Artyku³ przegl¹dowy Review
Uk³ad immunologiczny wypracowa³ szereg metod pozwalaj¹cych na kontrolê stopnia nasilenia antygeno-wo-swoistej reakcji immunologicznej. W³aciwie zrów-nowa¿ona odpowied immunologiczna ma bowiem klu-czowe znaczenie dla sprawnego rozpoznawania i eli-minacji obcych antygenów, gwarantuj¹c równoczenie bezpieczeñstwo tkanek i narz¹dów gospodarza. W gra-sicy dochodzi do delecji klonalnej autoreaktywnych lim-focytów, natomiast w obwodowych tkankach i narz¹-dach uk³adu immunologicznego tolerancja nabywana jest na drodze anergii b¹d poprzez aktywn¹ supresjê z udzia³em komórek regulatorowych (31). Oprócz tego, ¿e limfocyty regulatorowe odgrywaj¹ fundamentaln¹ rolê w powstawaniu i utrzymywaniu tolerancji immu-nologicznej (w tym transplantacyjnej), komórki te rów-nie¿ bior¹ udzia³ w wytwarzaniu tolerancji pokarmo-wej, a ponadto w odpowiedzi przeciwzakanej, poszcze-piennej i przeciwnowotworowej. Obecnie wiadomo, ¿e limfocyty regulatorowe nie stanowi¹ jednorodnej po-pulacji komórek, lecz sk³adaj¹ siê na nie liczne subpo-pulacje, które s¹ zró¿nicowane zarówno pod wzglêdem fenotypowym, jak i mechanizmu dzia³ania, a tak¿e pro-cesów/zjawisk immunologicznych, w które s¹ zaanga-¿owane. Zanim wprowadzono pojêcie limfocyty re-gulatorowe pos³ugiwano siê okreleniem limfocyty supresorowe. Koncepcja istnienia komórek supreso-rowych zosta³a wprowadzona w latach 70. ubieg³ego wieku (21) i, ogólnie rzecz bior¹c, zak³ada³a istnienie grupy komórek pomocniczych, maj¹cych zdolnoæ
ha-mowania innych komórek immunokompetentnych. Trudnoci w udowodnieniu istnienia tych limfocytów spowodowane brakiem molekularnych i komórkowych narzêdzi zmniejszy³y zainteresowanie tym tematem, szczególnie na pocz¹tku lat 80., a nawet grozi³y prze-suniêciem tej koncepcji w obszar fenomenologii (62). Prze³omowe odkrycie, które na nowo rozbudzi³o zain-teresowanie tym tematem oraz przywróci³o wiarygod-noæ koncepcji istnienia komórek supresorowych, mia³o miejsce w po³owie lat 90. ubieg³ego wieku (53), kiedy odkryto obecnie najszerzej opisywane w literaturze ko-mórki regulatorowe, a mianowicie limfocyty o fenoty-pie CD4+CD25+, nazywane Treg, Tregs lub Trn.
Ziden-tyfikowanie tych komórek, a w³aciwie odkrycie ich supresorowego dzia³ania, zawdziêczamy badaniom Sa-kaguchi i wsp. (53), którzy wykazali, ¿e wszczepienie
limfocytów pozbawionych subpopulacji CD4+CD25+
myszom bezgrasicznym spowodowa³o wyst¹pienie u nich licznych chorób autoimmunizacyjnych, które z kolei ustêpowa³y po rekonstytucji tych komórek. W licznych póniejszych badaniach potwierdzono, ¿e komórki o fe-notypie CD4+CD25+ s¹ zaanga¿owane w regulacjê
funk-cji uk³adu immunologicznego na drodze aktywnej su-presji.
Pojawia siê pytanie, czy limfocyty o fenotypie CD4+CD25+ nie powinny byæ okrelane mianem
supre-sorowych i czy jest b³êdem u¿ywanie takiej nazwy? W pocz¹tkowym okresie komórki te by³y nazywane limfocytami supresorowymi (Ts), lecz w póniejszym
Komórki regulatorowe z populacji limfocytów CD4
+
TOMASZ MALANKA
Katedra Farmakologii i Toksykologii Wydzia³u Medycyny Weterynaryjnej UWM, ul. Oczapowskiego 13, 10-718 Olsztyn
Malanka T.
CD4+ Regulatory cells Summary
Regulatory T cells are heterogeneous with sub-populations which differ from each other in their phenotype, immune inhibitory mechanisms and function. These cells are responsible for the regulation of the immune response and play a leading role in developing immune tolerance through active suppression. Suggested functions for regulatory T cells include: prevention of autoimmune diseases by maintaining self-tolerance, oral tolerance, and, moreover, suppression of allergy and pathogen-induced immunopathology.There are two general types of the regulatory lymphocytes: natural cells, which develop in the thymus, and induced cells, which are derived from naive lymphocytes in the periphery. These cells consist of heterogeneous subsets that include CD4+ cells, CD8+ cells, ãä+ T cells and NK cells. The first two types of cells can be subdivided into
several phenotypic groups. The present review will characterize the human and murine CD4+ regulatory cells,
i.e., natural (nTreg) and induced (iTreg) CD4+CD25+Foxp3+ cells, IL-10 secreting Tr1 cells and TGF-â
secreting Th3 cells. This paper focuses mainly on aspects concerning the phenotypic markers, development and functional activities of these cells, as well as their immune inhibitory mechanisms.
czasie zosta³y przemianowane na limfocyty regulato-rowe. Workman i wsp. (62) twierdz¹, ¿e zmiana nazwy mia³a na celu zniwelowanie atmosfery sceptycyzmu, która ci¹gle jeszcze otacza³a ideê istnienia komórek supresorowych. Warto te¿ zwróciæ uwagê, ¿e okrelenie regulatorowe uwypukla rolê tych komórek w utrzy-maniu homeostazy uk³adu immunologicznego, a wiêc podkrela ich dzia³anie immunoregulacyjne, natomiast sformu³owanie supresorowe odnosi siê raczej tylko do kierunku dzia³ania tych limfocytów na uk³ad immu-nologiczny. Mimo to nie wydaje siê, by nazwanie
komó-rek CD4+CD25+ mianem supresorowych mia³oby byæ
b³êdem.
