免疫細胞家族成員:巨噬細胞
巨噬細胞(英文名:Macrophages,縮寫Mø),早由Mechnikov在1884年發(fā)現(xiàn),是一種廣泛分布于全身血液、組織的免疫細胞。巨噬細胞能夠吞噬和殺滅胞內(nèi)寄生蟲、細菌、腫瘤細胞、以及自身衰老和異常的細胞,在機體的免疫防御、免疫自穩(wěn)和免疫監(jiān)視中發(fā)揮重要作用。巨噬細胞組織分布多樣性和異質(zhì)性的特點,使之一直以來都是科研工作者們熱門研究的對象。
巨噬細胞(英語:Macrophages,縮寫為mø[1])是一種位于組織內(nèi)的白血球,源自單核細胞,而單核細胞又來源于骨髓中的前體細胞。巨噬細胞和單核細胞皆為吞噬細胞,在脊椎動物體內(nèi)參與非特異性防衛(wèi)(先天性免疫)和特異性防衛(wèi)(細胞免疫)。 巨噬細胞有白細胞增殖分化而來的一種非特異性免疫細胞,它可以吞噬異己細胞、癌細胞、抗原,直接分解他們或者形成一種復(fù)合體傳遞給淋巴T細胞,再有效應(yīng)毒T細胞內(nèi)的溶酶體讓細胞死亡,再由效應(yīng)B細胞產(chǎn)生的抗體消滅里面的毒素。 巨噬細胞早由Mechnikov在1884年發(fā)現(xiàn),是一種廣泛分布于全身血液、組織的免疫細胞。巨噬細胞在人體內(nèi)發(fā)揮著重要的抵御外界細菌病毒入侵的功能。巨噬細胞屬于吞噬細胞的一種,屬于單核細胞系統(tǒng)。單核吞噬細胞系統(tǒng)包括單核細胞、疏松結(jié)締組織和淋巴組織中的巨噬細胞、骨組織的破骨細胞、肝巨噬細胞、神經(jīng)組織的小膠質(zhì)細胞、肝巨噬細胞以及漿膜腔巨噬細胞等。 巨噬細胞是由血液內(nèi)的單核細胞穿出血管分化后而成的。單核細胞進入結(jié)締組織后,體積增大,細胞質(zhì)內(nèi)溶酶體增多,吞噬能力增強,并逐漸分化為巨噬細胞。在不同的器官、組織中,巨噬細胞存活的時間不同,一般2個月或更長。 單核細胞是白細胞中體積大的細胞呈圓形或橢圓形。單核細胞在血流中只停留在12-48小時,并分化成不同種類的巨噬細胞。機體內(nèi)大多數(shù)具有吞噬能力的細胞均來自于單核細胞,它不僅有吞噬和殺菌功能之外,還能消除體內(nèi)衰老和損傷的細胞,并參與免疫作用。
巨噬細胞電鏡圖
(1.核 2.溶酶體 3.吞噬的衰老紅細胞)
巨噬細胞的功能主要分為以下三點: 一、巨噬細胞對病原體的吞噬和殺傷效應(yīng) 巨噬細胞的吞噬作用主要表現(xiàn)為以固定細胞或游離細胞的形式對細胞殘片、凋亡細胞以及病原體進行吞噬和消化,并激活淋巴細胞或其它免疫細胞,令其對病原體進行殺傷。當異物被巨噬細胞吞噬后,吞噬體與溶酶體融合,溶酶體通過釋放酶、有毒物質(zhì)(如過氧化物)等,對細菌、某些原蟲和腫瘤細胞產(chǎn)生殺傷或者細胞毒效應(yīng)。 二、抗原遞呈作用 巨噬細胞通過對外源性抗原和內(nèi)源性抗原的加工處理,具有免疫原性的小分子肽段與MHC分子結(jié)合形成肽-MHC復(fù)合物表達于細胞表面,供T細胞識別激活。巨噬細胞表面的B7分子與活化T細胞表達的CD28相互作用,提供了T細胞活化第二信號。 三、免疫調(diào)節(jié) 巨噬細胞具有高度的可塑性,在機體不同組織環(huán)境的影響下會發(fā)生形態(tài)和功能上的變化。NK、Th1等釋放的IFN-γ或細菌脂多糖(LPS)均能夠活化巨噬細胞形成M1型巨噬細胞,并釋放多種促炎癥細胞因子、免疫激活因子和趨化因子,通過I型炎癥反應(yīng)、遲發(fā)型超敏反應(yīng)以及細胞吞噬作用消滅細胞內(nèi)病原體、抵抗腫瘤細胞,同時激活機體特異性免疫應(yīng)答。