IL25的研究进展

【关键词】 IL25 ; Th3细胞因子; 嗜酸性粒细胞; 变态反应性炎症

　　IL25是IL17家族中发现的新成员之一， IL17家族是由新近发现的一组与IL17具有29%～50%的同源性， 由155～197个氨基酸组成的相对分子质量（Mr）大小在20 000～30 000之间的细胞因子组成。目前认为IL17 家族中至少有6 个成员， 它们分别是IL17A、 IL17B、 IL17C、 IL17D、 IL17E、 IL17F。IL17/IL17A是IL17家族中的主要成员， 由CD4+记忆T细胞、 CD8+细胞、 嗜酸性粒细胞等多种细胞产生。最初是作为啮齿类动物cDNA的转录物由激活的T淋巴细胞杂交瘤中分离出来的， 曾被命名为CTLA8， 它与松鼠猴属疱疹病毒（HSVS13）的开放读码框具有58%的同一性［1］。其后， 又有5个与其机构相似的成员先后被发现， 它们具有IL17家族中的共同特点: 即C末端为5个半胱氨酸残基组成的保守序列和N末端(由)为1～4个半胱氨酸残基组成的变化较大的序列［2］。IL17家族中各成员之间尽管结构相似， 但其生物学活性只有部分重叠而又各自不同。其中IL17E即IL25， 又称为分泌因子20（SF20）， 它与IL17同源性最小， 仅为15%～20%， 且其生物学活性显著不同于IL17家族中的其他成员［1］。

　　1 IL25及其受体结构与表达

　　1.1 IL25的结构与表达 人IL25（hIL25）基因定位于14q11.2， 全长3 987 bp， 内含一个483 bp的开放读码框， 编码161个氨基酸， 其产物分别为一个由16个氨基酸组成的疏水性信号肽和一个由145个氨基酸组成的成熟蛋白质［3］。有两种可变剪接的mRNA编码两种不同亚型: 亚型1和亚型2。两种亚型的mRNA均含有2个外显子， 亚型2较亚型1少一个内部片段而为一个较短的N末端。亚型1的mRNA编码一个由177个氨基酸组成的蛋白， 亚型2mRNA编码由161个氨基酸组成的蛋白， 两种亚型都有一个由159个氨基酸组成的相同的C末端 。到目前为止， 尚无两种亚型在生理功能上不同的报道［4］。鼠IL25(mIL25)基因定位于17号染色体， 全长985个核苷酸， 编码一条由169个氨基酸组成的蛋白质。成熟的IL25 Mr分别约为167 000（人）和175 000（鼠）， 人鼠之间有80%的同源性， 在蛋白构象上均有一潜在的N糖基化位点和一个保守的半胱氨酸序列， 该序列人型由10个半胱氨酸残基组成， 鼠型由11个半胱氨酸残基组成［5］。

　　IL25是Fort等［5］首先报道由Th3细胞产生的细胞因子， 故Th3细胞是最早被认识到的IL25的来源之一; 其后又有日本学者［6］报道髓源性肥大细胞经IgE刺激30 min内可有IL25mRNA的表达， 并可用Wester blot在蛋白质水平检测到IL25， 提示髓源性肥大细胞是IL25的又一来源; 此外， Kang等［7］在体外分离纯化获得的肺泡巨噬细胞经TiO2刺激， 分别从mRNA水平及蛋白质水平检测到了IL25的表达， 说明肺泡巨噬细胞是IL25的又一来源; 近来， 又有学者报道， 在中枢神经系统［8］及哮喘患者的支气管黏膜下层［9］也有IL25的表达。提示IL25来源广泛， 可在多种组织与系统中表达。

　　1.2 IL25受体（IL25R）的结构与表达 IL25R最早被认为是IL17B的受体（IL17BR）， 也称为IL17受体同系物1（IL17Rh1）和Evi27， 与IL17R具有同源性， 可与IL17B结合， 但其与IL25的亲和力更高［10］。IL25R是1型跨膜分子， 其胞内区与胞外区均有较为保守的半胱氨酸序列结构， 其基因定位于人染色体的3p21， 鼠14号环状染色体， 编码的蛋白质至少有7种不同的亚型， 其Mr分别为24 000、 33 000、 56 000、 75 000、 47 000、 127 000、 150 000， 人鼠之间有76%的同源性［11］。