Funkcje regulatorowe nie s¹ ograniczone wy³¹cznie do tej subpopulacji, gdy¿ podobne w³aciwoci wyka-zuje szereg innych typów limfocytów, wystêpuj¹cych naturalnie lub/i indukowanych stymulacj¹ antygenow¹. Nale¿¹ tutaj m.in. komórki Tr1, Th3, limfocyty o feno-typie CD8+CD122+, CD8+CD25+Foxp3+, CD8+CD28
oraz komórki Tãä+ i NK. Wszystkie te limfocyty
rów-nie¿ nazywane s¹ komórkami regulatorowymi, lecz odnonie do u¿ywania skrótu Treg istniej¹ pewne nie-zgodnoci w literaturze, które nale¿y mieæ na uwadze. Czêæ badaczy u¿ywa nazwy skrótowej Treg (lub Tregs) tylko w znaczeniu pojêcia szerokiego, pod którym kry-j¹ siê wszystkie wymienione typy komórek regulatoro-wych (43), inni autorzy z kolei u¿ywaj¹ jej zarówno w takim rozumieniu, jak i jednoczenie traktuj¹ jako
równoznacznik limfocytów CD4+CD25+ (29, 52),
wreszcie niektórzy badacze odnosz¹ j¹ tylko i wy³¹cz-nie do komórek o tym fenotypie (15, 62). W przedsta-wionym opracowaniu nazwa skrótowa Treg bêdzie trak-towana tylko jako równoznacznik komórek regulato-rowych z subpopulacji CD4+CD25+.
Limfocyty regulatorowe z subpopulacji CD4+CD25+
Cz¹steczka CD25 odpowiada ³añcuchowi á recepto-ra interleukiny 2 (IL-2Rá) i zasadniczo jest wskani-kiem aktywacji limfocytów. Tak wiêc, mimo ¿e feno-typ CD4+CD25+ jest uto¿samiany z Treg, to faktycznie
komórki te dziel¹ go z aktywowanymi limfocytami CD4+.
W odró¿nieniu od aktywowanych komórek CD4+,
któ-re wykazuj¹ tylko przejciow¹ obecnoæ cz¹steczki CD25, limfocyty regulatorowe cechuje jej sta³a ekspre-sja, st¹d te¿ zwane s¹ limfocytami T regulatorowymi z konstytutywn¹ ekspresj¹ CD25, chocia¿ nie umo¿li-wia to identyfikacji w³aciwych komórek regulatoro-wych w obrêbie subpopulacji CD4+CD25+. Naturalnie
wy-stêpuj¹ce limfocyty regulatorowe o fenotypie CD4+CD25+
rozwijaj¹ siê w grasicy i stanowi¹ ok. 5-10%
obwodo-wych limfocytów CD4+ myszy i cz³owieka (51), ale
uwa¿a siê, ¿e u ludzi wy³¹cznie populacja o wysokiej ekspresji cz¹steczki CD25 (CD4+CD25high [lub bright])
po-siada w³aciwoci regulatorowe (4). Komórki, o któ-rych mowa, wykazuj¹ ekspresjê takich markerów po-wierzchniowych, jak CTLA-4 (antygen-4 zwi¹zany z limfocytem T cytotoksycznym) (47), GITR (receptor czynnika martwicy nowotworu) (39), LAG-3 (gen-3 aktywacji limfocytów) (30), jednak¿e nie s¹ one
swo-iste dla nich, poniewa¿ wystêpuj¹ tak¿e na limfocytach efektorowych (15). W 2003 r. poczyniono wielki krok naprzód w identyfikacji komórek regulatorowych wy-kazuj¹c, ¿e obecnoæ czynnika transkrypcyjnego Foxp3 (zwanego te¿ skurfin¹) w limfocytach o fenotypie CD4+CD25+ jest skorelowana z ich dzia³aniem
regula-torowym, a wiêc mo¿e stanowiæ swoisty marker umo¿-liwiaj¹cy wy³onienie w³aciwych komórek regulatoro-wych z tej subpopulacji (28). Tak wiêc uznawano i uzna-je siê, ¿e fenotyp CD4+CD25+Foxp3+ definiuje
komór-ki regulatorowe. Nale¿y wspomnieæ, ¿e ustalono, i¿ czynnik Foxp3 jest regulatorem rozwoju, funkcji i ho-meostazy limfocytów z powy¿szej subpopulacji; jego dzia³anie jest zwi¹zane m.in. z blokowaniem promoto-rów genów niektórych cytokin (IL-2, IL-4, IFN-ã) (28). W 2006 r. dokonano kolejnego wa¿nego odkrycia (37, 54), a mianowicie wykazano, ¿e intensywnoæ ekspre-sji cz¹steczki CD127 (³añcuch á receptora IL-7) rów-nie¿ umo¿liwia zdefiniowanie tych komórek. Ustalono bowiem, ¿e wysoka ekspresja cz¹steczki CD127 (CD4+CD25+CD127high) wystêpuje na komórkach
efek-torowych, podczas gdy limfocyty o jej niskiej ekspresji (CD4+CD25+CD127low/) s¹ limfocytami
regulatorowy-mi (37, 54). Gdyby Foxp3 i CD127 by³y cile swoisty-mi markeraswoisty-mi limfocytów regulatorowych, to komórki o fenotypie CD4+CD25+CD127low/ powinny byæ w 100%
Foxp3+, a subpopulacja CD4+CD25+CD127high nie
powin-na wykazywaæ obecnoci tego czynnika. Liu i wsp. (37) wykazali, ¿e komórki o fenotypie CD4+CD25+CD127low/
w ok. 87% wykazywa³y obecnoæ Foxp3, lecz równie¿ odsetki limfocytów Foxp3+ z subpopulacji CD4+CD25
CD127low/ i CD4+CD25+CD127high by³y niema³e, tj.
