综述:植物化学物质作为树突状细胞功能的调节剂:对基于耐受性细胞的疗法的启示

《Frontiers in Immunology》:Phytochemicals as modulators of dendritic cell functions: implications for tolerogenic cell-based therapy

【字体: 时间:2025年11月12日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本文综述了10种植物衍生化合物(如姜黄素、白藜芦醇等)通过抑制NF-κB、MAPK等信号通路,调控树突状细胞(DCs)向耐受性表型转化,抑制过度炎症反应的机制,并探讨其在自身免疫性疾病治疗及DC疫苗开发中的应用潜力。

  ### 植物来源的生物活性化合物对树突状细胞的调控作用及其在免疫调节中的潜力

树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)是一类具有高度异质性的免疫细胞,其在先天免疫与适应性免疫之间起到了桥梁作用。它们不仅是专业抗原呈递细胞,还承担着维持外周耐受和免疫稳态的关键任务。DCs在生理状态下作为免疫系统的哨兵,能够持续监控组织中的潜在威胁,如病原体或受损细胞,并通过一系列信号通路决定是否启动免疫应答。然而,当DCs受到异常激活时,它们可能引发过度的炎症反应,导致自身免疫性疾病或慢性炎症的发生。因此,调控DCs的功能成为治疗这些疾病的一种有前景的策略。

近年来,植物来源的生物活性化合物,即植物化学物质(phytochemicals),因其广泛的抗炎、免疫调节和抗氧化特性而受到越来越多的关注。这些化合物广泛存在于日常饮食中,如水果、蔬菜、草药和茶叶等。研究表明,一些植物化学物质能够通过多种机制调节DCs的活性,包括抑制其成熟、减少促炎细胞因子的分泌、增强调节性T细胞(Tregs)的诱导以及促进DCs向耐受性表型转化。这些作用可能在体外实验、体内模型以及计算机模拟研究中得到验证,显示出其在免疫治疗中的潜在应用价值。

### DCs的生理功能与功能状态

DCs在免疫系统中扮演着核心角色,它们的功能状态通常分为静息状态和激活状态。在静息状态下,DCs具有较高的内吞能力,但表面共刺激分子(如CD80、CD86)的表达水平较低,同时MHC II分子的表达和周转速率较快,以确保持续地捕获和呈递外源性抗原。而在激活状态下,DCs会经历形态和功能上的变化,包括表面共刺激分子的上调、MHC I和MHC II的稳定表达,以及迁移能力的增强,从而能够将抗原呈递给T细胞。根据不同的刺激信号,DCs可以被引导为促进免疫应答的免疫原性细胞或诱导免疫耐受的耐受性细胞。

在自身免疫性疾病中,DCs的异常激活往往与免疫耐受的破坏有关。例如,系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎(RA)和银屑病等疾病的发生与DCs对自身抗原的非耐受性反应密切相关。因此,调控DCs的功能成为治疗这些疾病的重要策略之一。

### 植物化学物质对DCs的调控机制

#### 1. **姜黄素(Curcumin)**
姜黄素是从姜黄(*Curcuma longa*)中提取的主要生物活性成分,其具有广泛的抗炎和免疫调节特性。研究表明,姜黄素能够显著降低LPS激活的骨髓来源树突状细胞(BM-DCs)中MHC II和共刺激分子(如CD80、CD86)的表达,同时抑制促炎细胞因子(如IL-12、IL-1β、IL-6和TNF)的分泌。此外,姜黄素还能减少DCs对T细胞的刺激能力,并通过上调NRF2和HO-1的表达,促进抗炎表型的形成。这些效应可能与姜黄素对NF-κB和MAPK信号通路的抑制有关。在体内实验中,姜黄素被证实能够缓解炎症性肠病(IBD)和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的症状,表明其在免疫调节中的重要性。

#### 2. **姜醇(6-Gingerol)和姜烯(6-Shogaol)**
姜醇和姜烯是生姜(*Zingiber officinale*)中的主要活性成分,它们在体内和体外均显示出对DCs的调控作用。研究表明,这两种化合物能够减少LPS激活的DCs中CD40、CD83、CD86和HLA-DQ的表达,并抑制促炎细胞因子的分泌。特别是姜烯,还被发现能够增强AMPK的磷酸化,并激活NRF2/HO-1通路,从而表现出更强的抗炎效果。此外,姜烯在体内实验中被证实能够缓解实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的症状,这表明其在治疗自身免疫性疾病中的潜力。

#### 3. **白藜芦醇(Resveratrol)**
白藜芦醇是一种多酚类化合物,主要存在于浆果、葡萄和红酒中。研究表明,白藜芦醇能够抑制LPS激活的BM-DCs中IL-12和IL-10的分泌,并降低CD80、CD86和MHC II的表达。在体内实验中,白藜芦醇被发现能够减轻急性肺损伤(ALI)和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的症状,说明其在调控DCs功能方面的广泛作用。此外,白藜芦醇还能通过抑制COX-2、IL-6和TGF-β等关键炎症介质,进一步发挥其免疫调节功能。

