皮膚γδT細胞在維持上皮完整和傷口愈合中的作用

王配合 何澤亮 李曉東 安亮恩 卓勤強 劉玲玲

皮膚γδT細胞在維持上皮完整和傷口愈合中的作用

王配合 何澤亮 李曉東 安亮恩 卓勤強 劉玲玲

研究證實小鼠皮膚樹突狀表皮 γδT 細胞（Dendritic epidermal γδ T cells，DETCs）表達的 γδTCR，由 Vγ3Jγ1-Cγ1和Vδ1Dδ2Jδ2-Cδ鏈組成，特異性表達于成年小鼠皮膚中。DETCs活化后分泌多種細胞因子、生長因子、趨化因子等，這些因子與組織修復，以及細胞存活、增殖、遷移和募集有關，在維持上皮組織完整性和上皮組織修復中發揮關鍵作用。本文就DETCs在維持上皮組織的完整和組織修復過程中的作用進行綜述。

γδT細胞 上皮完整 組織修復 皮膚

胸腺及外周淋巴組織中的成熟T細胞，其受體 （T-cell antigen receptor，TCR）主要為 αβTCR，小部分為 γδTCR。習慣上把這兩種T細胞分別稱為αβT細胞和γδT細胞。Asarnow等[1]研究證實，小鼠皮膚樹突狀表皮γδT細胞（Dendritic epidermal γδ T cells，DETCs）表達的 γδTCR，由 Vγ3Jγ1-Cγ1 和Vδ1Dδ2Jδ2-Cδ鏈組成，特異性表達于成年小鼠皮膚中。DETCs活化后分泌多種細胞因子、生長因子、趨化因子等，包括角質化細胞生長因子-1（Keratinocyte growth factor-1，KGF-1）、角質化細胞生長因子-2（Keratinocyte growth factor-2，KGF-2）[2]、胰島素樣生長因子-1（Insulin-like growth factor-1，IGF-1）[3]、白介素-2（Interleukin-2，IL-2）、干擾素-γ（Interferon-γ，IFN-γ）[4]和淋巴細胞趨化因子等。這些因子參與組織修復，以及細胞存活、增殖、遷移和募集等，并在維持上皮組織完整性和創面修復中發揮關鍵作用。本文就DETCs在維持上皮組織的完整和組織修復過程中的作用進行綜述。

DETCs起源于早期胎兒胸腺前體細胞，在發育過程中，從胸腺移行到皮膚[5]。皮膚DETCs在創傷修復方面的重要作用的發現，是源于DETCs缺陷小鼠與野生型小鼠相比，傷口閉合時間延遲[6]。體外組織器官培養研究中也發現類似現象，DETCs缺陷時組織修復延遲，但補充DETCs后創面修復缺陷可得到糾正。因此，DETCs可能參與維持上皮組織完整性和創面修復的過程。表皮的損傷修復涉及一系列復雜的調節過程，DETCs可能在炎癥反應、角質化細胞增殖、細胞外基質沉積和重塑等多個過程中發揮作用。

1 DETCs可維持角質化細胞的存活并促進增殖

表皮是機體重要的生理屏障，其90%由角質化細胞組成。當機體受傷時，角質化細胞迅速增殖使傷口愈合，恢復表皮的完整性[7]。DETCs缺失時，角質化細胞的功能和組織修復就會受到損害[3]，提示DETCs可能通過某種途徑在創傷修復中發揮作用。樹突狀的DETCs同時與很多不同的角質化細胞連接，可被處于應激狀態、損傷或變形的角質化細胞激活[8-10]。同時，DETCs活化后分泌的細胞因子又參與維持角質化細胞的存活和增殖[11]。研究發現，與野生型鼠相比，DETCs缺陷的鼠發生角質化細胞凋亡的數量增加，說明DETCs能抑制角質化細胞的凋亡，參與角質化細胞穩態的調節[11]。將角質化細胞和活化的DETCs共培養，發現DETCs也可在角質化細胞增殖中發揮作用[12]。傷后3~5 d，TCRδ-/-小鼠較野生型小鼠角質化細胞增殖速度顯著減慢，雖然TCRδ-/-小鼠存在早期角質化細胞增殖受阻的現象，但創面最終愈合，說明DETCs可能通過影響角質化細胞的增殖速度發揮作用[13-14]。

