Посещений:
АУТОИММУННЫЕ РЕАКЦИИ



Нарушения при болезнях печени

Regulatory T cells: Mechanisms of suppression and impairment in autoimmune liver disease
Rodrigo Liberal, Charlotte R. Grant, Maria Serena Longhi, Giorgina Mieli-Vergani, Diego Vergani
IUBMB Life Volume 67, Issue 2 February 2015 Pages 88–97

There are three classic liver diseases with probable autoimmune etiology: primary biliary cirrhosis, primary sclerosing cholangitis, and autoimmune hepatitis. The occurrence of these autoimmune conditions is determined by the breakdown of immune-regulatory mechanisms that in health are responsible for maintaining immunological tolerance against self-antigens. Among the multiple T cell subsets with suppressive function, the regulatory T cells (Tregs), defined by the expression of CD4, the IL-2 receptor ? chain (CD25), and the transcription factor FOXP3, have emerged as having a central role in maintaining immune-tolerance to autoantigens. Tregs are equipped with an array of mechanisms of suppression, including the modulation of antigen presenting cell maturation and function, the killing of target cells, the disruption of metabolic pathways, and the production of anti-inflammatory cytokines. In all the three autoimmune liver diseases mentioned above, there is evidence pointing for either a reduced frequency and/or function of Tregs. Here, we review the definition, phenotypic characteristics, and mechanisms of suppression employed by Tregs and then we discuss the evidence available pointing to their impairment in patients with autoimmune liver disease. © 2015 IUBMB Life, 67(2):88-97, 2015


Рисунки к статье

Существую три болезни печени с аутоиммунным компонентом в их патогенезе: primary biliary cirrhosis (PBC), primary sclerosing cholangitis (PSC) и autoimmune hepatitis (AIH). При PBC и PSC, мишенями аутоиммунных атак являются желчные эпителиальные клетки, тогда как при AIH, аутоиммунитет сконцентрирован на гепатоцитах.
Патогенез этих аутоиммунных болезней понятен не до конца, хотя имеется куча доказательств генетической чувствительности, молекулярной мимикрии и нарушения иммуно-регуляторных сетей, вносящих вклад в инициацию и закрепление аутоиммунных атак. Развитию аутоиммунной болезни способствуют нарушения механизмов аутотолерантности (self-tolerance), которые обычно предупреждают поступление большинства аутореактивных клонов Т клеток с периферии. Т.к. циркулирующие аутореактивные T клетки присутствуют, однако, у здоровых людей, то существуют как прирожденные, так и приобретенные механизмы периферической толерантности, ограничивающие аутоиммунные повреждения ткани. Ключевой при этом является доминантная форма супрессии иммунитета, осуществляемая с помощью professional regulatory T cells (Tregs). Приемлемое большинством определение Tregs базируется на экспрессии ими нескольких маркеров, включая CD4, IL-2 receptor α chain (CD25) и транскрипционный фактор FOXP3. Tregs используют разные механизмы для осуществления своей функции, а именно модуляцию созревания и функции antigen-presenting cell (APC) клеток, гибель клеток мишеней, разрушение метаболических путей и продукция противо-воспалительных цитокинов. Некоторые из этих механизмов, как известно, нарушены у пациентов с PBC, PSC или AIH.