wynosi³y, odpowiednio, 25,5 i 22,9%. W ostatnio opu-blikowanych badaniach stwierdzono znacznie ni¿sz¹ ko-relacjê miêdzy wspó³wystêpowaniem Foxp3 i nisk¹ in-tensywnoci¹ ekspresji cz¹steczki CD127: 34%
imfo-cytów CD127low/ nie wykazywa³o obecnoci Foxp3,
natomiast w ok. 30% komórek CD127+ stwierdzano
ekspresjê tego czynnika (33). Przytaczane badania Liu i wsp. (37) potwierdzi³y, ¿e wysoka ekspresja cz¹stecz-ki CD25 jest dobrym wskanicz¹stecz-kiem limfocytów regu-latorowych cz³owieka, gdy¿ komórki o fenotypie CD4+CD25high w sposób porównywalny do
subpopula-cji CD4+CD25+CD127low/ hamowa³y proliferacjê
lim-focytów efektorowych. Godnym uwagi jest fakt, ¿e dzia-³anie supresorowe wykazywa³y tak¿e komórki o feno-typie CD4+CD25CD127low/ (koekspresja Foxp3 j.w.),
co wskazuje, ¿e subpopulacja ta obejmuje jaki inny typ limfocytów regulatorowych; niewykluczone, ¿e dotyczy to komórek Tr1 i Th3. Z przytoczonych wy-ników badañ wynika, ¿e subpopulacje limfocytów CD4+CD25+CD127low/ i CD4+CD25+Foxp3+ w du¿ej
mierze pokrywaj¹ siê ze sob¹ (choæ nie s¹ w pe³ni zbie¿-ne), a obecnoæ takich fenotypów jest skorelowana z wystêpowaniem w³aciwoci regulatorowych. Nale-¿y mieæ na uwadze, ¿e limfocyty efektorowe CD4+ pod
wp³ywem aktywacji mog¹ równie¿ regulowaæ w dó³ ekspresjê cz¹steczki CD127, a ponadto wykazywaæ przejciow¹ ekspresjê czynnika transkrypcyjnego Foxp3
(1). Tak wiêc obecnie ocena intensywnoci ekspresji cz¹steczki CD127 i/lub obecnoci czynnika Foxp3, stanowi¹ najbardziej czu³e markery do identyfikacji
komórek regulatorowych w obrêbie subpopulacji CD4+
i CD4+CD25+, ale oba te narzêdzia maj¹ swoje
ograni-czenia, które nale¿y mieæ na uwadze interpretuj¹c wy-niki uzyskane z ich u¿yciem. Prawdopodobnie tak¿e stan wiedzy na temat komórek regulatorowych jest jeszcze zbyt ma³y, aby wyt³umaczyæ powy¿sze rozbie¿-noci. Nale¿y te¿ zwróciæ uwagê na fakt, ¿e nie jest mo¿liwe porównanie supresorowego dzia³ania miêdzy
limfocytami o fenotypach CD4+CD25+CD127low/
i CD4+CD25+Foxp3+ na proliferacjê okrelonych
komó-rek docelowych ani te¿ adaptywny transfer tej drugiej subpopulacji limfocytów, gdy¿ nie sortuje siê komó-rek, które by³y permeabilizowane w toku znakowania (z uwagi na wewn¹trzkomórkow¹ lokalizacjê czynnika Foxp3 barwienie w jego kierunku wymaga permeabili-zacji, która prowadzi do szybkiej mierci komórek).
W obrêbie limfocytów regulatorowych o fenotypie CD4+CD25+ (Foxp3+) wyró¿nia siê dwie grupy:
natu-ralne (natural regulatory T cells/nTreg/ nTregs/TRnat/nT
R) oraz indukowane
(zwane te¿ adaptywnymi) limfocyty regulatorowe (induced/adaptive regu-latory T cells/iTreg/iTregs/TRadapt/iT
R).
nTreg powstaj¹ w grasicy w przebie-gu negatywnej i pozytywnej selekcji, sk¹d migruj¹ na obwód, gdzie konsty-tutywnie wykazuj¹ ekspresjê cz¹stecz-ki CD25 i czynnika Foxp3 (62). Sta-nowi¹ one wiêkszoæ komórek regula-torowych z subpopulacji CD4+CD25+
(11). Kluczow¹ dla rozwoju tych ko-mórek w grasicy jest obecnoæ IL-2 (55), a tak¿e kostymulacja z udzia³em CD28 (32), CD80/86 i CD40 (45). Mimo ¿e nTreg posiadaj¹ receptor o wysokim stopniu powinowactwa do IL-2 (CD25), nie syntetyzuj¹ tej cyto-kiny, lecz s¹ ca³kowicie zale¿ne od jej parakrynnej sekrecji. Uwa¿a siê, ¿e TGF-â (transformuj¹cy czynnik wzro-stu) nie jest potrzebny do prawid³owe-go rozwoju nTreg w grasicy, ale jest konieczny do utrzymania ich funkcji supresorowej na obwodzie (38). iTreg powstaj¹ w obwodowych narz¹dach limfatycznych (ledziona, wêz³y ch³on-ne, GALT) z naiwnych limfocytów CD4+ CD25 w odpowiedzi na
stymu-lacjê antygenow¹. Wiele grup badaczy opisa³o indukcjê iTreg u myszy po sto-sowaniu ró¿nych obcych antygenów (2, 42). W warunkach in vitro mo¿na uzyskaæ te komórki z limfocytów CD4+ poddanych stymulacji
antygeno-wej w obecnoci IL-2 i TGF-â (11). W rozwoju nTreg w grasicy maj¹ braæ udzia³ komórki endotelialne, na których dochodzi do ekspresji antygenów w³asnych, dlatego te¿ uwa¿a siê, ¿e nTreg maj¹ byæ przede wszystkim zaanga¿owa-ne w indukcjê tolerancji wobec w³asnych antygenów. Z kolei iTreg powstaj¹ w odpowiedzi na antygeny pre-zentowane na komórkach dendrytycznych w obwodo-wych narz¹dach limfoidalnych, dlatego maj¹ braæ udzia³ w tworzeniu tolerancji wobec antygenów obcych (aler-geny, antygeny bakterii) (29) oraz neoantygenów (np. antygeny nowotworów) (16). Jest raczej jasne, ¿e ge-nerowanie supresji przez Treg jest antygenowo zale¿-ne, co za tyczy siê specyficznoci dzia³ania, to fakt, ¿e aktywacja tych komórek jest antygenowo specyficzna implikuje, ¿e supresorowe dzia³anie tych komórek jest równie¿ antygenowo swoiste (15). Wiadomo jednak, ¿e Treg mog¹ oddzia³ywaæ na limfocyty Th o innej an-tygenowej specyficznoci, ale przypuszcza siê, ¿e taka nieswoista supresja mo¿e byæ mniej skuteczna/wydaj-na w porówskuteczna/wydaj-naniu do antygenowo swoistej (15). Nale¿y te¿ podkreliæ, ¿e obecnie nie istniej¹ markery pozwa-laj¹ce na rozró¿nienie nTreg od iTreg, jakkolwiek
ist-Ryc. 1. Ró¿nicowanie i sposób dzia³ania komórek regulatorowych z populacji lim-focytów CD4+
nieje szereg ró¿nic miêdzy tymi dwoma rodzajami ko-mórek (16), jednak¿e szczegó³owy opis tego zagadnie-nia przekracza zakres prezentowanego opracowazagadnie-nia. Pojedynczy autorzy (7, 62) do limfocytów iTreg zali-czaj¹ wy³¹cznie komórki regulatorowe Tr1 i Th3, o któ-rych bêdzie mowa dalej, natomiast pod pojêciem nTreg rozumiej¹ limfocyty o fenotypie CD4+CD25+Foxp3+,
zarówno naturalne, jak i indukowane, co wprowadza dodatkowy zamêt do i tak ju¿ nieklarownej nomenkla-tury komórek regulatorowych.