2 DETC分泌的細胞因子

2.1 IGF-1

DETCs激活后，構成性表達胰島素樣生長因子-1。IGF-1與受體結合后可調節細胞的大小、增殖和凋亡。研究發現，過表達IGF-1的小鼠表皮增厚[15]，而缺乏IGF-1的鼠表皮則顯得菲薄[16-17]，說明IGF-1與角質化細胞的增殖和穩態的維持有關。這可能與IGF-1和IGF-1R結合后通過PI3K、MAPK途徑參與細胞生存的調節有關。DETC在激活及靜息狀態均可分泌IGF-1，表明IGF-1可能同時參與了表皮穩態的維持。IGF-1還可抑制地塞米松誘導的皮膚DETCs凋亡[11]。表皮中的IGF-1主要由皮膚DETCs分泌，而角質化細胞不分泌。但DETCs和角質化細胞均表達IGF-1R，而IGF-1R信號可抑制角質化細胞分化和凋亡[17]。因此，DETCs分泌的IGF-1可能通過自分泌和旁分泌兩種途徑參與表皮穩態的維持。

2.2 KGF

除了構成性分泌IGF-1，活化的DETCs還可分泌KGF-1（FGF-7）和 KGF-2[2，6]。 皮膚受到創傷后可誘導 KGF-1 產生，應用KGF-1和KGF-2可提高創面愈合效率，而KGF受體表達缺陷可導致小鼠創傷愈合障礙，說明其在創面愈合中發揮重要作用[18-19]。KGF-1和KGF-2可刺激角質化細胞增殖，而使用KGF拮抗劑可阻斷DETCs誘導的角質化細胞增殖，說明KGF在參與DETCs誘導角質化細胞中具有重要作用[12]。KGF-1和KGF-2可能通過與角質化細胞表達的FGFR-2Ⅲb受體結合誘導角質化細胞增殖[20]。

活化的DETCs都能分泌KGF-1和KGF-2，在KGF-1缺陷鼠中，沒有明顯的皮膚創傷愈合缺陷，提示KGF-1和KGF-2在促進角質化細胞增殖和皮膚創傷愈合中可以相互替代[6]。野生型小鼠傷口附近的角質化細胞增殖，而TCRδ-/-小鼠中則沒有這種現象[6]。上皮中特異的生長因子KGF-1和KGF-2只由上皮DETCs分泌，說明DETCs可能在組織損傷修復中發揮作用。

2.3 其他細胞因子

此外，活化的DETCs還分泌IL-2、IL-3、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、IFN-γ和TNF-α[4，21]。 這些細胞因子可以調節DETCs自身和角質化細胞及其他相鄰細胞的活化和功能。角質化細胞和朗格漢斯細胞同時又是很多細胞因子的起源，可以分泌包括IL-7和IL-15等多種因子參與細胞代謝。研究表明，IL-7和IL-15也參與了DETCs的穩態、發育和成熟過程的調控，且DETCs在皮膚中的定位信號通路需要IL-15的介導[22-23]。在維護皮膚穩態和創傷修復過程中，細胞因子是DETCs、角質化細胞、朗格漢斯細胞和其他上皮細胞相互作用的一個重要組成部分[24-25]。

3 趨化因子

趨化因子是保證細胞間相互作用的另外一群分子。局部分泌的趨化因子在皮膚炎癥和外傷時，可指示細胞遷移和聚集到適當部位發揮作用。DETCs識別損傷的上皮后局部活化，分泌趨化因子，從而參與其他對損傷部位具有特定功能細胞的募集[24]。已經發現活化的DETCs可以表達淋巴細胞趨化因子、 巨噬細胞炎性蛋白-1α （MIP-1α）、MIP-1β 和RANTES[26]。DETCs分泌的淋巴細胞趨化因子引導CD8+αβT細胞的趨化性，表明DETCs在皮膚損傷或疾病后引起的炎癥過程中發揮功能，進而干預上皮完整和傷口愈合過程[26]。相反，在DETCs表達缺陷時，αβT細胞浸潤至損傷表皮的過程則會延遲[27]。另外，有研究表明，DETCs也可參與調節炎癥細胞浸潤表皮的過程[28]。DETCs誘導趨化因子是其在保持或修復表皮完整性過程中的一條重要途徑[14，29]。

4 DETCs參與炎癥反應和基質沉積

炎性細胞是創傷修復過程的主要參與者。浸潤細胞的類型和持續時間是創傷愈合的關鍵。DETCs缺陷的小鼠，創面中性粒細胞浸潤正常，而巨噬細胞浸潤遷移延遲[28]。TCRδ-/-小鼠與正常小鼠相比，大量巨噬細胞出現在皮下組織，說明巨噬細胞從血液中外滲可能不存在缺陷，但其遷移存在障礙。

