氨基酸分解代謝等代謝途徑對維持Treg穩(wěn)定性至關(guān)重要。例如,肝臟激酶B1(LKB1)通過抑制STAT4驅(qū)動的CNS2甲基化和激活甲羥戊酸途徑來維持Foxp3穩(wěn)定性。
2. 可塑性
Treg細胞具有功能適應(yīng)性,能夠進行轉(zhuǎn)錄重編程,模擬輔助性T淋巴細胞分化途徑,從而在穩(wěn)定維持Foxp3的同時,產(chǎn)生Th樣Treg簇,以響應(yīng)特定的炎癥信號和環(huán)境條件發(fā)揮靶向免疫抑制功能。已鑒定的Th樣Treg亞群包括:由IL-12、IFN-γ和IL-27誘導(dǎo)的Th1樣Treg(表達T-bet、CXCR3和Foxp3);由IL-2、IL-4、IL-13和IL-33誘導(dǎo)的Th2樣Treg(表達GATA3、IRF4、IL4和Foxp3);由IL-1β、IL-6、IL-17、IL-21和IL-23誘導(dǎo)的Th17樣Treg(表達RORγt、IL-17和Foxp3);以及由IL-6和IL-21誘導(dǎo)的濾泡樣Treg(表達BCL6和Foxp3)。
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3. 新分子機制
近期研究揭示了調(diào)控Treg功能的新分子機制。例如,Blimp1通過抑制Dnmt3a的上調(diào),防止Foxp3基因座CNS2的甲基化,從而在炎癥條件下維持Treg穩(wěn)定性和功能。組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2通過促進GATA3和ST2表達并維持其相互作用,來維持腸道tTreg細胞。E3泛素連接酶ZFP91在TCR刺激后易位至細胞質(zhì),促進BECN1-PIK3C3復(fù)合物形成,增強TCR誘導(dǎo)的自噬,從而支持Treg代謝和功能。
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三、Treg細胞在穩(wěn)態(tài)與疾病中的作用
Treg細胞對于維持免疫平衡至關(guān)重要,其功能障礙或失調(diào)可導(dǎo)致一系列免疫相關(guān)疾病。
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1. 自身免疫性疾病
在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、1型糖尿病、多發(fā)性硬化和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫病中,Treg通常功能受損或數(shù)量減少,導(dǎo)致免疫耐受崩潰和疾病發(fā)生。例如,在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者中,Treg頻率降低、抑制功能受損,且CTLA-4表達減少。在1型糖尿病患者中,Treg功能受損使得自身反應(yīng)性免疫細胞得以攻擊并破壞β細胞。
2. 癌癥
Treg在腫瘤微環(huán)境中積累,可占所有T細胞的50%以上,通過抑制CD8? T細胞活性、分泌免疫抑制性細胞因子(如IL-10、TGF-β)以及調(diào)節(jié)局部免疫狀態(tài)等方式,促進腫瘤進展和免疫逃逸。在大多數(shù)實體瘤中,腫瘤浸潤Treg通常提示預(yù)后不良,但在結(jié)直腸癌和子宮內(nèi)膜癌中則與較好預(yù)后相關(guān)。在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中,Treg的作用因疾病類型而異,例如在濾泡性淋巴瘤和彌漫性大B細胞淋巴瘤中較高的Treg水平預(yù)示較好結(jié)局,而在慢性淋巴細胞白血病中則預(yù)示較差預(yù)后。
3. 代謝與心血管疾病
研究證據(jù)表明Tregs深度參與2型糖尿病(T2D)發(fā)展。Tregs是葡萄糖代謝和胰島素敏感性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者。研究揭示,輸注Tregs可以增強ob/ob小鼠的胰島素反應(yīng)性和糖耐量。表明增強Treg功能可能代表T2D新型治療途徑。脂肪組織中免疫細胞浸潤驅(qū)動的慢性低度炎癥是肥胖相關(guān)代謝紊亂的關(guān)鍵驅(qū)動因素。這些條件下免疫系統(tǒng)和代謝途徑間的復(fù)雜相互作用引起廣泛關(guān)注,特別是Tregs的作用。在肥胖小鼠中阻斷IFN-α通路發(fā)現(xiàn)可恢復(fù)VAT-Treg細胞水平并增強胰島素敏感性,提示潛在治療靶點。