Mechanizm dzia³ania limfocytów regulatorowych z subpopulacji CD4+CD25+ jest wielokierunkowy i nie
do koñca poznany. Komórki te maj¹ hamowaæ prolife-racjê i/lub wywo³ywaæ mieræ limfocytów efektoro-wych, a tak¿e hamowaæ produkcjê przez nie cytokin. Odbywa siê to przede wszystkim w sposób zale¿ny od bezporedniego kontaktu komórkakomórka, choæ rów-nie¿ oddzia³ywanie cytokin oraz zu¿ycie IL-2 mog¹ byæ w to zaanga¿owane (15, 57, 62). Co do pierwszego spo-sobu dzia³ania, mo¿e on byæ zwi¹zany z wywo³ywa-niem cytolizy i wtórnej apoptozy limfocytów efekto-rowych w wyniku uwolnienia przez Treg granzymów i perforyn (22, 24) lub te¿ polegaæ na hamowaniu tych komórek poprzez wprowadzenie do nich supresorowe-go przekanika, tj. cyklicznesupresorowe-go AMP (8). Ponadto dzia-³anie proapoptotyczne Treg mo¿e byæ wynikiem: a) pro-dukcji galektyn przez te komórki (58); b) niedoboru IL-2, spowodowanego bardzo du¿ym wychwytem tej interleukiny ze rodowiska przez Treg, jako nastêpstwa intensywnej ekspresji receptora dla IL-2 na tych komór-kach; o takim dzia³aniu Treg mówi siê jako o naci¹ga-niu (sopping up) interleukin¹ 2 (44); c) zwiêkszania ekspresji indoloamino-2,3-dioksygenazy (IDO) w ko-mórkach dendrytycznych (DC) czyli enzymu degra-duj¹cego tryptofan; zarówno niedobór tryptofanu, jak i jego metabolity (np. kynurenina) maj¹ kierowaæ lim-focyty efektorowe na szlak apoptozy, a tak¿e wp³ywaæ negatywnie na same DC (40).
Kwestia udzia³u IL-10 i TGF-â w regulatorowym dzia³aniu Treg jest niejasna. W badaniach in vitro nie wykazano, by cytokiny te by³y w to zaanga¿owane (46, 56). Przeciwstawne wyniki uzyskano w badaniach in vivo, w których stwierdzono, ¿e neutralizacja IL-10 i TGF-â znosi³a supresorowe dzia³anie Treg m.in. w mysim modelu nieswoistego zapalenia jelit (6, 34) i cukrzycy typu I (23), a tak¿e w postaci skórnej leisz-maniozy (6). Badania z ostatnich lat wskazuj¹, ¿e IL-35 mo¿e odgrywaæ wa¿n¹ rolê w dzia³aniu Treg (14).
Limfocyty regulatorowe typu 1 (Tr1)/ limfocyty regulatorowe Tr1 wydzielaj¹ce IL-10
Mówi¹c o komórkach Tr1 ma siê na myli limfocyty z populacji CD4+, do których indukcji wymagana jest
obecnoæ IL-10 i których dzia³anie regulatorowe opie-ra siê g³ównie o produkcjê tej interleukiny. W przeci-wieñstwie do nTreg, limfocyty Tr1 s¹ komórkami in-dukowanymi/adaptywnymi; powstaj¹ z naiwnych
lim-focytów CD4+ w obecnoci IL-10 m.in. w odpowiedzi
na antygeny peptydowe, rozpuszczalne bia³ka (25)
i gli-kokortykosteroidy (19). W wyniku aktywacji komórki te produkuj¹ wysokie poziomy IL-10, TGF-â i IL-5, ma³e iloci IFN-ã i IL-2, natomiast nie syntetyzuj¹ IL-4. W zale¿noci od systemu dowiadczalnego u¿ytego do indukcji Tr1, profil produkcji cytokin mo¿e zmieniaæ siê w odniesieniu do TGF-â, IFN-ã i/lub IL-5, ale pro-dukcja IL-10 jest zawsze wysoka, a IL-4 niewykrywal-na (50, 63). Wykazano równie¿, ¿e komórki Tr1 mog¹ powstawaæ w warunkach dowiadczalnych z ca³kowi-cie zró¿nicowanych limfocytów Th1 i Th2 pod wp³y-wem d³ugotrwa³ej stymulacji, lecz tak indukowane, poza IL-10 nie produkuj¹ ¿adnej innej cytokiny (27).
