免疫細胞簡介(上)
固有免疫應答系統由屏障結構、固有免疫細胞和固有免疫分子組成。該系統與生俱來、受遺傳控制,是機體在種系發生和進化過程中逐漸形成的一種天然免疫防御功能,不僅可發揮非特異性抗感染作用,也在清除體內衰老、損傷或突變的細胞,維持機體內環境的穩定性方面發揮著重要的作用。固有免疫細胞可包括吞噬細胞(中性粒細胞和單核巨噬細胞)、樹突狀細胞、NK細胞、NKT細胞、γδT細胞、B1細胞、肥大細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞等。
吞噬細胞主要包括單核巨噬細胞和中性粒細胞兩類。
單核巨噬細胞包括血液中的單核細胞和組織器官中的巨噬細胞。單核細胞由骨髓干細胞發育分化而成,占血液中白細胞總數的3%-8%,其體積較淋巴細胞略大,胞質中富含溶酶體顆粒,其內含有過氧化物酶、酸性磷酸酶、非特異性酶、非特異性酯酶和溶菌酶等多種酶類物質。單核細胞在血液中僅停留12-24小時,進入組織后分化為巨噬細胞。單核細胞發育為巨噬細胞主要依賴MCSF和IL-3。單核巨噬細胞對玻璃和塑料表面具有很強的黏附能力,借此可將單核巨噬細胞與淋巴細胞分離。
巨噬細胞分為定居和游走巨噬細胞兩類。定居巨噬細胞分布于全身各處,因所處部位不同其形態和名稱也不相同,如肝的庫普弗細胞、腦部的小膠質細胞、骨組織內的破骨細胞、肺泡巨噬細胞等。游走巨噬細胞由血液中單核細胞衍生而來,細胞體積較大,壽命較長,在組織中可存活數月。巨噬細胞胞質內富含溶酶體及線粒體,具有強大的吞噬、殺菌、清除凋亡細胞及其他異物的能力。
巨噬細胞根據功能的不同,還可分為由IFN-γ和TNF激活的炎癥性巨噬細胞(M1)和IL-4、IL-13替代激活的巨噬細胞(M2),其中M1主要介導細胞免疫及抗感染活性,M2主要介導體液免疫和促進局部組織損傷修復及纖維化。另外,定居型巨噬細胞還可發揮營養、支持功能,如巨噬細胞可分布參與骨質形成、神經網絡形成等。腫瘤組織內巨噬細胞被稱為腫瘤相關巨噬細胞(TAM),這類巨噬細胞往往通過分泌IL-10、VEGF、精氨酸酶、金屬基質蛋白酶等物質促進腫瘤的生長和轉移。
巨噬細胞可表達多種表面受體,包括多種模式識別受體、調理性受體及細胞因子受體等。
(一) 直接吞噬和清除病原體
(二) 參與和促進炎癥反應
(三) 殺傷靶細胞
(四) 加工和提呈抗原
(五) 免疫調節
中性粒細胞占血液白細胞總數的60%-70%,是白細胞中數量最多的一種。中性粒細胞來源于骨髓,產生速率高,每分鐘約1×107個,但存活期短,為2-3天。中性粒細胞具有很強的趨化作用和吞噬功能,當局部發生病原體感染時,它們時首批穿過血管內皮到達感染部位的細胞。另外,中性粒細胞表面由IgG Fc受體和補體C3b受體,可通過調理作用增強其吞噬和殺菌作用。
樹突狀細胞廣泛分布于全身組織和器官,血液中僅占人外周血單個核細胞的1%,因細胞形態具有分枝狀突起而得名。DC功能主要包括提取、加工處理核提呈抗原、免疫調節及免疫耐受的建立于維持等。DC根據起源、表型和功能的不同,可分為髓樣樹突狀細胞和漿細胞樣樹突狀細胞。另外,不同組織部位的DC具有不同的名稱,如表皮和胃腸上皮組織DC稱為朗格漢斯細胞,器官組織內DC稱為間質性樹突狀細胞,淋巴細胞內DC稱為并指狀樹突狀細胞。
