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【中图分类号】R249 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）07-0040-01
肾移植较透析更能提高终末期肾病患者的生活质量。但移植术后免疫反应会损伤移植肾功能甚至致使移植肾失功。新型免疫抑制剂的使用，大幅度降低了排斥反应的几率，但也带来感染、肿瘤、肾功能损伤等副作用并使急性排斥反应的表现不典型，不能及早发现治疗。Foxp3是近期发现的具有免疫调节功能的细胞因子并且在抑制免疫以及移植耐受方面扮演重要角色。本文主要对于Foxp3在肾移植中的研究进展加以综述。
1 FOXP3的结构与免疫抑制功能
Foxp3是叉状头（Fox）蛋白转录因子家族中的一员，是2001年Brunkow等人在Scurfy（Foxp3基因发生突变）小鼠身上发现的。人的Foxp3主要表达于胸腺，脾脏和淋巴结等器官或组织。人的Foxp3基因位于位于染色体Xp11.23，包含11个外显子和10个内含子，编码DNA全长1896bp[1]，编码48kD蛋白，由431个氨基酸组成。Foxp3蛋白由叉状头螺旋结构、C2H2锌指结构和亮氨酸拉链三个主要的功能结构区域组成[2] 。Foxp3的FKH区域（即DNA结合区氨基酸序列，此结构非常保守）位于C末端，表明Foxp3可能缺乏真正的激活区域，故仅有转录抑制功能。研究发现Foxp3蛋白开头的150个氨基酸缺失会使IL2表达受抑制，如果此范围扩大，包含了锌指结构，Foxp3会丧失抑制T细胞因子表达的能力[3]，因此靠近N端的200个氨基酸对抑制功能很重要。T细胞因子的调控主要受转录因子的影响，它的转录因子主要包括NFAT 、NF-κB 和 AP1。研究发现scurfy小鼠的T细胞，其内源性NF-κB和NFAT的转录活性较野生型小鼠高，而转染Foxp3后，可以降低NF-κB 和NFAT转录活性。因此，Foxp3的免疫抑制功能可能是通过调控NFAT和NF-κB来实现的。Foxp3的FKH区域与AP1上的NFAT结合区域重叠，可以和NFAT结合，竞争性抑制NFAT/AP1复合物的形成，从而阻断NFAT的活化。同时，Foxp3阻断依赖NF-κB转录活化的A20基因表达。在静息的细胞中，NF-κB 与其抑制单位IκB形成复合体，以无活性形式存在于胞浆中。当细胞受细胞外信号刺激后，IκB激酶复合体活化将IκB磷酸化，使NF-κB暴露核定位位点。游离的NF-κB迅速移位到细胞核，与特异性κB 序列结合，诱导相关基因转录。Foxp3直接控制IκBβ和IκBε的表达，间接抑制NF-κB活性[3] [4] [5]。所以，Foxp3并非直接与IL-2，IL-4和INF-γ启动子相互作用，而是通过阻断多种细胞因子表达所必须的转录活化因子NFAT、NF-κB的活化，达到抑制相应细胞因子表达的作用。因此，Foxp3具有下调自然T辅助细胞产生IL-2，IL-4和INF-γ的能力，达到抑制免疫和炎症反应的作用。
2 肾移植中的FOXP3与调节性T细胞
肾移植术后排斥反应是影响移植术后移植物功能及是长期存活的关键因素，其发病机制复杂，目前尚未完全明晰，目前发现主要有抗体介导和T细胞介导两类途径。调节性T细胞（Tregs）是天然产生的减轻移植术后排斥反应的效应细胞，它在维持机体免疫耐受状态，防止自身免疫病的发生，抗移植物排斥以及肿瘤免疫中的重要作用[6]。Foxp3在肾移植中的免疫调节作用同样可以通过影响Tregs来实现。最初Roli K等发现Foxp3基因的编码蛋白质scurfin高表达的小鼠免疫系统处于抑制状态，T细胞数量明显减少，低于正常水平，并且这些T细胞的增殖能力和溶细胞能力均较低，说明Foxp3影响了小鼠外周免疫系统的发育和功能状态[6]。2003年，Hori S等人几乎同时发现[7] [8]，Foxp3可能是Tregs的特征性标志，对这些细胞的发育和调节免疫功能有关键作用。Khattri R等发现scurfin同时参与调节性T细胞的中枢性和外周性生成过程，并影响调节性T细胞免疫调节功能的发挥[9]。Foxp3可以诱导初始CD4+T细胞向CD4+CD25+Tregs转化。