Obecnie brak jest markerów specyficznie identyfi-kuj¹cych komórki Tr1, ale mo¿liwe jest w du¿ym za-kresie ich odró¿nienie od limfocytów Treg, gdy¿ Tr1 nie wykazuj¹ konstytutywnej ekspresji czynnika trans-krypcyjnego Foxp3 (59). Jakkolwiek obserwowano po aktywacji przejciow¹ i niewielk¹ ekspresjê Foxp3 w komórkach Tr1 (na takim poziomie jak to mo¿e mieæ miejsce w Teff CD4+), lecz przy obecnym stanie
wie-dzy trudno powiedzieæ, czy ma to jakiekolwiek zna-czenie dla funkcji Tr1; istnieje niewiele doniesieñ na ten temat, a ich wyniki nie s¹ zgodne (49). Ponadto komórki Tr1, w przeciwieñstwie do limfocytów Treg, wykazuj¹ ekspresjê ROG, tj. represora czynnika trans-krypcyjnego GATA-3 (czynnik ten odpowiada za in-dukcjê odpowiedzi typu Th2) (13). Postulowano, by uznaæ ROG za marker limfocytów Tr1, ale raczej po-winien on byæ traktowany jako czynnik ró¿nicuj¹cy te komórki od Treg, gdy¿ równie¿ aktywowane limfocyty Th mog¹ wykazywaæ jego ekspresjê. Ocena ekspresji CD25 nie jest pomocna w identyfikacji komórek Tr1, ani te¿ w ich ró¿nicowaniu wzglêdem limfocytów Treg, gdy¿ po ich aktywacji dochodzi do pojawienia siê mar-kerów tego procesu, a wiêc do ekspresji CD25, CD40, CD69 i CTLA-4, tak jak to ma miejsce w przypadku innych limfocytów T (3). Warto jednak zauwa¿yæ, ¿e w odró¿nieniu od komórek Treg, limfocyty Tr1 nie wy-kazuj¹ wysokiej ekspresji CD25 w fazie spoczynkowej (35). Ponadto nale¿y wyranie zaznaczyæ, ¿e mimo i¿ limfocyty Tr1 mog¹ mieæ fenotyp CD4+CD25+, to
sta-nowi¹ populacjê komórek regulatorowych zupe³nie odrêbn¹ od nTreg i iTreg (36). Jak wiêc okreliæ feno-typ komórek Tr1? Obecnie jest on definiowany wy³¹cz-nie w oparciu o ich profil cytokinowy, powy³¹cz-niewa¿ wia-domo, ¿e komórki te produkuj¹ IL-10, natomiast nie syntetyzuj¹ IL-4 oraz wydzielaj¹ niewiele lub w ogóle IL-2. Tak wiêc ich fenotyp przedstawia siê nastêpuj¹co: CD4+IL-10+IL-4IL-2low/, ale mo¿e on jeszcze zostaæ
uzupe³niony o TGF-â+, IL-5+, Foxp3 i IFN-ãlow/. Co
prawda, mo¿na spotkaæ siê z wynikami badañ, w któ-rych nie wykazano, aby komórki Tr1 produkowa³y TGF-â (17), ale wiêkszoæ róde³ podaje, ¿e nie tylko produkcja IL-10, lecz równie¿ TGF-â le¿y u podstawy regulatorowego dzia³ania tych limfocytów (50, 63).
Po aktywacji specyficznym antygenem komórki Tr1 wywieraj¹ dzia³anie supresorowe na limfocyty Th1 i Th2, a tym samym hamuj¹/ograniczaj¹ zjawiska patologicz-ne, w których wywo³anie zaanga¿owane s¹ te komórki
(48). Chocia¿ limfocyty Tr1 s¹ aktywowane w antyge-nowo specyficzny sposób, to poprzez produkcjê IL-10 i TGF-â wywieraj¹ antygenowo niespecyficzne dzia³a-nie supresorowe, które to zjawisko okrelane jest mia-nem efektu przygodnego widza (bystander suppres-sion) antygenowo swoista aktywacja komórki su-presorowej powoduje wydzielanie przez tê komórkê im-munosupresorowych cytokin, które hamuj¹ odpowied immunologiczn¹ wywo³an¹ przez limfocyty efektoro-we o innej swoistoci antygenoefektoro-wej ani¿eli komórka su-presorowa (5). Poprzez produkcjê IL-10 limfocyty Tr1 wywieraj¹ wp³yw na wiele rodzajów komórek. IL-10 jest siln¹ cytokin¹ immunosupresorow¹ hamuj¹c¹ pre-zentacjê antygenu oraz produkcjê cytokin przez komórki dendrytyczne i makrofagi, prowadz¹c tym samym do g³êbokiego zahamowania odpowiedzi typu Th1. Ponad-to interleukina ta reguluje fazê efekPonad-torow¹ reakcji im-munologicznych zwi¹zanych z astm¹ i innymi choro-bami alergicznymi poprzez hamowanie produkcji cy-tokin przez komórki Th2 i komórki tuczne, a tak¿e za porednictwem hamowania funkcji eozynofili oraz mo-dulacji wskanika IgG4:IgE (41). Uwa¿a siê, ¿e poprzez lokaln¹ sekrecjê IL-10 komórki Tr1 maj¹ edukowaæ naiwne limfocyty CD4+ tak, by sta³y siê komórkami Tr1
(35). Bior¹c pod uwagê wyniki badañ wskazuj¹cych, ¿e TGF-â jest wa¿nym czynnikiem wzrostu i ró¿nico-wania komórek Treg, sugeruje siê, ¿e limfocyty Tr1 mog¹ wspieraæ funkcjê tych komórek (64). Komórki Tr1 mog¹ rozpoznawaæ antygeny w³asne (26) oraz no-wotworowe (60), ale wiêkszoæ badañ wskazuje, ¿e komórki te s¹ przede wszystkim zaanga¿owane w kon-trolê homeostazy odpowiedzi immunologicznej na obce antygeny, tym bardziej, ¿e IL-10 reguluje odpowied immunologiczn¹ na alergeny, patogeny i alloantygeny (35).
Na zakoñczenie nale¿y wspomnieæ, ¿e ostatnio poja-wi³y siê informacje wskazuj¹ce na obecnoæ natural-nych komórek regulatorowych produkuj¹cych IL-10, jakkolwiek nie jest jasne, czy pozostaj¹ one w jakim-kolwiek zwi¹zku z limfocytami Tr1 (19).
Limfocyty pomocnicze typu 3 (Th3)/ limfocyty regulatorowe Th3 wydzielaj¹ce TGF-â
Komórki te posiadaj¹ receptor TCR áâ identyczny jak limfocyty Th1 i Th2. Po ligacji TCR komórki te produkuj¹ du¿e iloci TGF-â oraz niskie poziomy IL-4 i IL-10, natomiast nie syntetyzuj¹ IFN-ã i IL-2 (12); komórki Th3 same u¿ywaj¹ IL-4 i TGF-â, gdy¿ cytoki-ny te s¹ czynnikami ich wzrostu i ró¿nicowania (18).