Definition and Phenotypic Characteristics of Regulatory T Cells


Концепция, что Т клетки могут регулировать иммунный ответ, вознкла в 1970s, когда было описано существование T "супрессорных" клеток. Эта популяция клеток была определена, как способная преодолевать нежелательные аутоиммунные реакции [1, 2]. Затем идея клеток супрессоров впала в немилость частично из-за некоторой неправильной воспроизводимости и дополнительных функциональных свойств, но в основном из-за отсутствия реальных отличительных молекулярных маркеров.
К счастью идея T "супрессорных" клеток была возрождена наблюдениями Sakaguchi et al., что субнабор CD4 T лимфоцитов постоянно экспрессирует IL-2 receptor α-цепь (известную как CD25), обладающую мощными иммуно-супрессирующими функциями in vitro и in vivo. Эти лимфоциты получили новое название "regulatory T cells" (Tregs) [3]. Tregs активно супрессируют патологические и физиологические иммунные реакции, внося тем самым вклад в поддержание иммунологической само-толерантности и иммунного гомеостаза.
Исторически и прототипически Treg характеризуются экспрессией CD25. Хотя CD25 не является адекватным маркером из-за его усиления активности во всех активированных Т клетках, но необходимо подчеркнуть, что клетки Tregs экспрессируют наивысшие уровни CD25 и делают это постоянно, тогда как экспрессия CD4 T клетками временная и низкая. Более того, CD4posCD25high T клетки, как было установлено, супрессируют иммунные реакции [4, 5]. Важно, что перенос T клеточной суспензии, истощённой в отношении CD25pos T лимфоцитов, вызывал возникновение аутоиммунной болезни у лишеных тимуса nude мышей, тогда как совместный перенос небольшого количества CD4posCD25pos T клеток подавлял развитие ауто-иммунитета [3]. Высокий уровень экспрессии CD25 в Treg клетках продемонстрировал важность IL-2 для этих клеток. В самом деле, присутствие IL-2 необходимо для гомеостаза и метаболической пригодности Tregs [6], а значит для поддержания само-толерантности, поскольку нейтрализация IL-2 [7] или дефицит [8] вызывают снижение количества Tregs, приводящее к широкому спектру аутоиммунных проявлений [9]. Т.о., экспрессия CD25 является функциональной характеристикой Tregs, используемой в качестве маркера Treg.
Популяция CD25high оказалась существенно обогащена более реальным маркером для идентификации Tregs, forkhead winged helix (FOXP3) транскрипционным фактором [10, 11]. Его важность для развития и функции Tregs подчеркивается тем фактом, что мутации в гене Foxp3 у мышей приводят к фатальной аутоиммунной лимфо-пролиферативной болезни. У мышей scurfy мутация, при которой теряется функция Foxp3 гена, приводит к полному устранению Tregs и гибели мышей в 3-4 недельном возрасте [12]. Сходным образом, люди с синдромом нарушений регуляции иммунитета, polyendocrinopathy и enteropathy, X-linked (IPEX), которые также обнаруживали мутации в гене FOXP3 gene, имели ряд симптомов, которые согласуются с нарушениями супрессивной функции Tregs [13]. Хотя механизмы действия FOXP3 ещё полностью не охарактеризованы, недавние доказательства указывают на то, что он может действовать как репрессор, так и активатор транскрипции [14, 15]. Гены, регулируемые с помощью FOXP3 не обязательно подвергаются целенаправленному воздействию самого FOXP3; вместо этого его эффекты могут быть обеспечены посредством др. транскрипционных факторов, таких как nuclear factor of activated T cells (NFAT), nuclear factor-kappaB (NF-κB) [16], runt-related transcription factor 1-core binding factor β (Runx1-Cbfβ ) гетеродимер [17], приводящих к подавлению экспрессии их генов мишеней (среди прочих, гены, кодирующие cIL-4 и IFN-γ). Foxp3 взаимодействует также с Foxo3a и Foxo1, которые индуцируют транскрипцию путем соединения с промотором Foxp3 [18].
Tregs экспрессируют также высокие уровни CTLA-4 и glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor family-related protein (GITR) [19, 20]. Воздействие на Tregs у нормальных мышей моноклональных антител anti-CTLA-4 приводит к их функциональной инактивации [21], а CTLA-4-дефицитные мыши становятся жертвами фатальной автоиммунной болезни [22]. GITR, член сверхсемейства tumor necrosis factor receptor (TNFR) [23], по-видимому, действует как негативный регулятор функции Treg , его стимуляция устраняет Treg-обусловленную супрессию [24]; тогда как напротив, он осуществляет позитивную ко-стимуляцию др. эффекторных Т клеток [25]. Однако, как и в случае экспрессии CD25, факторы CTLA-4 и GITR также экспрессируются активированными Т клетками, следовательно, это ограничивает их пригодность в качестве маркеров Tregs [26]. Тем не менее, некоторые молекулы были идентифицированы недавно, которые позволяют отличать Tregs от др. активированных Т клеток.
Latency associated peptide (LAP) формируют латентный комплекс с transforming growth factor beta 1 (TGF-β 1), важным цитокином, участвующим в развитии и функции Treg клеток [27]. LAP не только пригоден для различия между Tregs и активированными FOXP3neg или FOXP3pos эффекторными Т клетками [28], т.к. его экспрессия характеризует субнабор Treg с высокими уровнями FOXP3, CTLA-4 и GITR [29], но и LAP может быть также использован как маркер для TGF-β экспрессирующих Tregs, которые обладают более высокой способностью супрессии по сравнению с CD4posCD25posLAPneg популяцией. Поскольку в LAPpos субпопуляциях супрессирующая функция зависит от TGF-β и поддерживается как c помощью межклеточных контактов, так и растворимых факторов, то функция LAPneg клеток в основном зависит от клеточных контактов [29]. CD39 (ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1, ENTPD1) является эктоферментом, который деградирует АТФ до АМФ), представляет собой др. поверхностный маркер Tregs [30, 31]. У мышей он присутствует на практически всех CD4posCD25posFoxp3pos Tregs. У людей экспрессия CD39 ограничивается субнабором FOXP3pos регуляторных effector/memory-like T клеток [32]. Кроме того, мышиные и субнабор Tregs человека также экспрессируют CD73, ecto-5'-nucleotidase, действующая в тандеме с CD39, чтобы превращать АМФ в аденозин [33]; следовательно, эти супрессорные клетки в конечном итоге способны катализировать превращение АТФ/АДФ в иммуно-супрессирующий аденозин [30, 31, 34]. Экспрессия CD39 и CD73, следовательно, служит в качестве фенотипической сигнатуры Tregs, имея также значение для их функциональной супрессирующей активности, катализируя генерацию околоклеточного аденозина [32].
Недавние исследования показали, что функционально способные Tregs экспрессируют очень низкие уровни IL-7 receptor α (CD127), тогда как активированные CD25pos T клетки характеризуются экспрессией этого маркера [35]. В том же году др. группа сообщила, что CD127 подавляется во всех Т клетках человека после активации. В противоположность сообщению о повторной экспрессии CD127 на большинстве эффекторных и memory T клеток, FOXPpos T клетки сохраняют низкий уровень CD127 [36].

