肠黏膜屏障在炎症性肠病中作用机制的研究进展(2)

研究进展

696 ISSN 1009-3079 CN 14-1260/R 世界华人消化杂志　　　　　２０１０年３月８日　　　　第１８卷　　　第７期

■研发前沿

肠黏膜屏障功能异常是IBD发病的重要环节. 黏膜屏障功能的研究将有助于进一步对IBD发病机制的认识. IBD中遗传易感基因、黏膜免疫以及肠腔内的微生物如何影响黏膜屏障功能正成为IBD的研究热点.

■相关报道

国外Wells等报道了黏膜免疫屏障尤其是肠相关淋巴组织(GALT)中的多种免疫细胞及其表达的受体(TLRsCLRs等、NLRs)对腔、内微生物的不同免疫反应在肠黏膜中的作用.

连接相关分子等跨膜蛋白和闭锁小带(zonula occludens, ZO)、丝状肌动蛋白等30多种胞内蛋白. 在IBD患者结肠黏膜中存在连接复合物(E-黏钙蛋白及β-连环蛋白)的表达下调[2]. 肠上皮细胞间的紧密连接能被TNF-α、IL-17、INF-γ等多种细胞因子及上皮下的免疫网络所动态调控[3]. 正常的肠上皮细胞功能在肠机械屏障中起不可低估的作用. 肠黏膜上皮细胞能表达前列腺素受体EP4(也被称为PTGER4), EP4能调节上皮的屏障功能: EP4基敲除小鼠更易患葡聚糖诱导的结肠炎[4]. 上皮细胞不断与肠腔内的微生物及上皮下的免疫细胞网络接触和相互作用. 核因子-κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB)在IBD中的作用已经得到公认[5]. 上皮细胞特殊的NF-κB活化或抑制可能是其炎症再发或抑制的关键. IBD中肠腔内有些细菌可能通过抑制NF-κB抑制蛋白(inhibitor nuclear factor-kappa B, IκB)的降解、抑制与P50-P65异源二聚体结合的IκB遍在蛋白化以及增强过氧化合物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors, PPARs)-γ介导的RelA核输出发挥降低上皮细胞中NF-κB活性的功能[6]. 肠上皮细胞能表达Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)、核苷酸结合寡聚域蛋白-2(nucleotide-binding oligomerization domain protein-2, NOD2). TLRs家族是一种识别微生物体上保守结构-病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs), 他可表达于肠道黏膜的上皮细胞中, 并介导微生物与细胞之间的相互作用, 对维护正常的肠黏膜屏障必不可少. TLRs能够识别共生菌或病原菌表达的PAMPs, 与黏膜耐受和保护有密切关系[7]. TLRs信号途径可激活蛋白激酶C(protein kinase C, PKC), 引起ZO-1向细胞顶部紧密连接处的转移, 从而增强肠道黏膜屏障的完整性[8]. NOD2基因为第1个已证实的人类CD易感基因[9], 其蛋白的生理功能主要为: 调控细胞的凋亡及对细菌成分的反应, 诱导NF-κB的激

活[10]. NOD2突变后能降低NF-κB的活性, 造成机体先天免疫系统低反应性, 从而诱导了机体对肠腔内微生物异常强烈的继发性免疫反应, 进而引起CD的发生[11]. Hisamatsu等[12]推测NOD2作为抗菌因子参与黏膜上皮细胞对肠道细菌的反应, NOD2基因变异引起相应功能缺陷故无法防御有害菌群, 导致CD发生. Rosenstiel等[13]也发现在NF-κB介导下, TNF-α和INF-γ可上调肠上

皮细胞内NOD2基因表达, 提高对LPS的敏感性. 1.2 肠黏液 肠上皮表面覆盖的黏液主要为杯状细胞分泌的MUC2、MUC3等黏蛋白, 他们是一类糖蛋白, 有细菌黏附结合的生态位点, 可与肠上皮细胞上的结合位点竞争, 从而阻止细菌与肠上皮细胞结合, 有利于肠蠕动时清除细菌. 肠黏液对抑制结肠炎的发生起重要作用[14], MUC2缺失的小鼠能发生自发性结肠炎[15]. 杯状细胞除了分泌MUC系列黏蛋白, 还能分泌三叶草样多肽, 其在上皮/黏膜防御及修复中起关键作用[16]. 杯状细胞分泌的一种抵抗素样分子(resistin-like molecule, RELM)β, 被发现能诱导细菌的聚集, 而敲除这种基因能减少葡聚糖诱导的结肠炎症性损伤[17].2 免疫屏障

肠道免疫防御系统可以称为黏膜的监视系统, 他对肠道内的菌群及抗原进行识别并作出不同的反应, 以维持肠道及全身的免疫平衡. 2.1 SIgA 黏膜浆细胞分泌IgA, 肠上皮细胞产生分泌片段, 2分子IgA通过J-链和1个分泌片段连接形成SIgA. SIgA分泌后分布于黏膜表面, 是肠道免疫屏障的重要方面. SIgA能中和毒素、细菌和其他生物活性抗原, 在补体等作用下溶解细菌, 与之形成抗原抗体复合物, 封闭其与肠上皮细胞结合的特异部位, 阻止细菌与肠上皮细胞吸附. 此外, SIgA还通过介导抗体依赖细胞介导的细胞毒(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)作用等机制来行使多种功能. 2.2 GALT GALT中派伊尔氏结(Peyer's paches, PP)、孤立的淋巴滤泡及黏膜固有层是肠道黏膜免疫的诱发部位, 而黏膜固有层既是诱发部位又是效应部位, 另外, 上皮细胞间淋巴细胞也是黏膜免疫的效应部位.

GALT中还包括微皱褶细胞(micro-fold cell, 即M细胞)、潘氏细胞、树突状细胞(dendritic cell, DC)、巨噬细胞. 肠黏膜内的“哨兵细胞”不断地监测肠道内的微生物, 其中的M细胞通过对大分子、IgA复合物及微生物的胞饮作用, 将他们运输至抗原递呈细胞(antigen presenting cell, APC). 在APC中, 骨髓来源的DC是肠黏膜固有层中主要的亚型, 根据部位、成熟的程度及炎症阶段可表现大量的可塑功能. 体内免疫荧光显微镜技术发现DC在肠上皮下形成了大量的网络, 同时通过上皮细胞间隙与肠腔内的抗原相互作用[18]. 肠腔内定植的DC对细菌选择