IL2RA(CD25)：CD4+CD25+Tregs亞群最特異性標志物，抑制效應T細胞，免疫領域熱點分子！
日期：2023-08-17 13:27:28
2023年8月8日，信達生物在Nature Cancer期刊發(fā)表了題為“IL-2Rα-biased agonist enhances antitumor immunity by invigorating tumor-infiltrating CD25+CD8+ T cells”文章 [1]。該報道揭示了抗PD-1/IL-2雙特異性抗體融合蛋白（IBI363）的早期臨床前核心機制研究結果。數(shù)年來，隨著對T細胞亞群的不斷研究，一群能夠主動維持免疫平衡和外周免疫耐受的細胞被發(fā)現(xiàn)，定義為調節(jié)性細胞（Tregs）。T細胞具有異質性，包括CD4+CD25+Tregs，CD8+CD25+Tregs，CD8+CD28+Tregs細胞等，其中CD4+CD25+Tregs是目前研究最多的亞群之一。
IL2通過IL2受體αβγ三聚體誘導激活CD4+CD25+Tregs。CD4+CD25+Tregs細胞是一種負向免疫調控細胞，在抑制自身免疫性疾病的進展、控制潛在有害的炎性反應及維持自身免疫穩(wěn)態(tài)等方面起了關鍵性的作用。通過調節(jié)CD4+CD25+Tregs細胞數(shù)量，影響效應T細胞功能，可治療多種免疫疾病或腫瘤。目前，IL2RA（CD25）作為該亞群的最特異性標志，成為免疫調節(jié)研究領域的熱點分子！
1. 什么是CD4+CD25+調節(jié)性T細胞？
CD4+CD25+調節(jié)性T細胞（CD4+CD25+Tregs））是一類特定亞群的CD4+T細胞。它們特征性的表達CD25分子，即IL-2受體α鏈（IL-2RA），屬于職業(yè)抑制性T細胞。1995年，Sakaguchi等人首次報道在正常人和小鼠外周血及脾臟組織的CD4+T淋巴細胞中，有一細胞亞群持續(xù)高表達CD25分子，進而首次分離出CD4+CD25+T細胞。目前該亞群特異性的標志分子還包括FOXP3，其次CTLA-4、GXTR等，這些標志有助于將CD4+CD25+Tregs從活性T細胞、效應性T細胞和記憶性T細胞中區(qū)分出來。CD4+CD25+Tregs具有兩大核心功能特性：一是免疫無能性，即不響應IL-2等刺激；二是免疫抑制性，可以抑制效應T細胞增殖，并影響其細胞因子產(chǎn)生（圖1） [2-6]。
圖1. CD25參與Tregs調節(jié)性T細胞的發(fā)育和免疫調節(jié) [2]
2. 什么是IL2Rα/IL2RA（CD25）？
IL2Rα/IL2RA（又稱為CD25）是白細胞介素2（IL-2）受體的α鏈，其胞漿區(qū)域較短，屬于一種低親和性的白介素-2（IL-2）受體。IL-2RA因為可以持續(xù)、高水平的表達在靜止以及活化的調節(jié)性T細胞上，所以是目前最常用的調節(jié)性T細胞標記分子。IL-2Rβ（CD122）和IL-2Rγ（CD132）的二聚體形式是IL-2信號通路的必須結構，但僅有IL-2Rβ和IL-2Rγ的二聚體形式存在時，IL-2無法有效的通過IL-2受體復合物信號通路調節(jié)T細胞增生。因此，IL-2Rα可以與IL-2受體的β鏈（CD122）和γ鏈（CD132）形成復合物，從而增強IL-2與受體的親和力（圖2） [7-11]。
IL2RA（CD25）主要表達于CD4+細胞膜表面，參與調節(jié)性CD4+T細胞在IL-2的生理低水平下進行分化和增殖。近些年，CD4+CD25+Tregs細胞亞型，因其具有獨特的作用方式和功能特征引起了國內(nèi)外研究者的共同關注。在CD4+CD25+Tregs細胞中，CD25作為IL-2受體的關鍵組成部分，使Treg細胞能夠響應IL-2信號，發(fā)揮免疫調控功能。Treg細胞通過抗原非特異性機制來抑制效應T細胞的激活。總之，IL-2RA（CD25）作為Treg細胞的重要標志，不僅標識了這個特定的細胞亞群，還使CD4+CD25+Tregs能夠發(fā)揮關鍵的免疫調控功能 [7-11]。
圖2. IL-2與IL-2α、β和γ鏈受體復合物結構示意圖 [11]
3. IL2RA相關的調控機制
3.1 IL2/IL2Rα信號通路機制
IL2Rα作為IL-2異源三聚體受體復合物的α鏈，與IL-2受體β鏈、γ鏈形成IL-2受體復合物。IL-2受體復合物本身不具有激活信號通路能力，是通過與非受體型蛋白酪氨酸激酶偶聯(lián)，激活下游信號傳導通路。主要通過以下三條信號通路傳導 （圖3）[12-14]：
i) Jak-STAT途徑。激酶被激活，IL-2R胞內(nèi)段Jak蛋白結合部分發(fā)生磷酸化，啟動STAT因子轉入細胞核中，使靶基因發(fā)揮調控細胞增殖與凋亡的作用。