Regulatory T Cell Subsets


Tregs обычно классифицируются в соответствии с их путями развития в происходящие из тимуса natural Tregs (nTregs) и индуцированные на периферии адаптивные Tregs (iTregs) (Fig. 1). И nTregs, и iTregs обладают общим фенотипом и имеют зависимый от контактов плохо изученный механизм действия [37].

Figure 1. Thymic and peripheral generation of Tregs.

nTregs представляют собой наиболее распространенный тип, насчитывающий 5-10% и 1-2% от периферических CD4pos T клеток мышей [38] и людей [39], соотв. Жизненно важная роль тимуса в их генерации установлена в исследовании, показавшим, что мыши с удаленным тимусом на 3-й день жизни страдают от T клетками обусловленной аутоиммунной болезни, которая облегчается вливанием CD4pos T клеток [40]. Предложена двухступенчатая инструктивная модель развития nTreg в тимусе [41]. Сначала ауто-реактивированные предшественники Treg подвергаются воздействию сильных T cell receptor (TCR) сигналов, которые вследствие высокого сродства связывания с self-peptide молекулами внутри главного комплекса гисто-совместимости (MHC) экспрессируются на поверхности тимусных эпителиальных клеток [42]. Это приводит к усилению активности CD25 и др. компонентов проксимальной части пути передачи сигналов IL-2 [43]. Вторая ступень использует совместную стимуляцию, обеспечиваемую связыванием CD28, присутствующего на развивающихся T клетках, с его лигандами, экспрессирующимися APCs клетками тимуса [44]. Вследствие совместной стимуляции предшественников Treg, начинается секреция IL-2 и усиливается ими экспрессия CTLA-4, GITR и, что наиболее важно, FOXP3 [45].
Жадность TCRs в отношении собственных пептидов/MHC комплексов внутри тимуса и детерминирует судьбу развивающихся тимоцитов-death c помощью пренебрежительно малой, положительной селекции, генерации Treg и негативной селекции [46]. Эти альтернативные судьбы могут соответствовать модели порогов сродства [47]. Необходимо отметить, что границы между ними довольно гибкие in vivo и зависят от количества задействованных TCRs и доступности ко-стимулирующих сигналов (Fig. 2). Термин "functional avidity" был также предложен для объяснения этих дополнительных влияний [48].