Foxp3+Tregs细胞可以清除同种异体反应性T细胞，上调与Tregs免疫调节功能相关的一些分子（如CTLA-4、CD103等）的表达。这是一种外周免疫调节机制。Chang[10]等发现，Foxp3突变可能抑制胸腺细胞增殖，胸腺生成素减少，导致胸腺萎缩。上述说明Foxp3可以通过外周及内源途径参与Tregs免疫调节。微阵列分析发现肾移植术后免疫耐受者中存在一组特定的49个基因，它们在其他移植术后患者中不表达，这包括Foxp3，TGF-β等Tregs活化及发挥功能的重要细胞因子的基因，术前的检测这些基因可能能更好的判断术后免疫耐受情况及预防排斥反应出现[11]。因此人们希望通过探测移植物中Tregs的表达或Foxp3在血液、体液或组织中的转录产物来反应肾移植免疫耐受及预后。确实有研究表明Tregs和/或Foxp3分析在肾移植排斥反应的免疫诊断或移植肾预后的预测上有重要作用[12] 。但仍有研究质疑它们在上述方面的作用[13]。因此我们需要更为深入及详尽的探索。一项以36名肾移植患者为样本的前瞻性调查发现，在出现排斥的患者尿纤维细胞中Foxp3转录产物明显升高。但Foxp3转录产物高水平的患者排斥过程中肾功能较低水平的患者稍好，激素治疗的效果相对较好，其移植肾失功的几率变小[14]。这提示Foxp3转录产物的分析可能用于判断肾移植排斥反应患者的预后。
3 FOXP3的基因多态性与肾移植
基因多态性是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型或等位基因。它可分为三大类：DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性。Foxp3基因多态性目前被发现可能存在于启动子，内含子及外显子中。Foxp3基因突变与多种自身免疫性疾病，器官移植、肿瘤等密切相关。新的研究表明，Foxp3启动子区的短（GT）n二核苷酸重复序列（≤（GT）15； S）相对于长（GT）n二核苷酸重复序列 （≥（GT）16； L）.更能增强启动子活性。Engela AU[15]等选取了599个首次肾移植患者进行回顾性调查，这些患者根据分为短（GT）n组和长（GT）n组。短（GT）n组在一般移植肾存活以及急性排斥后移植肾存活均优于长（GT）n组。多因素分析后确定Foxp3的（GT）n二核苷酸重复序列多态性为影响肾移植预后的独立风险因素。Qiu[16]等通过对65例肾移植排斥发生患者及101例无排斥患者Foxp3基因上rs3761547， rs3761548及rs2232365位点的多态性发现，rs3761548位点上的AA表型的发生排斥反应几率高于CC表型。考虑Foxp3的rs3761548位点的基因多态性与肾移植急性排斥有关。目前，关于Foxp3基因多态性的研究主要集中在自身免疫性疾病，而在肾移植免疫耐受、排斥及术后感染等相关领域的研究仍然较少。基因的多态性是复杂多样的，而疾病的发生与发展涉及不同的环节及通路，可能是多个基因综合改变的结果，同时环境因素也至关重要。因此单个因子的研究比较困难。 4 展望
目前研究表明Foxp3对Treg的发生、发育以及生物学功能的发挥具有重要的作用。同时，Foxp3与众多炎症及免疫细胞因子，如CTLA-4、GITR、IL-10和TGF-β等的功能相关。因此，在移植中，转染Foxp3的基因可能作为治疗和预防移植物排斥、增强免疫耐受的新方法。同时，Foxp3转录产物的检测能否作为移植肾功能长期存活及排斥治疗预后的预测指标？是否能通过Foxp3的基因多态性评估肾移植术后发生排斥、感染或糖尿病等相关疾病的风险，甚至作为减少免疫抑制剂的依据？这些都尚待我们的进一步研究。
参考文献
[1] Bennett CL，Christie J，Ramsdell F，et al.The immune dysregulation， polyendocrinopathy， enteropathy， X-linked syndrome （IPEX） is caused by mutations of FOXP3[J]. Nat Genet， 2001，27（1）：20-21.