　　鼠IL25R在肝及睾丸内表达水平较高， 在肾及肺组织中有较低水平的表达; 而在人则高度表达于肾， 在肝、 脑、 睾丸中有中等水平的表达， 在肺由于表达水平较低而未被检出， 在心脏、 胎盘、 免疫等组织中未发现其表达， 然而在胎儿的肝脏却有高水平的表达。在细胞水平， RNA免疫印迹法与蛋白免疫印迹法分析显示IL25R高度选择性地表达于T细胞、 B细胞和髓样细胞株［11］。Létuvé等［9］通过免疫荧光染色法和蛋白Western blot法分析证实在肺成纤维细胞有IL25R的表达， 且TNFα可上调其表达， TGFβ1则相反; 在体外实验中发现气道平滑肌细胞也可表达IL25R， 同样TNFα可上调其表达， INFγ则下调其表达［12］。还有研究显示在Th3倾向的抗原提呈细胞（APC2）有IL25R的表达， Th3相关细胞因子可促进其（如MΦ和DC）表达IL25R［13］。

2 IL25的生物学功能

　　2.1 IL25与变态反应性气道炎症 变态反应性气道炎症是哮喘的典型特征， 表现为嗜酸性粒细胞和CD4+T细胞在气道的浸润、 黏液分泌增多、 气道重塑及气道高反应性， 是由Th3细胞及其细胞因子IL4、 IL5和IL13诱导的一种炎症反应， 其中IL4可促进Th0细胞向Th3细胞转化， 并通过促进B细胞分化增殖而促进IgE的合成; IL5可调节抗原诱导的嗜酸性粒细胞在致敏小鼠气道的募集、 活化; IL13是诱导杯状细胞增生、 黏液分泌增多、 气道重塑和气道高反应性的关键因子。Fort等［5］曾报道: 向小鼠腹腔内注入IL25可诱导Th3细胞因子如IL4、 IL5和IL13基因的表达， 血清IgE、 IgG1和IgA水平的增高， 及血液中嗜酸性粒细胞的增多， 在肺及胃肠道引起嗜酸性粒细胞的浸润、 黏液分泌增多、 上皮细胞增生等病理变化; Hurst等［2］在经鼻腔吸入表达IL25的腺病毒或纯化的IL25蛋白小鼠实验中发现， 在小鼠的肺中有IL4、 IL5、 IL13和eotaxin mRNA的产生， 以及支气管肺泡灌洗液与肺组织中嗜酸性粒细胞增多、 上皮细胞增生、 黏液分泌增多和气道高反应性; Sharkhuu等［14］也报道从气道中滴入足量的重组IL25可引起气道高反应性、 嗜酸性粒细胞浸润、 黏液分泌过多和Th3细胞因子在肺组织产生增多， 且IL25诱导的气道高反应性有赖于Th3细胞因子的产生， 提示IL25可能通过促进Th3细胞因子在炎症中的反应及上调eotaxin mRNA和arg1的表达（后两者可扩大变态反应性疾病的炎症反应）诱导炎症级联反应使变态反应性炎症加剧; 且有研究表明在小鼠体内转基因表达人IL25(hIL25)［3］或鼠IL25(mIL25)［15］可诱导Th3细胞因子如IL4、 IL5和IL13等基因的表达及其在血清中水平的增高， 并表现为血清IgE、 IgG1水平的增高。近来Tamachi等［16］通过专在肺组织表达IL25的小鼠（CC10IL25小鼠）模型证实， IL25的表达可提高抗原诱导的Th3细胞因子产生， 嗜酸性粒细胞和CD4+T细胞在致敏小鼠气道的募集， 但IL25自身并不能诱导显著的变态反应性炎症， 且这种生物学活性可在给予可融性IL25受体（IL25R）后所中和。以上实验结论提示IL25可能通过以下两种机制在变态反应性炎症中起重要作用: 在有足量的IL25的情况下， IL25可直接诱导非T非B细胞产生IL4、 IL5、 IL13等Th3细胞因子从而诱发变态反应性炎症; 另一方面， 在IL25含量较低的生理条件下， 则需通过抗原激活CD4+T细胞， 尤其是Th3细胞来发挥其诱发变态反应性炎症的作用。