#### 4. **表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin-3-gallate, EGCG)**
EGCG是绿茶(*Camellia sinensis*)中的主要生物活性成分,具有显著的抗氧化和抗炎作用。研究表明,EGCG能够抑制LPS激活的BM-DCs中IL-12的产生,并降低CD80、CD86和MHC II的表达。此外,EGCG还能通过调控67LR和Tollip等分子,进一步抑制DCs的激活。这些作用可能与其对NF-κB和MAPK信号通路的抑制有关。在自身免疫性疾病模型中,EGCG被发现能够缓解炎症反应,表明其在免疫调节中的潜力。

#### 5. **槲皮素(Quercetin)**
槲皮素是一种广泛存在于水果和蔬菜中的黄酮类化合物,具有抗炎、抗氧化和免疫调节功能。研究表明,槲皮素能够显著降低LPS激活的DCs中MHC II和共刺激分子的表达,同时抑制促炎细胞因子的分泌。此外,槲皮素还能通过激活Ahr,促进DCs向耐受性表型转化。在体内实验中,槲皮素被发现能够缓解炎症性肠病(IBD)和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的症状,表明其在治疗这些疾病中的应用前景。

#### 6. **芹菜素(Apigenin)**
芹菜素是一种常见的黄酮类化合物,广泛存在于植物中。研究表明,芹菜素能够抑制LPS激活的DCs中IL-12、IL-6和TNF的产生,并降低CD80、CD86和MHC II的表达。此外,芹菜素还能通过激活NRF2和抑制Keap1,促进抗炎反应。在体内实验中,芹菜素被发现能够缓解自身免疫性关节炎(CIA)和实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的症状,表明其在免疫调节中的重要性。

#### 7. **辣椒素(Capsaicin)**
辣椒素是辣椒(*Capsicum annuum*)中的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化和抗菌特性。研究表明,辣椒素能够通过激活TRPV1受体,影响DCs的激活状态。在小鼠模型中,辣椒素在较高剂量下会促进DCs的激活,而在人类DCs中则表现出抗炎作用。此外,辣椒素还能通过抑制Hsp90、c-Abl、c-Src等关键信号蛋白,减少炎症反应。在体内实验中,辣椒素被发现能够缓解自身免疫性神经病变和炎症性肠病(IBD)的症状,显示出其在免疫调节中的潜力。

#### 8. **小檗碱(Berberine)**
小檗碱是一种从黄连(*Berberis*)等植物中提取的生物碱,具有抗炎和免疫调节作用。研究表明,小檗碱能够抑制LPS激活的DCs中CD40、CD80、CD86和MHC II的表达,并降低促炎细胞因子的分泌。此外,小檗碱还能通过促进IDO和TGF-β的分泌,诱导Tregs的分化。在体内实验中,小檗碱被发现能够缓解自身免疫性关节炎(CIA)和糖尿病视网膜病变(DR)的症状,表明其在免疫调节中的应用前景。

#### 9. **人参皂苷(Ginsenosides)**
人参皂苷是一类存在于人参(*Panax ginseng*)中的三萜皂苷,具有多种免疫调节功能。研究表明,某些人参皂苷(如Rg1和Rb1)能够显著降低LPS激活的DCs中IL-6和TNF的产生,并抑制共刺激分子的表达。此外,人参皂苷Rg5还能通过抑制SLC7A11,增强DCs对凋亡细胞的吞噬能力,从而促进组织修复。在体内实验中,人参皂苷被发现能够缓解自身免疫性疾病,如实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)和类风湿性关节炎(RA)的症状,表明其在免疫治疗中的应用潜力。

### 植物化学物质的挑战与前景

尽管植物化学物质在调节DCs功能方面展现出巨大的潜力,但其在临床应用中仍面临一些挑战。首先,这些化合物的生物利用度较低,主要原因是它们在肠道和肝脏中容易被代谢,导致体内浓度难以达到治疗效果。其次,不同植物化学物质的剂量依赖性和物种差异性也影响了其疗效。例如,某些化合物在小鼠中表现出促炎作用,而在人类DCs中则具有抗炎效果。此外,植物化学物质可能同时影响多种免疫细胞类型,导致非特异性作用,从而影响治疗效果。

为了克服这些挑战,研究人员正在探索新的给药方式和递送系统,如纳米载体(如脂质纳米颗粒、β-环糊精包埋技术等),以提高植物化学物质的稳定性和生物利用度。此外,联合使用多种植物化学物质(如姜黄素与白藜芦醇、槲皮素与胡椒碱)也被认为是一种增强其免疫调节效果的策略。这些研究为植物化学物质在免疫治疗中的应用提供了新的思路。

### 未来研究方向

未来的研究需要进一步探讨植物化学物质在DCs调控中的具体机制,特别是其对关键信号通路(如NF-κB、MAPK和mTOR)的影响。此外,还需要深入研究这些化合物在不同DC亚型(如cDCs和moDCs)中的作用差异,以及它们在体内环境中的稳定性。同时,开发更有效的递送系统和给药策略,如靶向纳米载体,将有助于提高植物化学物质的治疗效果。

植物化学物质在免疫调节中的应用前景广阔,它们不仅能够抑制DCs的过度激活,还能促进其向耐受性表型转化。这种特性使其成为治疗自身免疫性疾病和慢性炎症的重要工具。未来,随着对植物化学物质作用机制的深入理解,以及递送系统的不断优化,它们有望成为一种新型的免疫治疗药物,为患者提供更安全、有效的治疗选择。
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