[2] Chang X， Gao JX， Seifers N， et al . The Scurfy mutation of Foxp3 in the thymus stroma leads to defective thymopoiesis[ J ] . J Exp Med， 2005， 202： 1141- 1151.
[3] Estelle B， Maryam D， Mohamed O.Foxp3 interacts with nuclear factor of activated T cells and NF-κB to repress cytokine gene expression and effector functions of T helper cells[J].Proc Natl Acad Sci USA， 2005，102（14）： 5138-5143.
[4] Lin L，Spoor MS，Gerth AJ， et al. Modulation of Th1 activation and inflammation by the NF-κB repressor Foxj1[J]. Science，2004，303（5660）： 1017-1020.
[5] Ziegler SF. FOXP3： of mice and men[J]. Annu Rev Immunol， 2006， 24（1）： 209-226.
[6] Sakaguchi S， Sakaguchi N， Itoh M， et al . Immunologic tolerance maintained by CD4+CD25+ regulatory T cells： their common role in controlling autoimmunity， tumor immunity， and transplantation tolerance. Immunol Rev， 2001， 182：18-32
[7] Sakaguchi SThe origin of FOXP3-expressing CD4+ regulatory T cells： thymus or periphery.J Clin Invest. 2003 Nov；112（9）：1310-2.
[8] Hori S， Nomura T， Sakaguchi S. Control of regulatory T cell development by the transcription factor Foxp3. Science. 2003 Feb 14；299（5609）：1057-61.
[9] Fontenot， J.D.， Gavin， M.A. & Rudensky， A.Y. Foxp3 programs the development and function of CD4+CD25+ regulatory T cells. Nat. Immunol. 4， 330-336 （2003）.
[10] Chang X， Gao JX， Seife rs N， et a.l The Scurfy mutation of Foxp3 in the thymus strom a leads to defective thymopoiesis [ J]. J ExpM ed， 2005， 202（ 8）： 1141- 1151.
[11] Louis S， Braudeau C， Giral M， et al. Contrasting CD25hiCD4+T cells/FOXP3 patterns in chronic rejection and operational drug-free tolerance[J]. Transplantation， 2006，81（3）：398-407.
[12] W. Wang， X. B. Li， X. Y. Yang， et al， Forkhead box protein 3 mRNA expression in the peripheral blood of kidney-transplant recipients with acute rejection. Chinese Medical Journal， vol. 124， no. 12， pp. 1775–1778， 2011.
[13] D. Kollins， B. Stoelcker， U. Hoffmann et al.， “FOXP3+ regulatory T-cells in renal allografts： correlation with long-term graft function and acute rejection，”Clinical Nephrology， vol. 75， no. 2， pp. 91–100， 2011.
[14] T. Muthukumar， D. Dadhania， R. Ding et al.Messenger RNA for FOXP3 in the urine of renal-allograft recipients.New England Journal of Medicine， vol. 353， no. 22， pp. 2342–2351， 2005.
[15] Engela AU， Boer K， Roodnat JI. Genetic variants of FOXP3 influence graft survival in kidney transplant patients. Hum Immunol. 2013 Jun；74（6）：751-7.
[16] Qiu XY， Jiao Z， Zhang M， Shi XJ， et al. Genetic association of FOXP3 gene polymorphisms with allograft rejection in renal transplant patients. Nephrology （Carlton）. 2012 May；17（4）：423-30.
