



维生素A不仅是机体营养的必需物质,也是影响机体免疫功能的重要调节剂。20世纪初,研究人员将维生素A鉴定为抗感染药物,随后许多相关临床试验表明,补充维生素A可以降低呼吸道感染、麻疹、产后败血症和许多其他感染的发病率和死亡率。尽管现在人们已经认识到维生素A对人体健康的重要性,特别是对保护性免疫的重要性,但这种营养素的饮食缺乏在发展中国家仍然是一个主要的现实问题,据估计有2.5亿学龄前儿童维生素A摄取不足,因而引起相关地区儿童期常见感染的发病率明显增加。
维甲酸类药物介导的多种作用不仅影响淋巴组织的功能,还会影响多种免疫细胞的功能分化。维A酸及核受体对免疫反应的调控作用取决于物质的剂量、核受体的亚型、免疫细胞类型及组织微环境等多种因素,而这类药物对免疫系统的调控程度差异性也一定程度上限制了维甲酸类药物的发展。维A酸作为外源物质直接参与细胞内的核受体介导的信号传导,进而调节基因转录,参与细胞增殖、分化与凋亡,这一机制为免疫系统功能的调控提供了强大的信号基础,从而使这类物质以最微妙的方式有效调控免疫反应。
肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSC)储存着体内大多数维生素A及视黄醇酯,这类细胞因表达RALDH1也可产生RA。但是HSC不能充当抗原呈递细胞(antigen-presenting cells,APC),而只能以RA依赖性方式调控免疫应答。肠道固有层(lamina propria,LP)中的CD103阳性树突状细胞(dendritic cells,DC)是免疫系统中ATRA的一个重要来源。与HSC相比,这些LP来源的DCs表达RALDH2的能力是由粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)和RA自身诱导的。同样,肠系膜淋巴结和骨髓基质细胞也具有在成熟的DC中诱导RALDH2表达的能力。黏膜DC的RA产生可受到多种因子的正向调控,包括IL-4、IL-13、p38MAPK、4-1BB和Wnt-β-catenin驱动信号等。RA的另一个来源是LP巨噬细胞,在蠕虫曼氏梭状芽孢杆菌感染期间,LP巨噬细胞上调RALDH2表达以响应由局部3型天然淋巴细胞(innate lymphoid cells,ILC3)产生的GM-CSF和IL-4或响应类视黄醇依赖性2型免疫反应。
皮肤作为人体主要的天然屏障,表皮和真皮中含有大量的免疫细胞,其在抵御外界病原微生物、物理化学刺激等方面发挥重要的作用。如表皮中的朗格汉斯细胞是主要的皮肤驻留免疫细胞类型,与炎症反应调节相比,这类细胞发挥的作用更多的是与致免疫耐受性有关。此外,真皮中的角质形成细胞在抵御病原微生物方面也十分关键,它可通过生成大量的抗菌肽、促炎因子、趋化因子而发挥促炎效应。同时,真皮中也会驻留其他的免疫细胞类型,如树突状细胞、巨噬细胞、2型天然淋巴细胞(ILC2)、NK细胞、T细胞和B细胞等。然而,皮肤免疫反应与皮肤感染之间的失衡则容易诱发皮肤炎症,并引起多种皮肤病症,其中RA及其核受体RAR介导的信号通路发挥关键的调节作用。
RA/RAR信号轴在T细胞归巢、Treg细胞分化、Th17细胞极化等方面发挥重要作用,其调控效应与RA的剂量、细胞类型密切相关。RA在免疫细胞中发挥的功能具有多效性和矛盾性的特征。RA在多种免疫细胞上诱导肠归巢受体α4β7和CCR9的表达。在稳态下,RA促进DC中的致耐受性功能,而在炎性条件下RA则发挥促炎作用。RA可促进调节性T细胞Treg的生成,同时抑制Th17细胞的分化。RA一方面可促进Th2细胞分化,另一方面可抑制Th1细胞分化。
RA/RAR信号轴对B细胞发育和功能分化发挥重要的调控作用。RA可增强记忆B细胞产生抗体,其机制与MAPK和NF-κB信号通路的激活有关。与之相反,RA可抑制成熟B细胞的增殖,其机制与cyclin抑制蛋白p27 kip 1 的表达上调有关,从而诱导了成熟B细胞周期阻滞于G0/G1期。RA介导的增殖抑制作用与B细胞向浆细胞的分化密切相关,其机制与RA诱导的转录因子pax-5下调及Blimp-1上调有关,提示RA在B细胞转录调控、周期阻滞及浆细胞分化方面发挥重要作用。RA/RAR信号通路对于IgG抗体家族类型及产生IgA的B细胞发挥关键的调节作用。研究表明,维生素A缺乏的小鼠IgA浆细胞的聚集明显降低,且肠道IgA的生成也明显减少,口服RAR激动剂可明显增加血清中IgA的水平。体外实验表明RA可通过促进B细胞中IL-6的自分泌而增强IgA的产生,体内实验证实黏膜树突状细胞产生的RA与微生物诱导的IL-6协同促进黏膜B细胞产生IgA。此外,不同的是,RA可在体内外水平抑制IgG1抗体家族转化,而对IgM表达无明显影响。总之,RA对B细胞的不同调控效应取决于抗原刺激类型、效应细胞的分化阶段及RAR受体亚型的表达等。RA对于多种机体固有免疫细胞的归巢、增殖、分化和功能调节等可发挥直接或间接的调控作用,包括ILCs、TCRγδs、NKT细胞和NK细胞等。与RA在适应性免疫细胞中的多重调节作用相似,RA/RAR信号通路在固有免疫中也发挥着促进或抑制等调节作用。总之,固有免疫和适应性免疫系统中RA/RAR信号的平衡补偿具有一定的灵活性,并可以根据情况或环境触发因素来进行有效的免疫调节。