Figure 2. The affinity threshold model of central tolerance and regulatory T cell generation.
В последние годы стало ясно, что FOXP3pos Tregs могут быть также генерироваться вне тимуса при разных условиях [49]. Развитие FOXP3pos iTreg нуждается в TCR стимуляции и присутствии TGF-β для генерации in vitro и in vivo [50]. Добавление TGF-β к TCR-стимулированным naive CD4pos T клеткам вызывает транскрипцию FOXP3 и приобретение анэргической и супрессивной активности. Механизм ответственный за TGF-β -индуцированную транскрипцию FOXP3 использует кооперацию транскрипционных факторов signal transducer and activator of transcription 3 (STAT-3) и NFAT на энхансерном элементе гена Foxp3 [51, 52]. Используя IL-2-дефицитных мышей и нейтрализацию IL-2, было продемонстрировано, что TGF-β-зависимая генерация iTregs также нуждается в присутствии этого цитокина [53]. iTregs, как известно, играют важную роль в gut-associated lymphoid tissue (GALT), благодаря непрерывному воздействию пищевых антигенов и бактерий, живущих в кишечнике [49]. В этих условиях субнабор dendritic cells (DCs), характеризующийся экспрессией интегрина CD103, способен превращать нативные T клетки в Tregs благодаря продукции ретиноевой кислоты [54].
Ряд исследований предоставил данные, проливающие свет на различия между nTregs и iTregs. Обе популяции экспрессируют FOXP3 и супрессируют иммунную реакцию посредством контакт-зависимого механизма и c помощью высвобождения растворимых факторов [55, 56]. nTregs являются стабильными в отношении сохранения регуляторной функции и экспрессии FOXP3 на периферии. Исследования по метилированию CpG мотивов в локусе Foxp3 в nTregs идентифицировали полное деметилирование внутри эволюционно законсервированного региона, стоящего выше экзона 1, наз. Treg-cell specific demethylated region (TSDR) [49]. nTregs являются также уникальными в отношении того, что экспрессируют транскрипционный фактор Helios [57]. Хотя iTregs экспрессируют те же самые поверхностные маркеры, они могут быть отличены от nTregs на базе паттерна метилирования FOXP3 ДНК и отсутствию у нх экспрессии Helios.
Помимо FOXP3pos Tregs, др. адаптивные регуляторные T клетки, как было установлено, развиваются как следствие экспозиции антигенов на периферии. Tr1 могут быть сгенерированы из нативных CD4 T клеток за счет антигенной стимуляции в присутствии IL-10 in vitro и in vivo [58]. Эти клетки продуцируют IL-10 и TGF-β, которые являются критическими для их супрессивной функции [59]. Tr1 клетки не экспрессируют FOXP3, хотя некоторые из их свойств in vitro очень сходные с таковыми у FOXP3pos Tregs. Антиген-специфичные TGF-β -секретирующие клетки, наз. Th3 клетками [60], первоначально обнаруживались у животных, которые становились толерантными к применяемым орально белковым антигенам [61]. Их взаимоотношение с др. регуляторными субнаборами T клеток пока не охарактеризованы, но сообщалось, что индукция оральной толерантности генерирует как CD25posFOXP3pos, так и CD25negFOXP3neg T клетки с регуляторной активностью [62].
Разнообразие др. T клеточных субпопуляций, включая CD8pos, CD4negCD8neg, и γ delta; T клетки, были описаны, как осуществляющие иммуно-супрессирующую активность [63]. Имеется пока мало доказательств, что они играют критические роли в естественной само-толерантности.