免疫系統(tǒng),特別是Tregs,在動脈粥樣硬化發(fā)展和進展中的作用一直是深入研究主題。最近研究顯示動脈粥樣硬化患者Tregs數(shù)量和功能減少,提示其參與疾病病理。IL-10、TGF-β和CTLA-4等關(guān)鍵分子介導(dǎo)Treg誘導(dǎo)的促炎細胞、氧化應(yīng)激和斑塊進展抑制。通過增強Treg功能或數(shù)量,新型療法可減輕血管炎癥、促進組織修復(fù)并降低動脈粥樣硬化嚴重度。
心肌梗死(MI),最常見急性心臟損傷形式,是全球主要死因。MI后Tregs遷移至梗死心臟,通過抗炎因子(如IL-10和Nidogen-1)促進巨噬細胞修復(fù)表型并抑制CD8? T細胞損傷,從而抑制炎癥和纖維化。臨床前研究表明外源Treg給藥減少心肌細胞死亡和纖維化,改善心臟功能。
4. 神經(jīng)退行性疾病
肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)是以運動神經(jīng)元退化和炎癥為特征的進行性神經(jīng)退行性疾病,導(dǎo)致呼吸癱瘓和死亡。Treg細胞在ALS病理中至關(guān)重要。Tregs可抑制Teff細胞和髓源細胞促炎反應(yīng),從而在ALS患者提供保護效應(yīng)。
阿爾茨海默病(AD)是進行性神經(jīng)退行性疾病和癡呆主要原因。效應(yīng)T細胞(Th1和Th17)和Treg細胞與AD相關(guān)。早期耗竭Tregs與加速認知受損相關(guān),而恢復(fù)Tregs顯示改善認知功能。Treg介導(dǎo)神經(jīng)保護被廣泛認可,但缺乏特異抗原靶向限制治療潛力。最近,研究人員工程化表達Aβ特異T細胞受體(TCR Aβ)的Tregs。這些TCR Aβ-Tregs幫助清除Aβ沉積,將效應(yīng)細胞轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)表型并減少神經(jīng)毒性,在AD模型中顯示出前景。
帕金森病(PD)是AD后第二常見神經(jīng)退行性疾病。Treg細胞對限制PD神經(jīng)退行性變至關(guān)重要。Tregs耗竭顯示加劇PD MPTP小鼠模型神經(jīng)炎癥。此外,Treg增強、誘導(dǎo)或轉(zhuǎn)移證明促進PD小鼠模型神經(jīng)元存活并減少神經(jīng)炎癥,突出其神經(jīng)保護直接作用。
5. 移植
實體器官移植對終末期器官衰竭至關(guān)重要,但免疫排斥阻礙移植物成功和長期存活。Tregs可通過減少排斥和不良影響改善結(jié)局。腎、肝和心臟移植中,術(shù)后增加Treg數(shù)量和功能與較低排斥率和較好移植物存活相關(guān),突出其維持移植物穩(wěn)定性作用。
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四、人類疾病中靶向Tregs的免疫治療策略
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Treg細胞療法
截至2025年3月,利用Treg細胞作為干預(yù)的臨床試驗注冊總計超過260項。這些試驗涵蓋所有研究狀態(tài)并跨越廣泛人類疾病。其中,84項臨床試驗涉及移植,74涉及腫瘤,60項靶向自身免疫疾病,31項涉及代謝疾病,19項涉及心血管疾病,12項涉及神經(jīng)退行性疾病。此外,大多數(shù)采用Treg細胞療法臨床試驗選擇體外擴增多克隆Tregs。相反,抗原特異Tregs優(yōu)先定位于抗原呈遞位點并表現(xiàn)比多克隆T細胞更強免疫抑制效應(yīng)。因此,使用基因工程技術(shù)表達重組TCR或合成受體操縱Tregs抗原特異性,是更有前景和可行的方法。
靶向Treg抑制分子
用單克隆抗體阻斷CD28/CTLA-4、PD-1、TIGIT和LAG-3或激活CD25、GITR、ICOS和OX40可減弱Treg細胞免疫抑制功能。這些方法不僅增強抗腫瘤免疫反應(yīng),還具有治療潛力管理自身免疫疾病、對抗慢性病毒感染、緩解炎癥條件和促進移植設(shè)置中抗移植物免疫反應(yīng)。在自身免疫疾病,Treg細胞常表現(xiàn)功能異常,免疫平衡破壞。用單克隆抗體阻斷上述相關(guān)靶點可減弱Tregs異常免疫抑制并適當調(diào)節(jié)效應(yīng)T細胞功能,有助于重新平衡機體免疫狀態(tài)、減少炎癥和損傷并緩解疾病病情。
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抑制Treg細胞浸潤
腫瘤和基質(zhì)細胞通過CCL22-CCR4、CCL1-CCR8和CCL28-CCR10等趨化因子-受體相互作用促進Tregs積累。這些相互作用驅(qū)動TME中Treg遷移。抗體療法是防止Treg浸潤的策略。CCR4是Treg歸巢腫瘤關(guān)鍵,受黑色素細胞BRAFV600E信號影響。莫格利珠單抗,抗CCR4抗體,減少CCR4? Tregs,增強皮膚T細胞淋巴瘤抗腫瘤反應(yīng)。
表觀遺傳藥物
