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白介素27(IL-27)是一个IL-12相关的多功能的细胞因子,它在免疫和炎症发生的过程中表现出似乎相互矛盾的作用。IL-27包含p28和EBl3两个亚基,作用于WSX-1亚基(也叫作TCCR)和gp130亚基构成的异二聚体受体(IL-27R)传递信号。很多类型细胞如T细胞、自然杀伤细胞、B细胞、单核细胞、肥大细胞和中性粒细胞都表达IL-27R。IL-27R与配体的结合诱导了胞内的信号途径,包括Janus kinases(JAK)和STAT转录因子。
本研究主要集中在探讨IL-27促炎的机制。首先我们观察了IL-27对内皮细胞的免疫调控作用。IL-27刺激人脐静脉内皮细胞(HUVECs)可快速诱导干扰素调节因子1(IFN regulatory factor-1,IRF-1)的表达,并显著升高CIITA亚型IV的表达。与CIITAIV的表达相一致,MHC II基因的表答也升高。IL-27也能增强MHC I类分子的表达。另外,在IL-27的作用下,β2-m和TAP-1 mRNA的表达水平也升高。基因芯片分析表明IL-27可以显著上调内皮细胞很多和免疫调节相关的基因,包括趋化因子CXCL9、CXCL10、CX3CL1的表达。这些结果首次表明IL-27能在内皮细胞上调MHC II类和I类分子的表达,提示IL-27对血管内皮的免疫功能有重要的调控作用。我们进一步观察IL-27对THP-1单核细胞系的作用。THP-1细胞是研究单核细胞的很好的模型。与在内皮细胞相似,IL-27可上调THP-1细胞CIITA III和CIITA IV的mRNA表达水平,导致细胞表面MHC II类分子的表达增加,以及HLA-DM和DO的表达水平升高。另外,IL-27可上调beta-2m、TAP-1和MHCI类分子的表达。进一步的研究表明,IL-27可增强THP-1细胞表面共刺激分子CD80和CD86及粘附分子CD54的表达。这些结果表明IL-27可促进单核巨噬细胞的抗原提呈功能。为了进一步分析IL-27通过何种信号机制参与调节CIITA和MHC II的表达,我们用ERK抑制剂U0126、p38MAPK抑制剂SB203580和P13K抑制剂LX294002来观察各条信号通路在IL-27诱导CIITA和MHC II表达中的作用。我们的结果表明p38MAPK和P13K信号通路都为IL-27作用下最优化的MHC II的表达所必需,而ERK信号通路对IL-27诱导的MHC II表达有抑制作用。另外,P13K信号通路也为IL-27诱导最优化的MHC I表达所必需。这些结果表明P13K信号通路参与正调控IL-27介导的效应,而ERK信号通路对IL-27诱导的MHC II类分子的表达有抑制作用。进一步的研究表明,TLR2激动剂Pam3CSK4和TLR4激动剂LPS介导的TLR信号能部分阻断IL-27诱导得THP-1细胞MHC II的表达。LPS的抑制效应部分通过ERK和p38MAPK信号途径介导。
研究表明,IL-27对很多实体瘤有很强的抗肿瘤效应。IL-27的抗肿瘤机制主要包括诱导CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK细胞的活化。IL-27还能通过诱导IP-10和MIG的表达而抑制肿瘤的血管新生。我们的另外一项研究是构建IL-27的表达载体而评估其对小鼠白血病模型的抗肿瘤效应。我们用重叠延伸PCR来扩增信号肽和单链IL-27融合基因,然后把这些基因插入许多真核表达载体中,包括pIRES2-EGFP、pcDNA3.1(-)、p3XFLAG-CMV-9和PCAGEN。用免疫沉淀和western blot检测IL-27表达载体转染的293T细胞上清中IL-27的分泌和表达。我们用液压基因转移法(hydrodynamic gene transfer,HGT)将IL-27表达载体导入小鼠体内后,在小鼠血清中也能检测到IL-27的表达。我们用能否诱导HUVECsCIITA mRNA的表达来鉴定IL-27的生物学活性。总之,我们的研究首次表明IL-27能够诱导单核细胞和内皮细胞CIITA和MHC II的表达。IL-27还能上调MHC I类分子、共刺激分子和粘附分子的表达。另外,IL-27能激活一个重要的转录因子IRF-1。ERK、p38MAPK和P13K信号通路可被IL-27直接激活并在调节IL-27效应的过程中有关键作用。这些结果表明IL-27有调节抗原提呈的新功能,并揭示了一种IL-27促进T细胞的激活和获得性免疫发生的新机制。