Mechanisms of Suppression


Ключевым вопросом современных исследований Treg является понимание механизмов супрессии этих клеток [55]. Tregs могут осуществлять свои супрессирующие функции или посредством контакт-зависимого механизма - c помощью непосредственного целенаправленного воздействия на эффекторные T клетки, а также модулируя созревание и/или функцию DCs, которые, в свою очередь, необходимы для активации первых - и/или посредством независимых от контактов механизмов [64]. В отношении функциональной и практической перспективы механизмы супрессии, приводимые в действие c помощью Treg клеток, могут быть сгруппированы с 4 основных "способов действия": супрессия c помощью модуляции созревания или функции антиген-презентирующих клеток, супрессии c помощью убивания клеток мишеней, супрессии c помощью нарушения метаболизма и супрессии c помощью ингибирующих цитокинов [56] (Fig. 3).

Figure 3. Mechanisms of suppression employed by Tregs.

Modulation of Antigen Presenting Cell Maturation and Function


Стержневым Treg супрессивным механизмом является механизм, предоставляемый посредством поверхностной экспрессии CTLA-4. Важность CTLA-4 для функции Treg показана при использовании антител, специфически блокирующих CTLA-4 [65] и Treg-specific Ctla-4 нокаутных мышей [66]: в отсутствие функционального CTLA-4, Treg-обеспечиваемая супрессия эффекторных T клеток снижена, с последующим возникновением аутоиммунной болезни. Механистически связывание CTLA-4 приводит к подавлению и секвестрации ко-стимулирующих молекул CD80 и CD86 на APCs [67, 68]. Кроме того, связывание CTLA-4 с CD80/CD86 также приводит к активации фермента indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) [69]. IDO катаболизирует важную аминокислоту триптофан, тем самым ограничивая доступность этого, способствующего воспалению, ресурса [69, 70]. Продукты разложение триптофана - это иммуно-супрессивные kynurenines [71].
В дополнение к индукции иммуно-супрессивных молекул c помощью APCs, Tregs могут также down-modulate способность DCs инициировать иммунную реакцию. Недавние исследования подтвердили, что на клеточной поверхности lymphocyte activation gene 3 (LAG-3, также известен как CD233) соединяется с молекулами MHC class II с очень высоким сродством, предупреждая созревание и способность DCs активировать эффекторные Т клетки [72]. Роль LAG-3 для функции Treg подчеркивается исследованиями, показавшими, что LAG-3 дефицит или специфическая блокада приводят к редукции иммуно-супрессирующей активности и что его усиленная экспрессия может обусловить супрессирующую способность Т клеткам CD4pos [73]. Наконец, neuropilin (Nrp-1), как полагают, играет роль во взаимодействии Tregs с антиген-презентирующими клетками, обеспечивая длительные взаимодействия между Tregs и незрелыми DCs, замедляя тем самым инициацию иммунной реакции [74]. Принимая во внимание, что Nrp-1 дифференциально экспрессируется клетками Tregs [75], это может предоставлять им преимущества над нативными T клетками в модулировании функции DCs.

Killing of Target Cells


Др. потенциальным механизмом Treg-обусловленной супрессии является зависимый от клеточных контактов цитолиз клеток мишеней, обеспечиваемый granzymes A и B [76, 77] зависимым и не зависимым от perforin способом [78]. Было показано, что активированные Tregs вызывают апоптоз эффекторных Т клеток посредством tumor-necrosis-factor-related apoptosis-inducing ligand-death receptor 5 (TRAIL-DR5) пути. Блокада TRAIL устраняет цитолиз и супрессию [79]. Кроме того, Galectin-1, который может индуцировать апоптоз Т клеток, как было установлено, экспрессируется на высоком уровне в мышиных и человеческих Tregs. Нокаут и блокада Galectin-1 устраняет у Treg функцию супрессии [80].

Disruption of Metabolic Pathways


Некоторые механизмы супрессии Treg обозначены как "метаболическое разрушение" эффекторных Т клеток [56]. Поскольку Tregs характеризуются высоким уровнем экспрессии высокого сродства IL-2R (CD25), поэтому они конкурируют с др. Т клетками за локальное потребление IL-2 [5, 81]. В результате активно делящиеся эффекторные Т клетки лишаются IL-2 и подвергаются Bim-обеспечиваемому апоптозу [82]. Др. супрессивный механизм, используемый Tregs, связан с двойной экспрессией CD39 и CD73. Эти поверхностные эктоферменты катализируют деградацию внеклеточных нуклеотидов (напр., ATФ), приводя к генерации околоклеточного аденозина [31, 34]. Аденозин супрессирует функцию эффекторных Т клеток посредством активации адеозиновых рецепторов 2A, приводя к последующему накоплению внутри клеток цАМФ и истощению способствующего воспалению АТФ [30, 83].

