组胺及其受体对免疫反应和炎症的调节

2023-04-28 00:00:00
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核心提示:组胺是一种生物胺,对多种细胞有广泛的影响。组胺及其4种受体是一个复杂的免疫调节系统,其作用依赖于受体亚型及其差异表达。

  免疫反应是由严格的效应器和调节过程控制的,在炎症性疾病患者中,激活的免疫反应会导致慢性促炎状态,其特征是固有途径激活伴随着TH1、TH2、TH9、TH17、TH22或调节性T(Treg)淋巴细胞群异常扩张和极化。许多细胞代谢物会影响免疫反应,其中,组胺作为免疫调节剂的一种就受到了关注。

  组胺是一种生物胺,对多种细胞有广泛的影响。组胺及其4种受体是一个复杂的免疫调节系统,其作用依赖于受体亚型及其差异表达。这种广泛分布于全身的内源胺是由组氨酸脱羧酶(HDC)合成。

  组胺由多种类型的细胞产生,并参与许多生理功能,包括细胞的增殖分化、造血、胚胎发育以及伤口愈合。肥大细胞和嗜碱性粒细胞中储存了大量组胺,在免疫和非免疫刺激下脱颗粒释放组胺,并在过敏反应中产生使血管通透性增加、平滑肌收缩、伤害性神经激活、风团、红肿以及瘙痒的现象。细胞的先天免疫反应和获得性免疫反应都可受到组胺的调节,这些细胞表达组胺受体,可以选择性的将主要的效应细胞募集到组织部位,影响其成熟、激活、极化和功能,导致耐受性或促炎反应。

  组胺在免疫学中的调节性质依赖于它与四种组胺受体亚型的结合,这四种亚型按照发现的时间顺序命名:H1R—H4R。这4种受体属于G蛋白偶联受体家族,并在多种细胞类型中差异表达。

  H1R是一个由位于染色体3p25上的无内含子基因编码的含487个氨基酸的蛋白质。由血管平滑肌细胞、内皮细胞、树突细胞、中性粒细胞以及T细胞和B细胞等多种细胞表达。H1R激活导致呼吸道和血管平滑肌细胞收缩,血管内皮细胞通透性增加。过敏反应出现的发红、瘙痒和肿胀均是H1R激活的结果。

  H2R是一个由位于染色体5q35.5上的无内含子基因编码的含359个氨基酸的蛋白质。与H1R类似,H2R在多种组织和细胞中都有表达,包括脑、胃壁细胞、平滑肌细胞、T细胞、B细胞、树突细胞以及心脏组织。H2R可以拮抗某些H1R的效应,另外,H2R也可以调节免疫系统的一系列活动如肥大细胞脱颗粒、抗体合成、TH1细胞因子的产生和T细胞的增殖。

  H3R是一个由位于染色体20q13.33上的含4个外显子基因编码的有445个氨基酸的蛋白质。该受体被鉴定为能够调节组胺和其他神经递质的释放,因此被归类为外周和中枢神经系统中的突触前自身受体。H3R在睡眠-觉醒周期、认知、和炎症中都很重要。

  H4R是一个由位于染色体18q11.2上的含3个外显子和2个内含子基因编码的有390个氨基酸的蛋白质。H4R在中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、树突细胞、T细胞和嗜碱性粒细胞中被表达,是免疫相关细胞趋化的重要受体。H4R被证明在自身免疫性疾病、结肠癌、乳腺癌以及过敏中发挥作用。


  研究表明,组胺对具有免疫、神经、上皮和内分泌功能的细胞有多种相反或互补的作用。

  树突细胞是一种抗原提呈细胞,存在于全身各处,是启动和调节先天免疫反应和获得性免疫反应的重要角色。树突细胞通过产生细胞因子(IL-12、IL-18、IL-23、IL-11、IL-10、TGF-β)影响反应性T细胞分化为TH1、TH2、TH9、TH17以及Treg。树突细胞常发现于脱颗粒的肥大细胞附近,暴露于组胺的树突细胞通过H1R上调其抗原递呈能力和TH1的极化,而激活树突细胞上的H2R则优先推动IL-10的分泌,并在某些情况下促进TH2极化。

  中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞称为粒细胞的细胞族。研究表明组胺通过多种方式调节粒细胞向组织聚集,包括过敏原诱导的嗜酸性粒细胞在皮肤和呼吸道的聚集。组胺剂量依赖性的对嗜酸性粒细胞的迁移产生影响。高浓度的组胺通过H2R抑制嗜酸性粒细胞的趋化,低浓度的组胺则通过H1R增强嗜酸性粒细胞的趋化。

  组胺除了对先天性免疫系统的影响,其对获得性免疫反应也产生作用。T细胞自身也表达组胺受体,并受到组胺刺激的影响。TH1细胞表达相对较高水平的H1R,而TH2细胞优先表达H2R。

  组胺对免疫系统的影响使其在炎症性和感染性疾病中的作用被广泛研究。组胺及其4种受体是一个复杂的免疫调节系统,其作用依赖于受体亚型的表达。阐明组胺受体与免疫相关通路相互作用的分子机制将有助于确定炎症性疾病的新治疗靶点。

  参考文献:O'Mahony L, Akdis M, Akdis CA. Regulation of the immune response and inflammation by histamine and histamine receptors. J Allergy Clin Immunol. 2011 Dec;128(6): 1153-62. doi: 10.1016/j.jaci.2011.06.051

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