肾移植较透析更能提高终末期肾病患者的生活质量。但移植术后免疫反应会损伤移植肾功能甚至致使移植肾失功。新型免疫抑制剂的使用，大幅度降低了排斥反应的几率，但也带来感染、肿瘤、肾功能损伤等副作用并使急性排斥反应的表现不典型，不能及早发现治疗。Foxp3是近期发现的具有免疫调节功能的细胞因子并且在抑制免疫以及移植耐受方面扮演重要角色。本文主要对于Foxp3在肾移植中的研究进展加以综述。
1 FOXP3的结构与免疫抑制功能
Foxp3是叉状头（Fox）蛋白转录因子家族中的一员，是2001年Brunkow等人在Scurfy（Foxp3基因发生突变）小鼠身上发现的。人的Foxp3主要表达于胸腺，脾脏和淋巴结等器官或组织。人的Foxp3基因位于位于染色体Xp11.23，包含11个外显子和10个内含子，编码DNA全长1896bp[1]，编码48kD蛋白，由431个氨基酸组成。Foxp3蛋白由叉状头螺旋结构、C2H2锌指结构和亮氨酸拉链三个主要的功能结构区域组成[2] 。Foxp3的FKH区域（即DNA结合区氨基酸序列，此结构非常保守）位于C末端，表明Foxp3可能缺乏真正的激活区域，故仅有转录抑制功能。研究发现Foxp3蛋白开头的150个氨基酸缺失会使IL2表达受抑制，如果此范围扩大，包含了锌指结构，Foxp3会丧失抑制T细胞因子表达的能力[3]，因此靠近N端的200个氨基酸对抑制功能很重要。T细胞因子的调控主要受转录因子的影响，它的转录因子主要包括NFAT 、NF-κB 和 AP1。研究发现scurfy小鼠的T细胞，其内源性NF-κB和NFAT的转录活性较野生型小鼠高，而转染Foxp3后，可以降低NF-κB 和NFAT转录活性。因此，Foxp3的免疫抑制功能可能是通过调控NFAT和NF-κB来实现的。Foxp3的FKH区域与AP1上的NFAT结合区域重叠，可以和NFAT结合，竞争性抑制NFAT/AP1复合物的形成，从而阻断NFAT的活化。同时，Foxp3阻断依赖NF-κB转录活化的A20基因表达。在静息的细胞中，NF-κB 与其抑制单位IκB形成复合体，以无活性形式存在于胞浆中。当细胞受细胞外信号刺激后，IκB激酶复合体活化将IκB磷酸化，使NF-κB暴露核定位位点。游离的NF-κB迅速移位到细胞核，与特异性κB 序列结合，诱导相关基因转录。Foxp3直接控制IκBβ和IκBε的表达，间接抑制NF-κB活性[3] [4] [5]。所以，Foxp3并非直接与IL-2，IL-4和INF-γ启动子相互作用，而是通过阻断多种细胞因子表达所必须的转录活化因子NFAT、NF-κB的活化，达到抑制相应细胞因子表达的作用。因此，Foxp3具有下调自然T辅助细胞产生IL-2，IL-4和INF-γ的能力，达到抑制免疫和炎症反应的作用。
2 肾移植中的FOXP3与调节性T细胞
肾移植术后排斥反应是影响移植术后移植物功能及是长期存活的关键因素，其发病机制复杂，目前尚未完全明晰，目前发现主要有抗体介导和T细胞介导两类途径。调节性T细胞（Tregs）是天然产生的减轻移植术后排斥反应的效应细胞，它在维持机体免疫耐受状态，防止自身免疫病的发生，抗移植物排斥以及肿瘤免疫中的重要作用[6]。Foxp3在肾移植中的免疫调节作用同样可以通过影响Tregs来实现。最初Roli K等发现Foxp3基因的编码蛋白质scurfin高表达的小鼠免疫系统处于抑制状态，T细胞数量明显减少，低于正常水平，并且这些T细胞的增殖能力和溶细胞能力均较低，说明Foxp3影响了小鼠外周免疫系统的发育和功能状态[6]。2003年，Hori S等人几乎同时发现[7] [8]，Foxp3可能是Tregs的特征性标志，对这些细胞的发育和调节免疫功能有关键作用。Khattri R等发现scurfin同时参与调节性T细胞的中枢性和外周性生成过程，并影响调节性T细胞免疫调节功能的发挥[9]。Foxp3可以诱导初始CD4+T细胞向CD4+CD25+Tregs转化。Foxp3+Tregs细胞可以清除同种异体反应性T细胞，上调与Tregs免疫调节功能相关的一些分子（如CTLA-4、CD103等）的表达。这是一种外周免疫调节机制。