Production of Anti-inflammatory Cytokines


Роль TGF-β в качестве супрессорной молекулы всё ещё остается спорным. Большинство исследований оказались неспособными показать, что функция Treg in vitro может быть возвращена с помощью антител, нейтрализующих anti-TGF-β [84]. Однако, поскольку предупреждение его продукции приводит к возникновению аутоиммунной воспалительной болезни у мышей, то TGF-β д. вносить вклад, по крайней мере, частично в in vivo супрессию у модельных мышей [85]. Не смотря на противоречия TGF-β может действовать как медиатор супрессии в форме, связанной с мембраной [86]. Это может подготавливать эффекторные Т клетки становиться подверженными супрессии и может вносить вклад в дифференцировку др. T клеток в Treg-подобные клетки [87, 88].
Помимо TGF-β продукция IL-10 может использоваться Tregs в определенных условиях. IL-10, как было установлено, важен для предупреждения колитов у животных, моделирующих воспалительную болезнь кишечника [89] и отторжение аллотрансплантатов [90, 91].
Недавно IL-35, новый член IL-12 семейства цитокинов, как было установлено, преимущественно экспрессируется Tregs и необходим для их максимальной супрессирующей активности [92]. В самом деле, эктопическая экспрессия IL-35 обеспечивает регуляторную активность нативных T клеток, а рекомбинантный IL-35 супрессирует пролиферацию Т клеток in vitro [92, 93].

Regulatory T Cells and Disease


Tregs играют важную роль в ряде болезней. Они участвуют в патогенезе аллергии [94], хронической инфекции [95] и рака [96]. Они также необходимы для поддержания толерантности к самим себе и тем самым для предупреждения аутоиммунных болезней.
Роль Tregs в защите от аутоиммунитета впервые выявлена у мышей, у которых отсутствие Tregs, или их истощение приводило к возникновению защитных аутоиммунных проявлений, включая гастрит, тироидит, диабет и воспалительную болезнь кишечника [3, 12]. Последующие исследования модельных животных показало, что дефекты Treg могут объяснить возникновение аутоиммунитета и что болезни могут быть обращены вспять с помощью адаптивного переноса Tregs [97]. Позднее присутствие Tregs в периферической крови и исх способность супрессировать пролиферацию Т клеток in vitro была описана и у людей [39, 98].
Важность регуляции Т клеток при болезнях у людей подчеркивается тяжелым воспалением и аутоиммунитетом, которые появляются у индивидов, страдающих от immunodysregulation polyendocrinopathy enteropathy X-linked (IPEX) синдрома. Эти индивиды продуцируют широкий диапазон аутоантител, зависимый от инсулина диабет, тироидит, экзему, гемолитическую анемию и воспалительную болезнь кишечника, и в отсутствие трансплантаций костного мозга такие пациенты погибают в раннем возрасте [13]. Нарушения регуляции с помощью Tregs были выявлены и при более распространенных аутоиммунных болезнях, включая те, что затрагивают печень.