　　嗜酸性粒细胞增多是变态反应性炎症的标志， 它们一旦侵入炎症部位， 活化的嗜酸性粒细胞就会导致组织损伤并通过释出相应的细胞毒性颗粒如: 主要碱性蛋白（MBP）、 嗜酸细胞阳离子蛋白（ECP）、 类脂介质、 趋化因子和细胞因子等引起变态反应性炎症， 嗜酸性粒细胞的募集和迁徙在变态反应性炎症中起重要作用。目前的动物实验表明: IL25可诱导IL4、 IL5、 IL13、 eotaxin和嗜酸性粒细胞的增多， 并表现为血清IgE水平的增高， 在肺组织中出现如: 黏液分泌增多， 气道高反应性等显著的病理变化。Cheung等［17］研究发现， IL25可通过活化p38MAPK、 JNK和激活NFκB途径上调嗜酸性粒细胞表面黏附分子ICAM1表达， 并呈剂量依赖关系， 同时下调ICAM3及L选择蛋白的表达。前者可促进多种细胞间的黏附， 在变态反应性炎症中也可促进嗜酸性粒细胞在气道上皮细胞黏附， 促进炎症的发生; 而后两者ICAM3与其配体结合后有抗炎作用， L选择蛋白则可介导嗜酸性粒细胞附着于内皮细胞， 随后黏附并渗出到炎症部位。研究还发现IL25可延缓嗜酸性粒细胞的凋亡， 用IL25孵育24 h后的嗜酸性粒细胞存活率从41%提高到了76%并呈剂量倚赖关系。另外， IL25还可通过上述活化p38MAPK、 JNK和NFκB的途径上调趋化因子MCP1、 MIP1α基因， 细胞因子IL8和IL6在嗜酸性粒细胞表面的表达和释放; Létuvé等［9］则通过研究证实IL25可刺激一些组织嗜酸化介质如: CCL11、 CCL5、 GMCSF、 CXCL8在肺成纤维细胞的表达， 前两者显示出向嗜酸性粒细胞选择趋化的活性， 而GMCSF则可以促进原始粒细胞增殖并向嗜酸性粒细胞分化、 促进嗜酸性粒细胞活化与趋化， CXCL8通过趋化因子调节接触抗原后的嗜酸性粒细胞趋化并与活化的内皮黏附。

　　总之， IL25可能通过延缓嗜酸性粒细胞的凋亡， 加强其与上皮细胞的黏附， 使气道及肺组织中的嗜酸性粒细胞增多并迁移到炎症部位， 并通过活化的嗜酸性粒细胞释出相关的趋化因子和细胞因子， 促进气道变态反应性炎症的发生。此外， 它也可通过在肺结构细胞如成纤维细胞表达组织嗜酸化介质启动并维持嗜酸性粒细胞的浸润而在气道变态反应性炎症中起重要作用。

　　2.2 IL25与胃肠道疾患 炎性肠道疾病的特点是Th1/Th3类细胞因子的反应失衡， 而遗传易感性则被认为在其发病中起重要作用， 基因连锁研究揭示了一些炎性肠道疾病的基因易感区域， 如: 16q12（IBD1）， 12q13（IBD2）， 6p13（IBD3）， 14q1112（IBD4）等， 而IL25基因定位于14q11.2， 恰好位于IBD4（即克罗恩病）的基因易感区， 但Büning等［4］通过对临床40例克罗恩病或溃疡性肠炎患者IL25基因编码区序列分析发现仅在其外显子2(c424C/A)有新的多态性， 而该序列的多态性在151例克罗恩病、 111例溃疡性肠炎患者与119例健康对照中进一步分析显示， 三组之间c424C/A基因多态性无显著的差别， 证实IL25与炎性肠道疾病的发病无关。