在創傷部位透明質酸沉積增多[23]，但DETCs缺陷的小鼠的創面分泌透明質酸延遲[25]。TCRδ-/-小鼠透明質酸沉積缺陷現象，可能是由于從DETCs到角質化細胞缺乏HAS誘導的關鍵信號。角質化細胞與DETCs共培養，活化的DETCs誘導透明質酸合成，而加入FGFR2-Ⅲb封閉肽 （競爭與KGF-1和KGF-2的結合）則使透明質酸合成降至基線水平[30]。這個結果證明DETCs分泌的KGFs可誘導角質化細胞合成透明質酸。此外，研究還發現，將KGF-1、透明質酸或緩沖液加入損傷部位，透明質酸和KGF-1能修復巨噬細胞浸潤缺陷[27]，說明可能由于TCRδ-/-小鼠皮膚中透明質酸水平降低，從而使巨噬細胞浸潤延遲。DETCs可能通過參與炎癥反應和調節基質沉積在維護皮膚穩態和創傷修復過程中發揮作用。

5 小結

皮膚DETCs參與表皮多個方面的調節，通過分泌IGF-1參與調節角質化細胞的存活。當皮膚穩態受到損傷時，DETCs通過分泌KGF促進角質化細胞增殖；通過誘導透明膠質酸分泌，誘導巨噬細胞浸潤。其他組織的DETCs，例如肺和腸道，在表皮維護方面顯示出相似的作用。DETCs存在于所有哺乳動物的上皮，表明在保護組織完整性方面發揮保守作用。上皮穩態的破壞可能阻礙正常修復機制，導致創面不愈合、感染或惡性腫瘤發生。因此，臨床上亟需針對慢性創傷的治療新策略，而DETCs可能在這方面可以發揮巨大作用。

[1] Asarnow DM,Kuziel WA,Bonyhadi M,et al.Limited diversity of γδ antigen receptor genes of Thy-1+dendritic epidermal cells[J].Cell,1988,55(5):837-847.

[2] Boismenu R,Havran WL.Modulation of epithelial cell growth by intraepithelial γδ T cells[J].Science,1994,266(5188):1253-1255.

[3] Sharp LL,Jameson JM,Cauvi G,et al.Dendritic epidermal T cells regulate skin homeostasis through local production of insulin-like growth factor 1[J].Nat Immunol,2005,6(1):73-79.

[4] Boismenu R,Hobbs MV,Boullier S,et al.Molecular and cellular biology of dendritic epidermal T cells[J].Semin Immunol,1996,8(6):323-331.

[5] Havran WL,Allison JP.Origin of Thy-1+dendritic epidermal cells of adult mice from fetal thymic precursors[J].Nature,1990,344(6261):68-70.

[6] Jameson J.A role for skin γδ T cells in wound repair[J].Science,2002,296(5568):747-749.

[7] Madison KC.Barrier function of the skin:"la raison d'être"of the epidermis[J].J Invest Dermatol,2003,121(2):231-241.

[8] Lewis JM,Tigelaar RE.Recognition of an epidermal stress antigen by murine γδ dendritic epidermal T cells(DETC)[J].J Invest Dermatol,1991,96:538A.

[9] Reardon CL.Murine epidermal Vγ5/Vδ1-T-cell receptort+T cells respond to B-cell lines and lipopolysaccharides[J].J Invest Dermatol,1995,105(1 suppl):58S-61S.

[10] Whang MI,Guerra N,Raulet DH.Costimulation of dendritic epidermal γδ T cells by a new NKG2D ligand expressed specifically in the skin[J].J Immunol,2009,182(8):4557-4564.

[11] Ramirez K,Witherden DA,Havran WL.All hands on DE(T)C:Epithelial-resident γδ T cells respond to tissue injury[J].Cell immunol,2015,296(1):57-61.

[12] Han DS.Keratinocyte growth factor-2(FGF-10)promotes healing of experimental small intestinal ulceration in rats[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol,2000,279(5):G1011-G1022.

[13] Jameson J,Havran WL.Skin γδ T‐cell functions in homeostasis and wound healing[J].Immunol Rev,2007,215(1):114-122.