Regulatory T Cells in Autoimmune Liver Diseases


Regulatory T Cells in Primary Biliary Cirrhosis


PBC характеризуется прогрессирующей деструкцией малых внутрипеченочных желчных протоков, приводящих к застою желчи, к портальному воспалению, фиброзу и потенциально к циррозу и недостаточности печени [99].
Первое указание на то, что Tregs могут быть дефектны при PBC получены в 1980s [100]. Сравнительно недавно разные исследования показали, что частоты в кровообращении CD4posCD25pos/high [101, 102] или CD4posFOXP3pos[103] Т клеток снижены у пациентов с PBC. Однако, в др. исследовании сообщалось, что не наблюдается отличий в уровне CD4posCD25posTreg при PBC [104].
Изолированные CD4posCD25pos клетки от PBC пациентов не имели примечательных нарушений в функции супрессии [101, 104]. Среди разных CD4posCD25pos, найден субнабор CD8posCD28neg Treg с меньшей способностью супрессировать пролиферацию при PBC по сравнению со здоровыми людьми [104]. Исследования печни от PBC пациентов выявили повышенные частоты FOXP3pos по сравнению с контролем [102, 105]. Интересно, что частоты FOXP3pos клеток позитивно коррелировали со степенью воспаления воротной вены [105]. Эти наблюдения могут указывать на повышенную индуцированную активацией экспрессию FOXP3 в субнаборах не регуляторных Т клеток или на повышенную миграцию Tregs к месту воспаления. Хотя функциональные дефекты CD4posCD25pos Treg при PBC не наблюдаются in vitro , остается возможным, что микроокружение в воспаленной печени - на что указывает повышенная экспрессия IFN-γ в желчных протоках PBC пациентов - делает Tregs неспособными адекватно супрессировать [102]. Дисбаланс между Treg и Th17 клетками также был описан при PBC: в периферических моноядерных клетках крови экспрессия генов IL-1β, IL-6, IL-23, RORγt и IL-17A была более высокой при PBC по сравнению со здоровыми людьми, тогда как экспрессия генов TGF-β и FOXP3 была ниже у PBC пациентов по сравнению со здоровыми субъектами. Сходным образом, концентрации в сыворотке IL-1β, IL-6 и IL-23 были выше при PBC по сравнению с контролем [103].

Regulatory T Cells in Primary Sclerosing Cholangitis


PSC характеризуется диффузным воспалением и фиброзом внутри- и вне-печеночных желчных протоков, приводящими в конечном итоге к прогрессирующему циррозу желчных протоков, гипертензии в воротной вене и печеночной недостаточности.
одном недавнем исследовании сообщалось, циркулирующие в крови CD4posCD25highFOXP3posCD127low клетки имеется в пониженных количествах и менее способны супрессировать пролиферацию у PSC пациентов по сравнению с контролем. Сходным образом, пониженные количества внутрипеченочных CD3posFOXP3pos клеток были обнаружены в биоптатах от PSC пациентов по сравнению с PBC пациентами [106]. В соответствии с этим исследования количества Tregs при AIH, включавших ряд пациентов с перекрыванием синдромов AIH/sclerosing cholangitis, autoimmune sclerosing cholangitis (ASC), был описан как понижающий частоты циркулирующих в крови Treg и нарушающий супрессирующую функцию при ASC [107-109]. С другой стороны, Oo et al. ([110]) сообщили об более высоких частотах liver-infiltrating CD4posCD25posFOXP3posCD127neg Tregs по сравнению со здоровым контролем в эксплантированной печени пациентов с аутоиммунной или хронической воспалительной болезнью печени, включая и PSC. Более того, изолированные CD4posCD25pos Tregs от этих пациентов были способны супрессировать пролиферацию in vitro[110].Остается всё ещё возможным, что воспалительная среда, характерная для эти х болезней, вносит вклад в локальные дефекты Treg [111].

