PNAS:找到自身免疫的“精准刹车”,武汉大学伍兵团队发现CYP1B1酶像开关,可特异性“关闭”致病免疫细胞而不伤及友军

  • 2026-05-08 17:27:45
  • 来源:医药头条

Th17细胞的功能具有高度的环境依赖性,可划分为致病性与非致病性两种亚群。阐明致病性Th17(pTh17)细胞免疫的分子调控机制,将有助于相关自身免疫性疾病的治疗。

2026年4月29日,武汉大学伍兵独立通讯在PNAS 在线发表题为Cytochrome P450 1B1 directs pathogenic Th17 cell generation and autoimmune disease by fine-tuning redox homeostasis and mitochondrial integrity的研究论文。

该研究发现,在小鼠和人类结肠炎中,细胞色素P450 1B1(CYP1B1)的表达水平显著上调。CYP1B1以依赖pTh17细胞、但不依赖肠道菌群的方式,促进结肠炎症性疾病及结肠炎相关结直肠癌的发生。

值得注意的是,CYP1B1特异性调控pTh17细胞的分化及其致病性,而对非致病性Th17细胞的形成无影响。在机制层面,CYP1B1缺陷通过降低谷胱甘肽合成酶的表达,破坏细胞内氧化还原稳态,导致pTh17细胞活性氧(ROS)水平升高及线粒体损伤。通过N-乙酰半胱氨酸清除ROS,或异位表达谷胱甘肽合成酶,可恢复线粒体功能,并促进pTh17细胞的存活与生成。

综上所述,本研究揭示了T细胞内源性CYP1B1–ROS–线粒体轴在驱动pTh17细胞生成中的作用,干预这一关键枢纽可能对pTh17细胞相关的免疫病理学具有治疗价值。

炎症性肠病(IBD),包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,是一种慢性炎症性疾病,其特征是免疫系统攻击胃肠道。Th17细胞的特征在于表达转录因子视黄酸受体相关孤儿受体-γt(RORγt)和白细胞介素-17A(IL-17A),其在维持肠道免疫稳态和黏膜表面的宿主防御方面已被广泛研究。在稳态条件下,Th17细胞被认为参与清除结肠细菌并保护肠道屏障完整性。

然而,Th17细胞也可能具有致病性,并通过在炎症状态下的促炎特征加剧疾病进展。尽管中和IL-17A已被证明对治疗多种自身免疫性疾病(例如多发性硬化和关节炎)有效,但它未能减轻IBD。因此,结肠致病性Th17细胞分化和功能的潜在机制仍然有限,需要进一步探索。

新近证据表明,致病性与非致病性Th17细胞在功能上存在差异,并由独特的分子网络调控。转化生长因子-β1(TGF-β1)与IL-6的联合作用可诱导CD4+ T细胞分化为非致病性Th17细胞(βTh17),这些细胞表达免疫调节基因Il10和Cd5l,并在维持组织稳态中发挥关键作用。

相反,IL-6、IL-23与IL-1β共同驱动致病性Th17细胞(pTh17)的生成,这些细胞上调促炎基因(例如Csf2和Il23r),从而促进自身免疫性疾病的发病机制。有趣的是,体内生成的Th17细胞也可以根据环境不同而同时具有致病性与非致病性。因此,识别差异化调控非致病性与致病性Th17亚群的关键因子,对于调节pTh17细胞介导的免疫病理至关重要。

图1.清除活性氧(ROS)后,Cyp1b1−/−pTh17细胞的线粒体功能及致病性得以恢复(摘自PNAS

活性氧(ROS)是一类高度反应性的含氧分子和自由基,是细胞代谢过程中产生的天然副产物。新近证据表明,ROS在T细胞分化中发挥复杂且多层面的作用,既作为信号分子,也作为氧化应激的介质。确实,ROS在Th17细胞生物学中也具有双重且环境依赖性的效应。

在某些情况下,ROS可促进Th17细胞分化,而在另一些情况下则可抑制该过程,这突显了Th17细胞中ROS信号的精细平衡。然而,ROS稳态是否促成Th17细胞异质性尚不清楚,有待进一步研究。

细胞色素P450氧化酶(CYPs)构成一个超家族的血红素-硫醇盐蛋白,主要定位于内质网和线粒体内膜,在药物和外源性毒素的代谢中发挥关键作用。CYP1亚家族由CYP1A1、CYP1A2和CYP1B1亚型组成,在代谢内源性和外源性物质中发挥重要作用。

大量研究已确立CYP1家族与多种疾病(例如癌症、皮肤炎症、肾功能障碍和青光眼)之间的关联。CYP1B1已被发现参与调控巨噬细胞和T细胞中的炎性细胞因子。然而,CYP1家族在免疫细胞中,特别是在T细胞分化中的作用,其特征仍不明确。

作者的研究揭示,在结肠炎发生期间,CYP1B1在肠道组织和结肠T细胞中高度上调。CYP1B1基因缺陷小鼠因Th17应答受损,表现出减轻的肠道炎症及氧化偶氮甲烷(AOM)诱导的结肠炎相关癌症。作者进一步在体外证明,CYP1B1特异性促进致病性Th17细胞的分化和致病性,但对非致病性Th17细胞无影响。

机制上,CYP1B1通过谷胱甘肽合成酶(GSS)介导的ROS抑制来维持氧化还原平衡并保护线粒体功能,从而促进pTh17细胞的生成。这些发现表明,CYP1B1作为一个氧化还原检查点,调控致病性Th17细胞的分化和功能,可能具有临床意义。

参考消息:https://doi.org/10.1073/pnas.2527753123


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