[14] Girardi M,Lewis JM,Filler RB,et al.Environmentally responsive and reversible regulation of epidermal barrier function by γδ T cells[J].J Invest Dermatol,2006,126(4):808-814.

[15] Bol DK,Kiguchi K,Gimenez-Conti I,et al.Overexpression of insulin-like growth factor-1 induceshyperplasia,dermal abnormalities,and spontaneous tumor formation in transgenic mice[J].Oncogene,1997,14(14):1725-1734.

[16] Liu JP,Baker J,Perkins AS,et al.Mice carrying null mutations of the genes encoding insulin-like growth factor I(Igf-1)and type 1 IGF receptor(Igf1r)[J].Cell,1993,75(1):59-72.

[17] Sadagurski M.Insulin-like growth factor 1 receptor signaling regul atesskin developmentand inhibitsskin keratinocyte differentiation[J].Mol Cell Biol,2006,26(7):2675-2687.

[18] Werner S,Peters KG,Longaker MT,et al.Large induction of keratinocyte growth factor expression in the dermis during wound healing[J].Proc Natl Acad Sci USA,1992,89(15):6896-6900.

[19] Werner S.The function of KGF in morphogenesis of epithelium and reepithelialization of wounds[J].Science,1994,266(5186):819-822.

[20] Johnson DE,Williams LT.Structural and functional diversity in the FGF receptor multigene family[J].Adv Cancer Res,1993,60:1-41.

[21] Yoshida S,Mohamed RH,Kajikawa M,et al.Involvement of an NKG2D ligand H60c in epidermal dendritic T cell-mediated wound repair[J].J Immunol,2012,188(8):3972-3979.

[22] Baccala R.γδ T cell homeostasis is controlled by IL-7 and IL-15 together with subset-specific factors[J].J Immunol,2005,174(8):4606-4612.

[23] Lewis JM,Girardi M,Roberts SJ,et al.Selection of the cutaneous intraepithelial γδ + T cell repertoire by a thymic stromal determinant[J].Nat Immunol,2006,7(8):843-850.

[24] MacLeod AS,Havran WL.Functions of skin-resident γδ T cells[J].Cell Mol Life Sci,2011,68(14):2399-2408.

[25] Toulon A,Breton L,Taylor KR,et al.A role for human skinresident T cells in wound healing[J].J Exp Med,2009,206(4):743-750.

[26] Boismenu R,Feng L,Xia YY,et al.Chemokine expression by intraepithelial γδ T cells:implications for the recruitment of inflammatory cells to damaged epithelia[J].J Immunol,1996,157(3):985-992.

[27] Jameson JM,Cauvi G,Sharp LL,et al.γδT cell-induced hyaluronan production by epithelial cells regulates inflammation[J].J Exp Med,2005,201(8):1269-1279.

[28] Tagashira S,Harada H,Katsumata T,et al.Cloning of mouse FGF10 and up-regulation of its gene expression during wound healing[J].Gene,1997,197(1-2):399-404.

[29] Girardi M.Resident skin-specific γδT cells provide local,nonredundant regulation of cutaneous inflammation[J].J Exp Med,2002,195(7):855-867.

[30] Manuskiatti W,Maibach HI.Hyaluronic acid and skin:wound healing and aging[J].Int J Dermatol,1996,35(8):539-544.

Skin γδT-Cell Functions in Epithelium Integrity and Wound Healing

WANG Peihe,HE Zeliang,LI Xiaodong,AN Liang＇en,ZHUO Qinqiang,LIU Lingling．Department of Burns and Plastic Surgery,Bethune International Peace Hospital of PLA,Shijiazhuang 050082,China.

【Summary】The research showed that the dendritic epidermal γδ T cells (DETCs)found in murine skin expressed a γδTCR composed of Vγ3Jγ1-Cγ1and Vδ1Dδ2Jδ2-Cδ chains which specifically expressed in murine skin.Activated DETCs produce several cytokines,growth factors and chemokines.All these factors were related to tissue repair,cell survival,proliferation,migration,recruitment,and play a key role in maintaining the epithelium integrity and repairing the epithelial tissue.In this paper,the functions of DETCs in maintaining the epithelium integrity and would repair were reviewed.

γδT cell;Epithelium integrity;Tissue repair; Skin

R329.2+8

B

1673－0364（2017）06－0354－03

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.06.015

050082 河北省石家莊市 中國人民解放軍白求恩國際和平醫院燒傷整形科。

2017年9月21日；

2017年11月4日）