NK細胞來源于骨髓淋巴樣干細胞,絕大部分在骨髓內發育成熟,少部分在胸腺內發育,IL-15時NK細胞發育成熟的關鍵細胞因子。NK細胞主要分布于外周血和脾,在淋巴結和其他組織也有存在。MK細胞不表達特異性抗原識別受體。目前人NK細胞特征性標記有CD56,CD16或其活化性受體如NKp46,小鼠NK細胞則表達CD49b和NK1.1分子。NK細胞無需抗原預先致敏,即可直接殺傷某些腫瘤細胞或病毒感染的細胞,在機體抗腫瘤、早期抗病毒或胞內劑生菌感染中發揮重要作用。
NK細胞表面除表達相關黏附分子、細胞因子受體及趨化因子受體外,其活性主要受多種調節性受體的調控。根據其所識別的靶分子是否有HLA-I類分子和非HLA-I類分子的受體。
NK細胞作為體內重要的一群淋巴細胞,不僅直接殺傷病毒感染的細胞和腫瘤細胞,還可通過分泌一些細胞因子調節機體免疫功能。
1.3 其他固有免疫細胞
1.3.1 NKT細胞
自然殺傷T細胞(natural killer T cell, NKT)的表面既表達NK細胞特征性表面標志CD56,又表達T細胞特征性表面標志TCR-CD3復合體,為一特殊的T細胞亞群。NKT細胞可在胸腺或胚肝分化發育,主要分布于骨髓、肝、胸腺、脾、淋巴結、外周血中少量存在。該細胞表面TCR分子密度比外周血T細胞的顯著降低,且呈現較少多樣性。NKT細胞在相應脂類抗原或細胞因子作用下,發揮直接殺傷靶細胞的活性。
1.3.2 嗜酸性粒細胞
嗜酸性粒細胞主要分布于呼吸道、消化道和泌尿生殖道粘膜的皮下結締組織中,外周血中數量較少,為白細胞總數的1%-3%。嗜酸性粒細胞表面具有嗜酸性粒細胞趨化因子受體、血小板活化因子受體、IL3R和IL-5R等多種與其趨化或激活相關的受體;胞質內則含有主要堿性蛋白、嗜酸性粒細胞陽離子蛋白、嗜酸性粒細胞過氧化物酶和嗜酸性粒細胞膠原酶等物質,主要參與I型超敏感反應和抗寄生蟲感染。
1.3.3 嗜堿性粒細胞
嗜堿性粒細胞主要分布于外周血,數量少,約占白細胞總數的0.2%。嗜堿性粒細胞表面具有趨化性受體;胞質中含有組胺、甘肅和嗜酸性粒細胞趨化因子等多種生物活性介質。嗜堿性粒細胞是參與I型超敏反應的主要細胞。嗜堿性粒細胞表面IgE Fc受體與變應原特異性IgE結合后使之處于致敏狀態,當變應原再次進入機體與嗜堿性粒細胞表面IgE結合時,可激活實踐性粒細胞而導致細胞內組胺、5-羥色胺、嗜酸性粒細胞趨化因子釋放,同時新合成白三烯、前列腺素D2、血小板活化因子等炎性介質,引發I型超敏反應。
1.3.4 肥大細胞
肥大細胞來源于骨髓前體細胞,主要分布于皮膚、呼吸道、胃腸道粘膜下結締組織和血管壁周圍組織。肥大細胞主要參與I型超敏反應及局部炎癥反應,其不餓能直接吞噬殺傷病原體,但當IgE Fc受體與IgE結合后而被致敏。肥大細胞活化后通過釋放組胺、白三烯、前列腺素D2等炎癥介質引發I型超敏反應,并可分泌IL-1、IL-4、IL-8、TNF等細胞因子,參與局部炎癥反應和發揮免疫調節作用。
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