樹突狀細(xì)胞的研究進(jìn)展

楊文博（綜述），趙 堃（審校）

（中國(guó)人民解放軍第八九醫(yī)院血液腫瘤科，山東濰坊 261021）

樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）是一類具有分支或樹突狀形態(tài)的細(xì)胞，它們互相交錯(cuò)，伸展于淋巴細(xì)胞之間，能將抗原遞呈給鄰近的T細(xì)胞，它們能高效地?cái)z取、加工處理和遞呈抗原，是機(jī)體功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞［1］。未成熟DC具有較強(qiáng)地?cái)z取加工抗原及遷移能力，成熟DC能有效激活初始型T細(xì)胞，處于啟動(dòng)、調(diào)控、并維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)［2］，它們是機(jī)體免疫系統(tǒng)的控制者［3］。

1 DCs的生物學(xué)特性

1.1 DCs的發(fā)現(xiàn) 有關(guān) DC的最早描述是在1868年，Langerhans將皮內(nèi)的一種形狀特別、呈樹突狀結(jié)構(gòu)的細(xì)胞，命名為朗漢斯細(xì)胞（Langerhans cell）［4］。而其作為一類族群被了解和認(rèn)識(shí)是在1973年，Steinman等［5］研究鼠脾免疫功能時(shí)發(fā)現(xiàn)的一群樹枝樣突起的星狀細(xì)胞并將其命名為DCs。后來發(fā)現(xiàn)其亞群包括朗漢斯細(xì)胞、真皮樹狀細(xì)胞、淋巴結(jié)并指狀細(xì)胞、外周血的DCs、實(shí)質(zhì)性臟器的組織間隙DCs等，廣泛分布于除腦外的全身組織器官內(nèi)，包括淋巴和非淋巴器官。

1.2 DCs的表面分子 DCs表面具有抗原遞呈分子，如主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ和 MHC-Ⅱ、共刺激因子（CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40、CD40L 等和黏附因子（細(xì)胞間黏附分子1/2/3和淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1/3等）是功能強(qiáng)大的專職抗原遞呈細(xì)胞。人體內(nèi)大部分DCs處于未成熟狀態(tài)，表達(dá)低水平的共刺激因子和黏附因子，體外激發(fā)同種混合淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)的能力較低，可誘導(dǎo)T細(xì)胞的免疫耐受，但未成熟DCs具有極強(qiáng)的抗原吞噬能力，在攝取抗原或受到某些因素刺激時(shí)即分化為成熟DCs，而成熟的DCs表達(dá)高水平的共刺激因子和黏附因子，具有免疫刺激能力，是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能激活未致敏的初始型T細(xì)胞的抗原遞呈細(xì)胞。DCs在成熟的過程中，由接觸抗原的外周組織遷移進(jìn)入次級(jí)淋巴器官，與T細(xì)胞接觸并激發(fā)免疫應(yīng)答，當(dāng)機(jī)體遭遇病原微生物侵襲或體內(nèi)有細(xì)胞發(fā)生惡變時(shí)，DCs很快能獲知這些信息，將這些信息及時(shí)傳遞給免疫系統(tǒng)，并將病原微生物或惡變細(xì)胞從體內(nèi)清除出去?；罨腄Cs不表達(dá)T細(xì)胞、B細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞，卻表達(dá)CD83、S100、CD40、CD80、CD86、CD1a、CD11c、CD45、人類白細(xì)胞抗原A/B/C和人類白細(xì)胞抗原DR、人類白細(xì)胞抗原DQ等，其中CD1a被公認(rèn)為是DC的重要表面分子［6］。

1.3 DCs的起源及分類 DCs起源于造血干細(xì)胞，根據(jù)分化來源途徑不同分為髓樣樹突細(xì)胞和淋巴樣樹突細(xì)胞，即與吞噬細(xì)胞相同的髓系起源及與T細(xì)胞相同的淋巴細(xì)胞系起源［7］。髓樣樹突細(xì)胞前體細(xì)胞在粒單核細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）、腫瘤壞死因子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白細(xì)胞介素 4（interleukin-4，IL-4）作用下轉(zhuǎn)變成未成熟 DC，然后經(jīng)CD40L或內(nèi)毒素刺激而成熟。淋巴樣樹突細(xì)胞前體細(xì)胞在 IL-3的作用下轉(zhuǎn)變成未成熟 DC［8］，經(jīng)CD40L作用成熟為淋巴樣樹突細(xì)胞。按功能的不同可將DC分為CD1和CD2。CD1可產(chǎn)生大量IL-12、TNF-α和少量 IL-6，誘導(dǎo)輔助性 T細(xì)胞（helper T cells，Th）向 Th1 分化［9］;而 CD2可分泌大量 IL-6 和少量IL-12，誘導(dǎo)Th向Th2分化［10］。在移植免疫中，Th1可致明顯的急性排斥反應(yīng)使移植物失活，而Th2則對(duì)移植具有保護(hù)作用。

