炎症和免疫反应显著影响中枢神经系统(central nervous system，CNS)相关疾病包括中风、外伤、阿尔茨海默病、帕金森氏症、癫痫、脑脊髓炎和多发性硬化(multiple Sclerosis，MS)等的临床症状及预后。MS是一种由活化T细胞介导的CNS器官特异性的自身免疫炎性疾病，其主要病理特征为外周免疫细胞进入到CNS，进而引起炎症、脱髓鞘反应及轴突损伤。MS在欧美国家发病率较高，目前在我国发病率也呈上升趋势。MS具有时间和空间上多发性的特点，其确切病因与发病机制至今尚未完全阐明。实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)是研究CNS免疫炎症性疾病经典的动物模型，在临床症状、生化指标及病理等方面均与MS具有相似的特征，因此被认为是研究MS良好的动物模型。　　 固有免疫系统与适应性免疫系统的相互作用控制着MS及其动物模型EAE的发生和发展。自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)是机体固有免疫系统的重要组成部分，是一种细胞质中具有大颗粒的细胞，可利用细胞毒性和细胞因子的分泌来抵抗病原体。NK细胞对特异性靶器官（例如关节、胰腺及中枢系统等）自身免疫炎性疾病的影响，主要是在辅助性T细胞、B细胞及抗原提呈细胞被活化之前，通过迅速分泌细胞因子调控免疫系统来完成的。然而，许多这样的证据来自外周淋巴器官的研究，NK细胞在自身免疫疾病的靶器官(如CNS)中的作用还不是很清楚。　　 自身反应性T细胞尤其是CD4+亚群归巢到中枢神经系统，并与髓鞘抗原反应，进而被激活、增殖和分化，这个过程被认为是EAE和MS发生的先决条件。中枢神经系统中抗原、抗原递呈细胞及神经免疫相互作用具有特异性，免疫反应的结果无法通过外周免疫器官进行预测。在免疫炎症发生的情况下，NK细胞迅速归巢至中枢神经系统中。但是，NK细胞在哪个解剖部位表现出免疫抑制活性，NK细胞对自身免疫方面的有益作用是发生在外周，还是靶器官内（脑，脊髓或眼），或在二者均可发生，这些问题仍不清楚。　　 另外，长期以来，大量的研究显示包括MS在内的许多自身免疫性疾病患者体内NK细胞数量减少，细胞毒性及细胞因子分泌功能均明显降低。如果NK细胞功能缺陷确实和自身免疫疾病进展有关，经过修复缺陷型NK细胞是否能够改善病人的临床预后，也是值得探讨的问题。　　 在本研究我们利用C57BL/6和SJL实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型及人-鼠杂合体小鼠模型来探讨上述问题，并阐明自然杀伤细胞抑制中枢神经系统自身免疫炎症性疾病的机制。　　 主要实验结果如下：　　 1．清除NK细胞和选择性的阻断NK细胞向中枢神经系统的归巢，加剧了CNS炎症和自身免疫反应：与对照组EAE小鼠比较，应用NKI.1单克隆抗体清除NK细胞的EAE小鼠及Cx3crlEAE小鼠，中枢神经系统NK细胞缺失导致EAE疾病恶化，临床症状明显加重(P<0.05)；组织染色，生物发光成像和核磁共振成像方法检测显示，中枢神经系统NK细胞缺失的小鼠，有显著的单核细胞侵入、炎症和脱髓鞘现象(P<0.05)。　　 2．NK细胞对髓鞘反应性Th17细胞的抑制效应局限于中枢神经系统：应用NK1.1单克隆抗体清除NK细胞的EAE小鼠及Cx3erlEAE小鼠，中枢神经系统中CD4细胞的增殖是对照组的2至4倍（P<0.05），且髓鞘反应性Thl7细胞的数量及其转录因子与对照组比较明显上调(P<0.05)；而外周淋巴器官CD4+T细胞的增殖和髓鞘反应性Th7细胞的数量及其转录因子与对照组比较没有明显的改变（P>0.05）。　　 3．IL-2复合物(IL-2/抗IL-2抗体）缓解疾病病情及CNS病理表现：与对照组相比，接受IL-2复合物治疗过的小鼠发病延迟，病情严重程度明显下降(P<0.05)；组织染色、生物发光成像及核磁共振成像结果显示IL-2复合物治疗组小鼠体内的单核细胞侵入、炎症及脱髓鞘反应程度明显减轻(P<0.05)。　　 4．在中枢神经系统炎症状态下，小胶质细胞丧失了对NK细胞的耐受，NK细胞通过杀伤小胶质细胞抑制Th7相关转录因子的表达：小胶质细胞与CD4+T细胞共培养促进了Th17细胞相关转录因子包括RORa、RORy和STAT3的表达，但将来源于CNS的NK细胞与小胶质细胞及CD4细胞共培养，NK细胞能够通过杀伤小胶质细胞，显著抑制了CD4+T细胞分化成11117细胞(P<0.05)。　　 5．人源化的IL-2复合物可修复MS患者体内缺陷型NK细胞：我们的临床实验研究显示，与健康对照者比较，MS患者CD3CD56+NK细胞数目下降(P<0.05)，杀伤K562靶细胞的细胞毒性明显减弱(P<0.05)。MS病人的NK细胞经与人源化的IL-2复合物孵育后，实验结果显示：NK细胞NKG2A表达显著上调(P<0.05)；CD56细胞IFN和MIP的分泌显著增加(P<0.05)；CD56dimNK细胞对K562靶细胞的杀伤能力明显增强(P<0.05): NK细胞的颗粒酶B和穿孔素的分泌显著增加(P<0.05)。　　 6．调控EAE需要CD56与CD56NK罚胞二者的共同参与：用IL-2复合物预处理的CD56brigiht或CD56dim NK细胞适应性转移到EAE小鼠后，有缓解EAE的趋势(P=0.36.0.72)；包括CD56bright和CD56dim的NK细胞适应性转移可以显著缓解小鼠EAE病情(P<0.05)。说明这两种细胞亚群在调节CNS炎症及自身免疫反应方面是必需的。　　 主要实验结论如下：　　 1．在EAE小鼠中，CNS内的NK细胞缺失加剧了其炎症和病理改变，说明CNS内的NK在调控中枢神经系统的炎症发生发展中起着至关重要的作用；　　 2．NK细胞抑制髓鞘反应CD4+Thl7细胞的效应主要局限在中枢神经系统内：　　 3．IL-2复合物(IL-2/抗IL-2抗体)通过扩增NK细胞缓解EAE小鼠病情及CNS病理表现，而且其对EAE的影响依赖于CNS内的NK细胞；　　 4．NK细胞通过杀伤小胶质细胞抑制Thl7细胞的生成，进而抑制中枢神经系统炎症反应；　　 5．人源化IL-2复合物能够修复MS患者体内缺陷性NK细胞的细胞毒性及细胞因子分泌的功能：　　 6．移植入源化IL-2复合物修复的MS病人NK细胞来治疗EAE小鼠，需要CD56bright与CD56dimNK细胞二者的共同作用。　　 总之，这是一个临床转化性研究的课题，我们首先从临床上观察到MS病人NK细胞数目和功能的减低，假设NK的缺陷细胞可能与自身免疫性疾病发生发展有关。本研究以EAE为动物模型验证了NK细胞调控CNS免疫炎症性疾病的机制。这个实验结果可能对基于NK细胞治疗CNS和其它器官的免疫炎症性疾病具有一定的指导意义。