　　Th3型免疫反应有益于宿主对寄生虫的防御反应， Owyan等［18］和Fallon等［19］研究显示IL25-/-小鼠对肠道寄生虫鼠鞭虫与巴西线虫的易感性增加， 两组研究均发现: IL25的驱虫活性与其能诱导IL4、 IL5、 IL13等Th3细胞因子的产生有关。Owyan等［18］研究证实， IL25-/-小鼠对鼠鞭虫的易感性与IL4、 IL13的产生受损及抗鞭虫IgG2和IgE的总量减少有关。此外在IL25-/-小鼠慢性感染的模型中感染加剧， 表现为重度炎症， 肠腔上皮细胞断裂， 相关IFNγ、 IL17的产生及IgG2总量增加， 提示IL25除了具有驱虫作用外还可通过抑制Th1和Th17反应发挥限制肠道炎症的作用。相反， Fallon等［19］发现在巴西线虫感染之后的Th3反应中IL25并不是绝对必需的， 但它与感染之后的时间分辨率有关， IL25-/-小鼠在巴西线虫感染后的Th3反应延迟， 表现为IL4、 IL5、 IL13产生的高峰延迟致使驱虫作用延缓和IgE的产生延迟。用抗IL12或抗IFNγ抗体阻断Th1反应可使感染鞭虫之后的IL25-/-小鼠和有先天易感性的AKR小鼠肠腔中蠕虫数量减少， Th3反应增强。因此， 在宿主抗寄生虫的防御反应中， IL25并不是绝对必需的， 但它可通过抑制Th1型细胞因子的表达增强宿主防御反应及在一些肠道慢性炎症中起作用。

　　2.3 IL25与其他疾病的关系 鼠IL25R是作为逆转录病毒在BXh3小鼠髓细胞性白血病中的一个共同整合位点而被发现的， 人IL25R定位于3p21， 是人类多种肿瘤如: 肾细胞癌、 肺癌、 乳腺癌的缺失部位， 而且在急性髓细胞性白血病及骨髓增生异常综合征中常可见到染色体3p21的断裂， 在慢性髓细胞性白血病中也常有3p21的缺失， 提示IL25可能与人类某些肿瘤有关［11］。近来有学者在人类肿瘤的小鼠模型中予以IL25或与化疗药联用发现， IL25有抗肿瘤作用及增强化疗药物抗肿瘤效应的作用。还有研究表明HOXB13: IL17R比率是预测ER+结节阴性乳腺癌预后的独立指标且不受治疗与否的影响， 该比率的增高使患者的复发率与死亡率增加， 而与结节阳性患者的复发率、 死亡率无显著关系。提示IL25可能在肿瘤的发病与治疗中起重要作用［20］。

　　其次， 也有学者研究发现: 在关节软骨中有IL25的表达， 并且它可抑制关节软骨基质的合成， 刺激NO的释放和IL6的产生， 在IL25为10 nmol/L时， 可使黏多糖蛋白的合成降低20%， NO的释放增加400%， IL6的产生增加330%， 提示IL25与IL25R结合后可引起与IL17R受刺激后相似的下游效应， 从而涉及关节炎性疾病的发生。

　　此外， Kleinschek等［8］研究显示， IL25-/-小鼠加速实验性自身免疫性脊髓炎（EAE）的发病， 其发病较野生型小鼠早2～3 d， 且17 d后100%死亡， 而该病对野生型小鼠来说并非致死性疾病， 给予外源性IL25后则可抑制EAE的发病与进展， 提示IL25可能与中枢神经系统某些自身免疫性疾病有关。

　　3 展望

　　综上所述， IL25可能通过诱导Th3细胞因子如IL4、 IL5、 IL13及趋化因子eotaxin等的产生， 抑制Th1细胞因子的产生及其作用而在Th1/Th3细胞因子失衡的自身免疫性疾病如: 支气管哮喘、 类风湿性关节炎、 EAE等中起重要作用。提示对IL25的进一步研究可为相关自身免疫性疾病的发病机制及靶向治疗提供新的理论依据与思路。

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