Regulatory T Cells in Autoimmune Hepatitis


В противоположность двум аутоиммунным заболеваниям печени с застоем желчи (PBC and PSC), мишенями для аутоиммунных атак при AIH являются сами гепатоциты. AIH характеризуется гистологической картиной interface гепатита, повышенным уровнем aspartate aminotransferase и immunoglobulin G и наличием циркулирующих аутоантител [112].
Пациенты с AIH обнаруживают пониженные частоты CD4posCD25high Tregs, which compared toкоторые по сравнению со здоровыми субъектами экспрессируют более низкие уровни FOXP3 [109, 113, 114]. Этот дефект связан со стадией болезни печени, что более показательно для презентации болезни, чем во время вызванной лекарствами ремиссии. Наблюдение, что частоты Tregs обратным образом скоррелированы с anti-soluble liver antigen (anti-SLA) и с титрами антител anti liver kidney microsomal type 1 (anti-LKM-1) указывает на то, что уменьшение Treg способствует серологическим проявлениям при AIH [109]. В одном исследовании, однако, частота циркулирующих CD4posCD25highCD127negFOXP3pos клеток была эквивалентной таковой у пациентов с AIH и у здоровых субъектов, и более высокой у пациентов с активной болезнью по сравнению с состоянием ремиссии [115]. Причины такого расхождения неясны.
Tregs, выделенные от пациентов с AIH функционально повреждены, т.к. неспособны сдерживать пролиферацию и продукцию IFN-γ CD4 и CD8 эффекторными Т клетками [109, 113], и являются также дефектными по индукции регуляторного окружения, которое д. поддерживать и улучшать их собственную функцию [108]. Если учитывать их взаимодействие с врожденными иммунными клетками, то Tregs от пациентов с AIH, как было установлено, усиливают аберрантную активацию моноцитов [116].
Tregs от пациентов с AIH, как было установлено, экспрессируют более низкие уровни Galectin-9, и этот дефект отражается снижением экспрессии Galectin-9 лиганда, TIM-3, CD4posCD25neg клетками, подтверждая, что AIH может быть также ассоциирован с резистентностью эффекторных клеток к контролю с помощью Treg [107].
Установлено, что AIH ассоциирует с низкими частотами CD39pos Tregs [117]. При таких условиях Tregs неспособны адекватно гидролизовать способствующие воспалению нуклеотиды и супрессировать продукцию IL17 эффекторными CD4 T клетками. CD39pos Tregs от пациентов с AIH были также нестабильны в ответ на про-воспалительные притязания (challenge) [117], указывая, что дефектная иммуно-регуляция при AIH может возникать не только из-за уменьшения количества и функции Treg, но и также из-за повышения превращения Tregs в эффекторные клетки.
Наблюдение, что кортикостероидная терапия может частично восстанавливать количество и функцию Treg, указывает на то, что при AIH эти клетки, хотя и повреждены, обладают потенциалом расширять и восстанавливать свою активность [109, 113]. Используя стратегию стимуляции поликлональных T клеток (которая использует TCR посредством CD3 и ко-стимулирующую молекулу CD28, в то же время предоставляя экзогенный IL-2, ключевой цитокин для жизнеспособности и роста Treg), Tregs могут быть получены из циркулирующих CD4posCD25pos Tregs, а также сгенерированы de novo из не регуляторных CD4posCD25neg T клеток у здоровых субъектов и хотя и в меньшей степени также у пациентов с AIH [118]. Интересно, что эти производные Tregs экспрессируют более высокие уровни FOXP3, и, следовательно, супрессируют более эффективно по сравнению с только что изолированными Tregs [118].
Т.к. стратегия экспансии, упомянутая выше, предоставляет сильные TCR сигналы, она может стремиться преимущественно расширить эффекторы скорее, чем Tregs; поэтому она может быть важной в свете будущих терапевтических вмешательств, или расширять высоко очищенные и, следовательно, более эффективные Tregs, или напротив создавать правильное окружение, в котором Tregs смогут осуществить наилучшим образом ингибирование экспрессии IL-17 [119].
Исследования на экспериментальных животных показали, что Tregs с аутоантигенной специфичностью супрессируют более эффективно, чем их не специфичные к антигенам аналоги. В противоположность AIH типу 1 (позитивные по anti-nuclear и/или anti-smooth muscle антитела), в котором ауто-антиген еще молекулярно не определен, AIH type 2 (позитивен по anti-LKM1) не только является ключевым известным аутоантигеном, cytochrome P4502D6 (CYP2D6) [120], но и также его антигенными регионами (CYP2D6217-260 и CYP2D6305-348), нацеливаемым с помощью B, CD4 и CD8 T клеток [121, 122]. Т.о., AIH type 2, по-видимому, является идеальной моделью для попыток реконструирования само-толерантности с помощью специфической иммунологической интервенции. В этой связи специфичные к антигенами Tregs от пациентов с AIH type 2, как было установлено, супрессируют CD4 и CD8 T клеточные реакции более сильно, чем поликлональные размноженные Tregs. Наиболее эффективная супрессия аутореактивных T клеток была достигнута, когда Tregs подвергались воздействию CYP2D6 пептидов, совместно культивируемых с полу-зрелыми DCs, нагруженными теми же самыми пептидами [123]. По этой причине специфичные к аутоантигенам Tregs д. представлять собой оптимальный инструмент для достижения тщательно разработанной реконструкции иммуно-толерантности при AIH.