1.4 DCs的體外誘導(dǎo)及擴(kuò)增 DCs在組織中分布廣，但含量極少，生理情況下半衰期為數(shù)天到幾周。因此，建立成熟的DCs體外培養(yǎng)技術(shù)獲得足夠數(shù)量的有功能的DCs就顯得非常重要。Steinman［6］首先于1992年建立了用GM-CSF從小鼠骨髓中大規(guī)模培養(yǎng)制備DCs的方法，此后很快成功地用GM-CSF加TNF-α 從 CD34+造血干細(xì)胞中擴(kuò)增到大量的DCs，使DCs的研究獲得突飛猛進(jìn)的進(jìn)展［11］。1994年，Romani等［12］建立了應(yīng)用GM-CSF和IL-4從人外周血大規(guī)模培養(yǎng)制備DC的方法，使人源DC的研究得以迅速發(fā)展。此后人們又建立并完善了多種培養(yǎng)擴(kuò)增DC的方法，這使得對(duì)DC的研究得以進(jìn)一步深入。體外誘生DC有許多不同的方案，視組織來源而定，應(yīng)用不同的細(xì)胞因子進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng)，而不同的細(xì)胞因子發(fā)揮著不同的作用［13］:GM-CSF可誘導(dǎo)DC前體擴(kuò)增，促使其分化，并可在體外維持DC存活;IL-4往往與GM-CSF同時(shí)使用，特別是將外周血單核細(xì)胞作為前體時(shí)，IL-4可抑制巨噬細(xì)胞克隆形成，誘導(dǎo)DC生長(zhǎng)和成熟;當(dāng)用骨髓或臍血CD34+細(xì)胞作前體時(shí)，則用TNF-α代替IL-4，因?yàn)門NF-α可降低粒細(xì)胞地產(chǎn)生，上調(diào)細(xì)胞GM-CSF β鏈的表達(dá)，增強(qiáng)其對(duì)細(xì)胞因子信號(hào)的反應(yīng)能力。在GM-CSF、TNF-α和IL-4刺激的骨髓CD34+細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入FMS樣酪氨酸激酶3配體可使DC的收獲率提高，再加入干細(xì)胞因子可進(jìn)一步提高收獲率。不同的前體細(xì)胞、細(xì)胞因子和培養(yǎng)條件可以改變DC的表型和功能。GM-CSF和IL-4有利于髓系DC分化，而IL-3促進(jìn)向淋巴系DC分化，CD40L則對(duì)兩種DC的成熟都有促進(jìn)作用，而 IL-10、間充質(zhì)干細(xì)胞則抑制其成熟［14，15］。

2 DCs在腫瘤、感染、移植及自身免疫病等方面的作用

2.1 DCs在腫瘤方面的作用 腫瘤細(xì)胞低表達(dá)或不表達(dá)MHC分子及共刺激分子，某些腫瘤細(xì)胞還能分泌產(chǎn)生細(xì)胞因子抑制腫瘤患者體內(nèi)DCs的成熟及機(jī)體的免疫功能，使腫瘤細(xì)胞逃脫機(jī)體的免疫監(jiān)視而無限生長(zhǎng)［16］。DCs是T細(xì)胞介導(dǎo)的原發(fā)和繼發(fā)性免疫反應(yīng)的最強(qiáng)激發(fā)者，成熟DCs高表達(dá)的MHC分子與腫瘤抗原結(jié)合后，形成MHC抗原復(fù)合體將抗原遞呈給T細(xì)胞，使其分化成具有殺傷能力的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，可有效抑制腫瘤細(xì)胞免疫逃逸［17］。體外誘導(dǎo)擴(kuò)增DCs，裝載腫瘤細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞提取物、腫瘤抗原蛋白、腫瘤抗原肽、腫瘤抗原DNA/RNA等制備疫苗，或腫瘤抗原經(jīng)脂質(zhì)體介導(dǎo)在體內(nèi)轉(zhuǎn)染DCs，可激發(fā)特異性免疫應(yīng)答。