Limfocyty Th3, analogicznie do komórek Tr1, mimo ¿e s¹ wzbudzane w antygenowo specyficzny sposób, to poprzez produkcjê TGF-â wywieraj¹ dzia³anie supre-sorowe w antygenowo niespecyficzny sposób (61). Komórki te odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w powstawaniu i utrzymywaniu tolerancji pokarmowej, a ich niedobór mo¿e prowadziæ do alergii pokarmowych czy te¿ zabu-rzeñ autoimmunologicznych (61). Dzia³anie komórek Th3 nie ogranicza siê jednak wy³¹cznie do kszta³towa-nia i utrzymywakszta³towa-nia tolerancji pokarmowej. W krwi
pa-cjentów cierpi¹cych na stwardnienie rozsiane, którzy otrzymali doustnie bydlêc¹ mielinê, stwierdzano obec-noæ limfocytów Th3 specyficznych dla MBP (zasado-we bia³ko mieliny) i PLP (bia³ko proteolipido(zasado-we), pro-dukuj¹cych du¿e iloci TGF-â, natomiast komórek tych nie wykazano u pacjentów kontrolnych (20). Wyniki te sugeruj¹, ¿e mo¿liwe jest indukowanie antygenowo specyficznych komórek Th3 poprzez doustne podanie antygenu, a wiêc najprawdopodobniej za porednictwem indukcji odpowiedzi immunologicznej na terenie jeli-towego kompartmentu luzówkowego uk³adu immuno-logicznego. Przede wszystkim jednak badania z ostat-nich lat wskazuj¹, ¿e poprzez produkcjê TGF-â limfo-cyty Th3 bior¹ udzia³ w utrzymywaniu limfocytów nTreg, jak równie¿ w lokalnej indukcji limfocytów iTreg na drodze tzw. zjawiska tolerancji infekcyjnej (infec-tious tolerance) (9, 10). Tak wiêc i w sposób poredni komórki Th3 maj¹ braæ udzia³ w kszta³towaniu i utrzy-mywaniu obwodowej tolerancji immunologicznej. W badaniach tych stwierdzono, ¿e przejciowa nad-ekspresja TGF-â powodowa³a ró¿nicowanie antygeno-wo specyficznych limfocytów Th0 w komórki regu-latorowe Th3, które wykazywa³y obecnoæ czynnika transkrypcyjnego Foxp3+, a powtarzaj¹ca siê
stymula-cja antygenowa (in vitro) utrwala³a jego ekspresjê. Stwierdzono równie¿, ¿e tak indukowane limfocyty mog¹ wykazywaæ ekspresjê cz¹steczki CD25, lecz ich w³aciwoci regulatorowe s¹ od tego niezale¿nie (9). Autorzy przytaczanych badañ definiuj¹ te komórki jako Foxp3+CD25+/ Th3 cells i postuluj¹, ¿e stanowi¹ one
zupe³nie odrêbn¹ populacjê od limfocytów Treg, choæ trudno nie braæ pod uwagê mo¿liwoci, ¿e czêæ z tych limfocytów mog³y stanowiæ iTreg.
Pimiennictwo
1.Allan S. E., Crome S. Q., Crellin N. K., Passerini L., Steiner T. S., Bacchetta R., Roncarolo M. G., Levings M. K.: Activation-induced FOXP3 in human T effec-tor cells does not suppress proliferation or cytokine production. Int. Immunol. 2007, 19, 345-354.
2.Apostolou I., von Boehmer H.: In vivo instruction of suppressor commitment in naive T cells. J. Exp. Med. 2004, 199, 1401-1408.
3.Bacchetta R., Sartirana C., Levings M. K., Bordignon C., Narula S., Ronca-rolo M. G.: Growth and expansion of human T regulatory type 1 cells are independent from TCR activation but require exogenous cytokines. Eur. J. Immunol. 2002, 32, 2237-2245.
4.Baecher-Allan C., Brown J. A., Freeman G. J., Hafler D. A.: CD4+CD25high regulatory cells in human peripheral blood. J. Immunol. 2001, 167, 1245-1253. 5.Battaglia M., Stabilini A., Draghici E., Gregori S., Mocchetti C., Bonifacio E., Roncarolo M. G.: Rapamycin and interleukin-10 treatment induces T regulatory type 1 cells that mediate antigen-specific transplantation tolerance. Diabetes 2006, 55, 40-49.
6.Belkaid Y., Blank R. B., Suffia I.: Natural regulatory T cells and parasites: a common quest for host homeostasis. Immunol. Rev. 2006, 212, 287-300. 7.Bettini M. L., Vignali D. A.: Development of thymically derived natural
regula-tory T cells. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010, 1183, 1-12.
8.Bopp T., Becker C., Klein M., Klein-Hessling A., Palmetshofer A., Serfling E., Heib V., Becker M., Kubach J., Schmitt S., Stoll S., Schild H., Staege M. S., Stassen M., Jonuleit H., Schmitt E.: Cyclic adenosine monophosphate is a key component of regulatory T cell-mediated suppression. J. Exp. Med. 2007, 204, 1303-1310.
9.Carrier Y., Yuan J., Kuchroo V. K., Weiner H. L.: Th3 cells in peripheral tolerance. I. Induction of Foxp3-positive regulatory T cells by Th3 cells derived from TGF-beta T cell-transgenic mice. J. Immunol. 2007, 178, 179-185.
10.Carrier Y., Yuan J., Kuchroo V. K., Weiner H. L.: Th3 cells in peripheral tolerance. II. TGF-beta-transgenic Th3 cells rescue IL-2-deficient mice from autoimmunity. J. Immunol. 2007, 178, 172-178.
11.Chatila T. A.: Regulatory T cells: key players in tolerance and autoimmunity. Endocrinol. Metab. Clin. North. Am. 2009, 38, 265-272.
12.Chen Y., Kuchroo V. K., Inobe J., Hafler D. A., Weiner H. L.: Regulatory T-cell clones induced by oral tolerance: suppression of autoimmune encephalomyelitis. Science 1994, 265, 1237-1240.
13.Cobbold S. P., Nolan K. N., Graca L., Castejon R., Le Moine A., Frewin M. R., Humm S., Adams E., Thompson S., Zelenika D., Paterson A., Yates S., Fairchild P. J., Waldmann H.: Regulatory T cells and dendritic cells in transplantation tolerance: molecular markers and mechanisms. Immunol. Rev. 2003, 196, 109--124.