Chang[10]等发现，Foxp3突变可能抑制胸腺细胞增殖，胸腺生成素减少，导致胸腺萎缩。上述说明Foxp3可以通过外周及内源途径参与Tregs免疫调节。微阵列分析发现肾移植术后免疫耐受者中存在一组特定的49个基因，它们在其他移植术后患者中不表达，这包括Foxp3，TGF-β等Tregs活化及发挥功能的重要细胞因子的基因，术前的检测这些基因可能能更好的判断术后免疫耐受情况及预防排斥反应出现[11]。因此人们希望通过探测移植物中Tregs的表达或Foxp3在血液、体液或组织中的转录产物来反应肾移植免疫耐受及预后。确实有研究表明Tregs和/或Foxp3分析在肾移植排斥反应的免疫诊断或移植肾预后的预测上有重要作用[12] 。但仍有研究质疑它们在上述方面的作用[13]。因此我们需要更为深入及详尽的探索。一项以36名肾移植患者为样本的前瞻性调查发现，在出现排斥的患者尿纤维细胞中Foxp3转录产物明显升高。但Foxp3转录产物高水平的患者排斥过程中肾功能较低水平的患者稍好，激素治疗的效果相对较好，其移植肾失功的几率变小[14]。这提示Foxp3转录产物的分析可能用于判断肾移植排斥反应患者的预后。
3 FOXP3的基因多态性与肾移植
基因多态性是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型或等位基因。它可分为三大类：DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性。Foxp3基因多态性目前被发现可能存在于启动子，内含子及外显子中。Foxp3基因突变与多种自身免疫性疾病，器官移植、肿瘤等密切相关。新的研究表明，Foxp3启动子区的短（GT）n二核苷酸重复序列（≤（GT）15； S）相对于长（GT）n二核苷酸重复序列 （≥（GT）16； L）.更能增强启动子活性。Engela AU[15]等选取了599个首次肾移植患者进行回顾性调查，这些患者根据分为短（GT）n组和长（GT）n组。短（GT）n组在一般移植肾存活以及急性排斥后移植肾存活均优于长（GT）n组。多因素分析后确定Foxp3的（GT）n二核苷酸重复序列多态性为影响肾移植预后的独立风险因素。Qiu[16]等通过对65例肾移植排斥发生患者及101例无排斥患者Foxp3基因上rs3761547， rs3761548及rs2232365位点的多态性发现，rs3761548位点上的AA表型的发生排斥反应几率高于CC表型。考虑Foxp3的rs3761548位点的基因多态性与肾移植急性排斥有关。目前，关于Foxp3基因多态性的研究主要集中在自身免疫性疾病，而在肾移植免疫耐受、排斥及术后感染等相关领域的研究仍然较少。基因的多态性是复杂多样的，而疾病的发生与发展涉及不同的环节及通路，可能是多个基因综合改变的结果，同时环境因素也至关重要。因此单个因子的研究比较困难。 4 展望
目前研究表明Foxp3对Treg的发生、发育以及生物学功能的发挥具有重要的作用。同时，Foxp3与众多炎症及免疫细胞因子，如CTLA-4、GITR、IL-10和TGF-β等的功能相关。因此，在移植中，转染Foxp3的基因可能作为治疗和预防移植物排斥、增强免疫耐受的新方法。同时，Foxp3转录产物的检测能否作为移植肾功能长期存活及排斥治疗预后的预测指标？是否能通过Foxp3的基因多态性评估肾移植术后发生排斥、感染或糖尿病等相关疾病的风险，甚至作为减少免疫抑制剂的依据？这些都尚待我们的进一步研究。
参考文献
[1] Bennett CL，Christie J，Ramsdell F，et al.The immune dysregulation， polyendocrinopathy， enteropathy， X-linked syndrome （IPEX） is caused by mutations of FOXP3[J]. Nat Genet， 2001，27（1）：20-21.
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