ii) MAP激酶途徑。激酶和Syk激酶活化后，使IL-2R胞內(nèi)段發(fā)生磷酸化，引發(fā)Shc蛋白和Grb-2蛋白級聯(lián)激活，使具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性的Raf-1蛋白啟動MAP激酶途徑；另外，在Jak激酶活化后還可以激動Pyk2激酶，從而啟動MAP激酶途徑；最終調節(jié)細胞周期蛋白依賴激酶對特定底物發(fā)揮作用，促進細胞增殖。
iii) 磷酸酰肌醇-3-激酶PI3K途徑。該過程需要Jak激酶、Pyk2激酶的參與，lck激酶作為啟動因子，磷酸酰肌醇-3-激酶與Shc蛋白結合后刺激致癌基因Akt和p70S6k表達，參與調控細胞凋亡及增殖活動。
圖3. IL-2/IL-2Rα信號通路機制 [12]
3.2 CD4+CD25+Tregs的免疫負調節(jié)機制
IL2RA（CD25）作為Treg細胞的重要標志，不僅標識了CD4+CD25+Tregs這個特定的細胞亞群，還使其能夠發(fā)揮關鍵的免疫調控功能。CD25分子在CD4+CD25+ Treg上呈高表達狀態(tài)，能夠與效應細胞競爭性結合IL-2，使效應細胞無法得到生長信號而不能增殖。CD4+CD25+Tregs細胞的主要功能特性是免疫無能性和免疫抑制性。免疫無能性是指在抗原刺激下，Treg呈現(xiàn)無反應狀態(tài)，即使在高濃度IL-2單獨刺激下也呈無應答狀態(tài)。免疫抑制性是指在T細胞受體（TCR）介導的信號刺激下，調節(jié)性T細胞可活化、增殖成為有抑制作用的T淋巴細胞 [13-14]。
近年來體內(nèi)外研究表明，除了IL-2RA（CD25），細胞因子（IL-10、TGF-β、IL-2、IL-6）和某些細胞膜分子（CTLA-4、GITR）也在CD4+CD25+Tregs功能的發(fā)揮中起了一定的作用 （圖4）[15-18]。目前對CD4+CD25+Tregs的效應機制還不十分明確。最初的體外研究明確支持CD4+CD25+Tregs是通過與其他細胞直接接觸發(fā)揮抑制作用這一觀點。因此，細胞-細胞互相接觸是該亞型發(fā)揮作用的先決條件。
圖4. IL-10和TGF-β參與CD4+CD25+Treg（iTREG）的免疫調節(jié)作用機制 [16]
4. CD4+CD25+Tregs在多種疾病中的作用
IL2RA，即DC25，主要表達于CD4+CD25+Tregs細胞表面。CD4+CD25+Tregs作為新近發(fā)現(xiàn)的，一個具有獨特免疫調節(jié)作用的T細胞亞群，其在維持機體免疫耐受和調節(jié)免疫反應中起著重要作用！隨著研究的深入，該亞型逐漸成為最近幾年來研究的熱點。
4.1 CD4+CD25+Tregs與自身免疫性疾病
目前已有大量的證據(jù)表明CD4+CD25+Tregs細胞數(shù)量和或功能異常是打破自身免疫耐受與誘發(fā)許多自身免疫性疾病的重要因素。與正常人相比I型糖尿病患者的外周血中CD4+CD25+Tregs細胞數(shù)量均明顯降低，并且與疾病的嚴重程度有關。除了數(shù)量缺少外，I型糖尿病患者的CD4+CD25+Tregs細胞的免疫抑制功能也降低。在某些情況下，這些T細胞雖然數(shù)量沒有明顯變化，但對抑制T細胞增殖的作用減少，同時分泌IFN-γ增加、分泌IL-10減少。這可能導致CD4+CD25+T細胞的抑制功能減弱，影響對胰島的保護 [19-20]。
在系統(tǒng)性紅斑狼瘡SLE中，研究發(fā)現(xiàn)患者外周血CD4+CD25high T細胞與CD4+CD25int T細胞的比率降低，說明SLE存在免疫失衡，主要表現(xiàn)為抑制功能細胞下降，而效應性T細胞升高。通過增加CD4+CD25high T細胞的數(shù)量和功能或抑制效應T細胞可作為SLE治療靶點 [21]。在另外一些自身免疫性疾病中，如多發(fā)性硬化病 [22]、類風濕關節(jié)炎 [23]、銀屑病 [24]、Wegner’s肉芽腫病 [25]和重癥肌無力 [26]等，雖然CD4+CD25+Tregs細胞的數(shù)量正常，但其免疫抑制活性是下降的或者缺乏的。
4.2 CD4+CD25+Tregs與移植物抗宿主病
CD4+CD25+Tregs在移植物抗宿主病（GVHD）中發(fā)揮重要作用。GVHD是一種免疫性疾病，常見于異種基因造血干細胞移植。研究表明，CD4+CD25+Tregs可以調節(jié)GVHD的發(fā)生。供者淋巴細胞中去除CD4+CD25+T細胞或受體中去除CD25+T細胞會增加GVHD的風險，而輸注新鮮的供體CD4+CD25+T細胞可以減輕GVHD。其中，CD4+CD25+CD62L+Treg對急性GVHD的調節(jié)作用顯著。不同的CD4+CD25+Tregs亞群在抑制GVHD中的作用有所不同。這些發(fā)現(xiàn)對于GVHD的臨床預防和治療提供了有益的信息 [27-28]。