而巨噬細胞能夠被Th2細胞釋放的IL-4 和IL-13等誘導(dǎo)活化形成M2型巨噬細胞。M2 型巨噬細胞又進一步的分為M2a、M2b和M2c型。由IL-4或IL-13誘導(dǎo)產(chǎn)生的巨噬細胞稱M2a型巨噬細胞;將其暴露于免疫復(fù)合物Toll樣受體(Toll-like receptors, TLRs)或IL-1R的激動劑中誘導(dǎo)產(chǎn)生的稱M2b型巨噬細胞;IL-10和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)產(chǎn)生的為M2c型巨噬細胞。M2型細胞能夠大量合成并釋放抗炎細胞因子(如IL-10、TGF-β等)、免疫抑制因子和多種促進腫瘤生長的細胞因子,具有抑制炎癥反應(yīng)和促進腫瘤細胞生長與轉(zhuǎn)移的功能。
Scripps研究所(TSRI)和Pittsburgh大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn),壓力條件下的間充質(zhì)干細胞能通過操縱關(guān)鍵免疫細胞來維持自己的生存。間充質(zhì)干細胞位于骨髓中,是一種具有自我復(fù)制能力和多向分化潛能的成體干細胞,可以發(fā)育成硬骨、軟骨、脂肪和其他類型的細胞。間充質(zhì)干細胞是目前研究充分、應(yīng)用廣泛的干細胞,移植之后一般不會引起宿主的免疫反應(yīng)。 研究人員在Nature Communications雜志上發(fā)表文章指出,間充質(zhì)干細胞通過囊泡將線粒體自噬任務(wù)外包給巨噬細胞,并分泌microRNA抑制巨噬細胞的正?;钚浴>奘杉毎且环N多功能的免疫細胞,廣泛分布于全身各個組織和器官。這些細胞負責(zé)吞噬病原體或受損細胞,在生長發(fā)育、內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持、炎癥調(diào)控和損傷修復(fù)中起到了重要的作用,與多種人類疾病有關(guān)。 “這項研究首次為人們揭示,間充質(zhì)干細胞會招募并抑制巨噬細胞的正?;钚?,”TSRI的DonaldG. Phinney教授說。“這種細胞互作關(guān)系到間充質(zhì)干細胞的生存。” 與其他細胞一樣,間充質(zhì)干細胞也會因為組織損傷和炎癥感受到壓力。當這些壓力引起線粒體(細胞能量工廠)損傷的時候,間充質(zhì)干細胞就會以一種獨特的方式招募免疫系統(tǒng)的巨噬細胞。 研究顯示,間充質(zhì)干細胞將自己受損的線粒體打包在囊泡中,送出細胞給巨噬細胞吞噬。與此同時,間充質(zhì)干細胞還釋放出含有microRNA的胞外體,抑制Toll樣受體的信號傳導(dǎo)。這些microRNA會使巨噬細胞對自己吞入的線粒體不敏感,從而避免巨噬細胞活化將間充質(zhì)干細胞作為靶標。 巨噬細胞吞下受損的線粒體之后,能夠重新利用這些線粒體,充實自己的能量供給。阻斷間充質(zhì)干細胞與巨噬細胞之間的這種交流,會導(dǎo)致干細胞的死亡。由此可見,這一過程是互惠互利的。“這是一個暫時性現(xiàn)象,巨噬細胞可以用這些線粒體滿足自己的生存需要,”Phinney說。 (原文:MesenchymalStem Cells Use Extracellular Vesicles to Outsource Mitophagy and ShuttleMicrornas,來自生物通,)