14.Collison L. W., Workman C. J., Kuo T. T., Boyd K., Wang Y., Vignali K. M., Cross R., Sehy D., Blumberg R. S., Vignali D. A.: The inhibitory cytokine IL-35 contributes to regulatory T-cell function. Nature 2007, 450, 566-569. 15.Corthay A.: How do regulatory T cells work? Scand. J. Immunol. 2009, 70,
326--336.
16.Curotto de Lafaille M. A., Lafaille J. J.: Natural and adaptive foxp3+ regulatory T cells: more of the same or a division of labor? Immunity 2009, 30, 626-635. 17.Dieckmann D., Bruett C. H., Ploettner H., Lutz M. B., Schuler G.: Human
CD4(+)CD25(+) regulatory, contact-dependent T cells induce interleukin 10--producing, contact-independent type 1-like regulatory T cells. J. Exp. Med. 2002, 196, 247-253.
18.Faria A. M., Weiner H. L.: Oral tolerance: Therapeutic implications for auto-immune diseases. Clin. Dev. Immunol. 2006, 13, 143-157.
19.Fujio K., Okamura T., Yamamoto K.: The Family of IL-10-secreting CD4+ T cells. Adv. Immunol. 2010, 105, 99-130.
20.Fukaura H., Kent S. C., Pietrusewicz M. J., Khoury S. J., Weiner H. L., Hafler D. A.: Induction of circulating myelin basic protein and proteolipid protein-spe-cific transforming growth factorbeta1-secreting Th3 T cells by oral administra-tion of myelin in multiple sclerosis patients. J. Clin. Invest. 1996, 98, 70-77. 21.Gershon R. K.: A disquisition on suppressor T cells. Transplant. Rev. 1975, 26,
170-185.
22.Gondek D. C., Lu L. F., Quezada S. A., Sakaguchi S., Noelle R. J.: Cutting edge: contact-mediated suppression by CD4+CD25+ regulatory cells involves a gran-zyme B-dependent, perforin-independent mechanism. J. Immunol. 2005, 174, 1783-1786.
23.Green E. A., Gorelik L., McGregor C. M., Tran E. H., Flavell R. A.: CD4+CD25+ T regulatory cells control anti-islet CD8+ T cells through TGF-beta-TGF-beta receptor interactions in type 1 diabetes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 10878-10883.
24.Grossman W. J., Verbsky J. W., Barchet W., Colonna M., Atkinson J. P., Ley T. J.: Human T regulatory cells can use the perforin pathway to cause autologous target cell death. Immunity 2004, 21, 589-601.
25.Grundstrom S., Cederbom L., Sundstedt A., Scheipers P., Ivars F.: Superanti-gen-induced regulatory T cells display different suppressive functions in the presence or absence of natural CD4(+)CD25(+) regulatory T cells in vivo. J. Immunol. 2003, 170, 5008-5017.
26.Hall A. M., Ward F. J., Vickers M. A., Stott L. M., Urbaniak S. J., Barker R. N.: Interleukin-10-mediated regulatory T-cell responses to epitopes on a human red blood cell autoantigen. Blood 2002, 100, 4529-4536.
27.Hawrylowicz C. M., OGarra A.: Potential role of interleukin-10-secreting regulatory T cells in allergy and asthma. Nat. Rev. Immunol. 2005, 5, 271-283. 28.Hori S., Nomura T., Sakaguchi S.: Control of regulatory T cell development by
the transcription factor Foxp3. Science 2003, 299, 1057-1061.
29.Horwitz D. A., Zheng S. G., Gray J. D.: Natural and TGF-beta-induced Foxp3(+)CD4(+) CD25(+) regulatory T cells are not mirror images of each other. Trends Immunol. 2008, 29, 429-435.
30.Huang C. T., Workman C. J., Flies D., Pan X., Marson A. L., Zhou G., Hipkiss E. L., Ravi S., Kowalski J., Levitsky H. I., Powell J. D., Pardoll D. M., Drake C. G., Vignali D. A.: Role of LAG-3 in regulatory T cells. Immunity 2004, 21, 503-513.
31.Jag³a M., Cichocka-Jarosz E.: Limfocyty regulatorowe. Alerg. Astma Immun. 2007, 12, 22-29.
32.Keir M. E., Sharpe A. H.: The B7/CD28 costimulatory family in autoimmunity. Immunol. Rev. 2005, 204, 128-143.
33.Klein S., Kretz C. C., Krammer P. H., Kuhn A.: CD127(low/) and FoxP3(+) expression levels characterize different regulatory T-cell populations in human peripheral blood. J. Invest. Dermatol. 2010, 130, 492-499.
34.Kullberg M. C., Hay V., Cheever A. W., Mamura M., Sher A., Letterio J. J., Shevach E. M., Piccirillo C. A.: TGF-beta1 production by CD+ CD25+ regula-tory T cells is not essential for suppression of intestinal inflammation. Eur. J. Immunol. 2005, 35, 2886-2895.
35.Levings M. K., Roncarolo M. G.: Phenotypic and functional differences between human CD4+CD25+ and type 1 regulatory T cells. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2005, 293, 303-326.
36.Levings M. K., Sangregorio R., Sartirana C., Moschin A. L., Battaglia M., Orban P. C., Roncarolo M. G.: Human CD25+ CD4+ T suppressor cell clones
produce transforming growth factor â, but not interleukin 10, and are distinct from type 1 T regulatory cells. J. Exp. Med. 2002, 196, 1335-1346.
37.Liu W., Putnam A. L., Xu-Yu Z., Szot G. L., Lee M. R., Zhu S., Gottlieb P. A., Kapranov P., Gingeras T. R., de St Groth B. F., Clayberger C., Soper D. M., Ziegler S. F, Bluestone J. A.: CD127 expression inversely correlates with FoxP3 and suppressive function of human CD4+ T reg cells. J. Exp. Med. 2006, 203, 1701-1711.
38.Marie J. C., Letterio J. J., Gavin M., Rudensky A. Y.: TGF-â1 maintains suppressor function and Foxp3 expression in CD4+CD25+ regulatory T cells. J. Exp. Med. 2005, 201, 1061-1067.
39.McHugh R. S., Whitters M. J., Piccirillo C. A., Young D. A., Shevach E. M., Collins M., Byrne M. C.: CD4 (+) CD25 (+) immunoregulatory T cells: gene expression analysis reveals a functional role for the glucocorticoid-induced TNF receptor. Immunity 2002, 16, 311-323.