4.3 CD4+CD25+Tregs與腫瘤
許多腫瘤抗原為自身抗原，CD4+CD25+Tregs能抑制T細胞對外來和自體抗原的免疫應答，因而在維持對自身成分耐受的同時，也會阻止機體對腫瘤細胞的免疫應答，從而導致了腫瘤的免疫逃逸 [29-30]。在急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）中，CD25+AML患者的白血病細胞高表達髓系抗原CD11b、CD36；淋系抗原CD4、CD22；骨髓干細胞抗原CD123。而低表達漿細胞抗原CD38及NK細胞抗原CD56 [31-32]；在卵巢癌中，腫瘤細胞分泌CCL22，招募CD4+CD25+Tregs至腫瘤部位，導致CD4+CD25+Tregs在癌腫組織中聚集，而在正常的卵巢組織中幾乎不能看到CD4+CD25+Tregs。對于腫瘤而言，去除這群細胞可能有助于誘發(fā)有效的腫瘤免疫 [33-34]。
4.4 CD4+CD25+Tregs與其它疾病
CD4+CD25+Tregs的抑制作用使得幽門螺桿菌無法被免疫系統(tǒng)清除而長期存在，對胃、十二指腸造成了損害，導致胃、十二指腸潰瘍甚至癌變 [35]；IL2RA基因的rs3118470位點的基因多態(tài)性與斑秀的家族史以及病情嚴重程度存在著一定的相關性 [36]；在妊娠小鼠的脾臟、回腸淋巴結以及外周血中，CD4+CD25+Tregs的比例明顯高于非妊娠對照組小鼠。如果將抗CD25單抗克隆體輸注給小鼠，則會導致其流產(chǎn)。說明CD4+CD25+Tregs在誘導母胎免疫耐受方面起著重要作用 [37]。
在大鼠腦缺血再灌注CD4+CD25+Tregs細胞輸注移植治療模型中，CD4+CD25+Tregs細胞可以減小大腦中動脈阻塞缺血再灌注（MCAO/R）大鼠腦梗死體積，降低缺血后神經(jīng)功能缺損，提高神經(jīng)功能恢復。此外，CD4+CD25+Tregs細胞還可降低缺血對寡突膠質細胞和軸突造成的損害，減輕腦缺血后白質損傷 [38]。
5. IL2RA的臨床研究前景
目前，有多家機構在研究靶向IL-2RA（CD25）的藥物，包括三生國健藥業(yè)（上海）股份有限公司、信達生物、Ligand Pharmaceuticals, Inc.、Eisai Co., Ltd.和Novartis Pharma AG等。三種靶向CD25/IL-2RA的藥物已經(jīng)獲得批準上市，分別是Daclizumab達克珠單抗和Basiliximab巴利昔單抗（均用于腎移植排斥反應）、Denileukin Diftitox地尼白介素2（用于外周T細胞淋巴瘤和轉移性黑色素瘤）。此外，還有一些藥物正在進行臨床試驗，如Inolimomab伊諾莫單抗已處于批準上市階段，用于移植物抗宿主病GVHD。CD4+CD25+Tregs作為一個具有免疫調節(jié)作用的T淋巴細胞亞群，對它的研究正步入到一個新階段！因此，對Treg細胞最特異性標志IL-2RA（CD25）作用的深入研究將有助于對機體免疫調節(jié)機制的了解，最終為相關疾病的治療開辟新的免疫治療途徑。
為鼎力協(xié)助科研和藥企人員針對IL-2RA（CD25）在多種免疫疾病和腫瘤中的臨床應用研究，CUSABIO推出IL-2RA（CD25）活性蛋白（Code: CSB-MP011649HU3），助力您在IL-2RA（CD25）機制方面的研究或其潛在臨床價值的探索。
IL-2RA（CD25）蛋白
by SDS-PAGE
Purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE.(Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Immobilized Human IL2RA at 2μg/mL can bind Anti-IL2RA recombinant antibody (CSB-RA011649MA1HU)，the EC50 is 2.463-3.353 ng/mL.
Immobilized Human IL2RA at 2μg/mL can bind Human IL2 (CSB-MP011629HU)，the EC50 is 1.693-2.039 ng/mL.
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