2.2 DCs在感染方面的作用 DCs在感染性疾病中發(fā)揮了重要作用。病原體入侵，一般情況下微生物產(chǎn)物激活自然免疫機(jī)制，包括被DCs攝取、加工、遞呈，產(chǎn)生對(duì)宿主有益的反應(yīng)。但是，病原體可通過多種方式逃避免疫反應(yīng)，包括抑制抗原遞呈細(xì)胞成熟和發(fā)揮功能，如膿毒血癥時(shí)DCs表面分子表達(dá)減少及其自身凋亡干擾MHCⅠ和Ⅱ表達(dá)/遞呈途徑［18］，人免疫缺陷病毒感染時(shí)DCs攝取病原體后不能有效加工遞呈抗原［19］，伯氏瘧原蟲感染時(shí)瘧原蟲感染的紅細(xì)胞粘連DCs從而抑制其成熟并減少刺激T細(xì)胞的能力等［20］，使感染向重癥發(fā)展或病原體在體內(nèi)廣泛播散。

2.3 DCs在移植方面的作用 DCs在機(jī)體外周與中樞免疫耐受維持中發(fā)揮重要作用，其以多種機(jī)制參與自身免疫耐受的形成，在移植免疫中發(fā)揮重要作用［21］。器官移植后一方面供體DCs從移植器官中游走至受者的次級(jí)淋巴器官內(nèi)，遞呈抗原特異性MHC分子，激活受者T細(xì)胞，啟動(dòng)免疫應(yīng)答，觸發(fā)排斥反應(yīng);另一方面受者DCs參與移植后初始炎性反應(yīng)，浸潤(rùn)到移植器官內(nèi)，加工處理凋亡或壞死細(xì)胞崩解碎片并結(jié)合自身MHC分子，最終把限制性供體MHC分子及自身MHC分子復(fù)合肽呈遞給受者T細(xì)胞，觸發(fā)排斥反應(yīng)［22］。一般認(rèn)為前者參與急性排斥反應(yīng)，而后者與慢性排斥有關(guān)。而未成熟DCs具有截然不同的生物學(xué)特性，其低水平表達(dá)MHC、CD40、CD80、CD86、B7等共刺激分子和黏附分子，具有極強(qiáng)的抗原攝取、加工處理能力，而激發(fā)免疫應(yīng)答能力卻較弱，未成熟DCs可誘導(dǎo)抗原特異性 T細(xì)胞耐受及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生［23］;淋巴樣樹突細(xì)胞通過誘導(dǎo)CD8

+的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、Th2型免疫應(yīng)答進(jìn)而抑制供體Th1、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，使其免疫活性降低，從而抑制Th1型細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，抑制移植物排斥反應(yīng)［24］。

2.4 DCs在自身免疫性疾病方面的作用 免疫自穩(wěn)是機(jī)體免疫系統(tǒng)維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種生理功能。該功能正常時(shí)，機(jī)體可及時(shí)清除體內(nèi)損傷、衰老、變性的細(xì)胞和免疫復(fù)合物等異物，而對(duì)自身成分保持免疫耐受，該功能失調(diào)時(shí)，可發(fā)生生理功能紊亂或自身免疫性疾病。自身免疫性疾病的特點(diǎn)就是機(jī)體對(duì)自身結(jié)構(gòu)免疫耐受性的喪失，從而導(dǎo)致針對(duì)某些特殊器官破壞性的過程。DCs作為免疫應(yīng)答的啟動(dòng)、調(diào)控和維持因素，具有介導(dǎo)免疫性和耐受性的雙重功能，由于炎癥、腫瘤、創(chuàng)傷等因素，誘導(dǎo)DCs耐受性功能異常，啟動(dòng)了對(duì)自身抗原免疫應(yīng)答，而在誘發(fā)因素去除后不能有效終止應(yīng)答［25］。其機(jī)制可能與DCs的不同種類及成熟狀態(tài)有關(guān)。

3 結(jié)語

DCs作為機(jī)體最重要的專職抗原遞呈免疫細(xì)胞，參與機(jī)體多種生理病理過程，在腫瘤免疫、感染免疫、移植免疫和及自身免疫性疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。人們已經(jīng)對(duì)其生物學(xué)特性及功能有了一定的了解，在部分疾病中應(yīng)用于臨床取得了可喜的結(jié)果，隨著對(duì)DCs認(rèn)識(shí)的不斷深入，以DCs為靶點(diǎn)的治療將為與免疫相關(guān)的多種疾病提供新的途徑。

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