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樹突狀細胞:一個獨特的調控初始免疫反應的白細胞群落

自從1868年Langerhans 第一次描述了皮膚存在的樹突狀細胞以來,人類就開始了漫長的探索樹突狀細胞的功能的征程。

1973年Steinman和Cohn確認了小鼠脾臟中的樹突狀細胞,并用一系列實驗證明了淋巴組織源性的樹突狀細胞是強有力的初始免疫反應的激發者。隨后有學者發現類似的細胞在非淋巴組織中也存在,它們都在心臟和腎臟移植的排斥反應中起著重要的作用,這進一步激發了人們研究樹突狀細胞的興趣。

然而由于樹突狀細胞標記物的不足,很難把它從單核細胞或巨噬細胞中分離,在樹突狀細胞的純化問題上科學家舉步唯艱。但還是有幾個實驗中心堅持不懈直至得出這樣的結論:樹突狀細胞是一個專職的遞呈抗原,并能激發初始(和二次)T細胞免疫反應的白細胞群體。


DC 細胞系的存在


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初次描述小鼠脾臟樹突狀細胞的時候,人們注意到它不規則的外形,豐富的細胞突起和線粒體,以及稀少的細胞器。其核內體和溶酶體是抗原加工所必需,近來日益受到重視。小鼠脾臟 DCs 開始能黏附于塑料平面,但過夜培養后變為懸浮,再加上它們的低密度,使 DCs 得以從巨噬細胞中分離。進一步的分離要借助于細胞化學反應,及 DCs 缺乏吞噬活性和 FcR、 CR 的事實(一個未成熟 DCs 的特性)。

研究表明 DCs 表達MHC 分子,尤其是 MHC-2。無論在同種異體免疫還是在混合白細胞反應(MLR)中, DCs 都是初始 T 細胞免疫反應的有效激動劑。在大多數大鼠組織間質(除了免疫特赦區如大腦和睪丸),都能觀察到具有不規則細胞突起和 MHC-2 高表達的白細胞。這些間質 DCs 被證明是骨髓源性的,但吞噬功能稍弱,并具有類似淋巴組織來源的 DCs 的特點。間質 DCs 能激發強烈的同種異體免疫,分離后也可刺激 T 淋巴細胞反應。人類的間質 DCs 最先在腎臟中得到描述,然后在其他組織中陸續被發現。

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最先過分強調它們類似巨噬細胞表達 FcR 和 CR 的特點,延遲了人們認識到朗罕氏細胞(LC)事實上代表了 DCs 分化的一個階段。電鏡顯示 LC 內的 Birbeck 顆粒是一種界限清楚的包涵體,在其它細胞少見。 LC體外培養后在形態或表型上都向淋巴組織來源的 DCs 靠攏。功能性研究證實 LC 能激發強有力的初始同種異體 MLR,但在有些研究,這一現象只有在體外培養相當一端時間后才會出現。后來,人們認識到這些趨化的 DCs 組成了引流淋巴結中的并指狀DCs(IDC)。

這樣 DCs 存在一條與它的趨化、功能活化密切相關的生長和分化途徑的概念被確立。即,骨髓前體細胞向DCs 分化,小部分 DC 前體細胞(和成熟或再循環的的細胞)在血液中循環途中離開血流進入組織。這些間質 DCs(其中 LC 在皮膚及其它組織中定居,成為一個亞型)有廣泛的細胞突起,在暴露于抗原或炎癥刺激后能遷徙出組織進入向心性淋巴液,那兒的 DCs 被稱為 veiled 細胞。一旦進入引流淋巴結,位于 T 淋巴區域的 DCs 被稱為 IDC。 IDC 也見于扁桃體和脾臟的白髓區。脾臟的邊緣區還存在 DCs 的第二個群體(如紅髓區來自血液的 DCs)。


DCs 的功能活動

雖然 DCs 沒有實質性的吞噬活動,但這一點一直以來被過分強調了。缺乏吞噬活動只是分化后期的成熟DCs 的一個特征,而分化早期的未成熟 DCs 具有選擇性胞吞功能。體外實驗表明, DCs 具備很強的細胞活動性和伸縮膜突起的能力。

同種異體 MLR 已被廣泛用來檢驗 DCs 的抗原遞呈功能。盡管有一些特征并不是一個典型的真正的初始 T細胞反應所具有,DCs 的對同種異體 MLR 的激發作用還是把它們從其它白細胞區別開來。體外激活的 B 細胞也具有同種異體刺激作用,但這種刺激作用明顯弱于DCs。

DCs 具有的在體內或體外攝取遞呈抗原去激活處女型 T 細胞的能力是它主要的特性。這一點在與單核細胞、B細胞比較是表現的更加明顯。事實上 B 細胞在體內對初始免疫應答的貢獻非常有限。DCs對二次應答來說也不啻為活躍的 APC,和巨噬細胞、內皮細胞、活化的 B 細胞相比毫不遜色。

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