40.Mellor A. L., Munn D. H.: Ido expression by dendritic cells: tolerance and tryp-tophan catabolism. Nat. Rev. Immunol. 2004, 4, 762-764.
41.Moore K. W., de Waal Malefyt R., Coffman R. L., OGarra A.: Interleukin-10 and the interleukin-10 receptor. Ann. Rev. Immunol. 2001, 19, 683-765. 42.Mucida D., Kutchukhidze N., Erazo A., Russo M., Lafaille J. J., Curotto de
Lafaille M. A.: Oral tolerance in the absence of naturally occurring Tregs. J. Clin. Invest. 2005, 115, 1923-1933.
43.Muller Y. D., Golshayan D., Ehirchiou D., Wekerle T., Seebach J. D., Bühler L. H.: T regulatory cells in xenotransplantation. Xenotransplantation 2009, 16, 121-128. 44.Pandiyan P., Zheng L., Ishihara S., Reed J., Lenardo M. J.: CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells induce cytokine deprivation-mediated apoptosis of effector CD4+ T cells. Nat. Immunol. 2007, 8, 1353-1362.
45.Paust S., Lu L., McCarty N., Cantor H.: Engagement of B7 on effector T cells by regulatory T cells prevents autoimmune disease. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 10398-10403.
46.Piccirillo C. A., Shevach E. M.: Cutting edge: control of CD8+ T cell activation by CD4+CD25+ immunoregulatory cells. J. Immunol. 2001, 167, 1137-1140. 47.Read S., Malmstrom V., Powrie F.: Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen
4 plays an essential role in the function of CD25+CD4+ regulatory cells that
control intestinal inflammation. J. Exp. Med. 2000, 192, 295-302.
48.Roncarolo M. G., Bacchetta R., Bordignon C., Narula S., Levings M. K.: Type 1 T regulatory cells. Immunol. Rev. 2001, 182, 68-79.
49.Roncarolo M. G., Gregori S.: Is FOXP3 a bona fide marker for human regula-tory T cells? Eur. J. Immunol. 2008, 38, 925-927.
50.Roncarolo M. G., Gregori S., Battaglia M., Bacchetta R., Fleischhauer K., Levings M. K.: Interleukin-10-secreting type 1 regulatory T cells in rodents and humans. Immunol. Rev. 2006, 212, 28-50.
51.Sakaguchi S.: Naturally arising CD4+ regulatory T cells for immunologic self--tolerance and negative control of immune responses. Annu. Rev. Immunol. 2004, 22, 531-562.
52.Sakaguchi S.: Regulatory T cells: Meden Agan. Immunol. Rev. 2006, 212, 5-7. 53.Sakaguchi S., Sakaguchi N., Asano M., Itoh M., Toda M.: Immunologic self--tolerance maintained by activated T cells expressing IL-2 receptor alpha--chains (CD25). Breakdown of a single mechanism of self-tolerance causes various autoimmune diseases. J. Immunol. 1995, 155, 1151-1164.
54.Seddiki N., Santner-Nanan B., Martinson J., Zaunders J., Sasson S., Landay A., Solomon M., Selby W., Alexander S. I., Nanan R., Kelleher A., Fazekas de St Groth B.: Expression of interleukin (IL)-2 and IL-7 receptors discriminates between human regulatory and activated T cells. J. Exp. Med. 2006, 203, 1693--1700.
55.Su L., Creusot R. J., Gallo E. M., Chan S. M., Utz P. J., Fathman C. G., Ermann J.: Murine CD4+CD25+ regulatory T cells fail to undergo chromatin
remodeling across the proximal promoter region of the IL-2 gene. J. Immunol. 2004, 173, 4994-5001.
56.Takahashi T., Kuniyasu Y., Toda M., Sakaguchi N., Itoh M., Iwata M., Shi-mizu J., Sakaguchi S.: Immunologic self-tolerance maintained by CD25+CD4+ naturally anergic and suppressive T cells: induction of autoimmune disease by breaking their anergic/suppressive state. Int. Immunol. 1998, 10, 1969-1980. 57.Tang Q., Bluestone J. A.: The Foxp3+ regulatory T cell: A jack of all trades,
master of regulation, Nat. Immunol. 2008, 9, 239-244.
58.Toscano M. A., Bianco G. A., Ilarregui J. M., Croci D. O., Correale J., Hernan-dez J. D., Zwirner N. W., Poirier F., Riley E. M., Baum L. G., Rabinovich G. A.: Differential glycosylation of TH1, TH2 and TH-17 effector cells selectively regulates susceptibility to cell death. Nat. Immunol. 2007, 8, 825-834. 59.Vieira P. L., Christensen J. R., Minaee S., ONeill E. J., Barrat F. J.,
Boon-stra A., Barthlott T., Stockinger B., Wraith D. C., OGarra A.: IL-10 secreting regulatory T cells do not express Foxp3 but have comparable regulatory func-tion to naturally occuring CD4+CD25+ regulatory T cells. J. Immunol. 2004, 172, 5986-5993.
60.Wang H. Y., Lee D. A., Peng G., Guo Z., Li Y., Kiniwa Y., Shevach E. M., Wang R. F.: Tumor-specific human CD4+ regulatory T cells and their ligands: implications for immunotherapy. Immunity 2004, 20, 107-118.
61.Weiner H. L.: Induction and mechanism of action of transforming growth factor-beta-secreting Th3 regulatory cells. Immunol. Rev. 2001, 182, 207-214. 62.Workman C. J., Szymczak-Workman A. L., Collison L. W., Pillai M. R., Vignali D. A.: The development and function of regulatory T cells. Cell. Mol. Life Sci. 2009, 66, 2603-2622.
63.Wu K., Bi Y., Sun K., Wang C.: IL-10-producing type 1 regulatory T cells and allergy. Cell. Mol. Immunol. 2007, 4, 269-275.
64.Yamagiwa S., Gray J. D., Hashimoto S., Horwitz D. A.: A role for TGF-beta in the generation and expansion of CD4+CD25+ regulatory T cells from human peripheral blood. J. Immunol. 2001, 166, 7282-7289.
Adres autora: dr n. wet. Tomasz Malanka, ul. ¯o³nierska 14C/310, 10-561 Olsztyn; e-mail: tomasz.maslanka@uwm.edu.pl