組蛋白和DNA甲基化、乙酰化和泛素化等表觀遺傳修飾調(diào)節(jié)Foxp3表達和Tregs轉(zhuǎn)錄譜。研究人員正調(diào)查表觀遺傳修飾選擇性調(diào)節(jié)Treg功能,將其轉(zhuǎn)化為抑制性較低甚至促炎特性細胞而非耗竭Tregs。此方法旨在利用Tregs免疫調(diào)節(jié)特性同時減輕其對抗腫瘤免疫反應(yīng)負面影響。UHRF1,DNMT適配蛋白,為潛在治療靶點;其缺失增強結(jié)腸炎iTreg功能,而過表達可能損害Tfh細胞分化。EZH2,PRC2催化亞單位具H3K27me3活性,CD28共刺激后Tregs上調(diào),對免疫耐受必需。其抑制抑制Tregs,增強抗腫瘤免疫,而其激活促進自身免疫和移植設(shè)置耐受。破壞EZH2將Tl-Tregs轉(zhuǎn)向促炎狀態(tài),增加Teff活動和重塑TME。聯(lián)合CTLA-4阻斷,EZH2抑制劑增強抗腫瘤反應(yīng)。臨床試驗正探索EZH2抑制劑tazemetostat聯(lián)合ICB治療淋巴瘤和實體瘤(NCT05152459, NCT04762160)。
CAR-Tregs
不像TCR Tregs,CAR-Tregs功能不依賴MHC且對IL-2依賴減少,維持表型同時表現(xiàn)更強抑制療效和增強組織歸巢能力。CAR-Tregs對CAR-T細胞關(guān)鍵優(yōu)勢在于免疫調(diào)節(jié)效應(yīng),特別控制過度活躍免疫反應(yīng),從而通過減少免疫抑制和炎癥(如細胞因子釋放綜合征)提供更安全治療。
CRISPR-Cas9編輯
CRISPR-Cas9通過靶向癌基因、腫瘤抑制器和Tregs增強T細胞功能并實現(xiàn)精確治療干預(yù)。通過修飾IFNar1信號恢復(fù)肥胖Treg積累,通過增加Tregs數(shù)量減少白血病移植GVHD。癌癥中,CRISPR抑制Treg介導(dǎo)抑制,促進免疫,而自身免疫疾病中,增強Treg活動遏制炎癥。
IL-2
IL-2是調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)通過平衡Teffs、NK細胞和Tregs多效細胞因子。高劑量IL-2增強抗腫瘤免疫但誘導(dǎo)炎癥,而低劑量IL-2選擇擴增Tregs,促進免疫耐受。為平衡這些反應(yīng),開發(fā)低劑量IL-2和IL-2衍生物優(yōu)先擴增Tregs,促進免疫耐受同時最小化脫靶免疫激活,顯示出治療各種疾病的前景,包括自身免疫疾病(如SLE、T1D、原發(fā)性膽汁性膽管炎和潰瘍性結(jié)腸炎),以及某些皮膚病(如斑禿和銀屑病關(guān)節(jié)炎),改善臨床癥狀。
腸道微生物組對Treg功能影響
腸道微生物組影響Tregs功能,從而影響各種免疫相關(guān)疾病。通過飲食改變或糞菌移植修改腸道菌群,可間接增強Treg活動。這不僅促進抗腫瘤免疫,也可能改善自身免疫疾病、代謝紊亂、過敏反應(yīng)、心血管疾病等免疫平衡。研究顯示腸道菌群改變影響Th17/Treg平衡,影響炎癥性腸病和重癥肌無力。調(diào)節(jié)腸道微生物組通過影響Treg活動增強抗PD-L1療效。
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結(jié)語
Treg細胞對于維持免疫耐受和確保整體免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。Tregs具有獨特的特征和功能,通過一系列復(fù)雜機制調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),包括與其他免疫細胞的直接接觸、分泌抑制性細胞因子以及調(diào)節(jié)抗原呈遞。盡管Treg細胞療法潛力巨大,但也存在一定局限性。首先,Treg細胞數(shù)量和功能的改變可導(dǎo)致自身免疫疾病的發(fā)生。其次,簡單的自體Treg細胞輸注往往難以達到預(yù)期的治療效果。此外,雖然用抗原呈遞細胞刺激多克隆Treg細胞以獲得疾病相關(guān)抗原特異性Treg細胞是可行的,但昂貴、復(fù)雜且可能產(chǎn)生細胞數(shù)量不足。為了克服這些局限,需要進一步研究深入探索Treg細胞的生物學(xué)特征和功能機制,并優(yōu)化治療方法以提高治療效果和減少副作用。總之,盡管存在挑戰(zhàn),Treg細胞療法仍呈現(xiàn)出有前景的未來,具有顯著改善治療有效性和安全性的潛力。
參考資料:
Regulatory T cells in homeostasis and disease: molecular mechanisms and therapeutic potential. Signal Transduct Target Ther. 2025 Oct 14;10(1):345
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