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【分享】巨噬细胞,人类免疫系统的精灵
巨噬细胞的发现可追溯到1882年,彼时的生物学家Ellie Metchnikoff对海星幼虫进行光镜研究时,第一次确定了在感染部位聚集并消除外来物质的巨噬细胞。随后,很快在包括人类和小鼠在内的其他物种中被发现,巨噬细胞通过控制感染来保护宿主,促进损伤组织的修复和愈合。1908年,因为其在免疫学研究上的巨大贡献,Ellie?Metchnikoff荣获了“诺贝尔生理学或医学奖”。
今天讲述一下巨噬细胞的故事:从起源到分布,再到功能。
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巨噬细胞的分类
巨噬细胞(英文名:Macrophages,缩写M?),是能吃的细胞,名字源自强大的吞噬能力。巨噬细胞不仅能够吞噬和杀灭细胞内的寄生虫、外来的细菌、变异而来肿瘤细胞、以及自身衰老和异常的细胞,在机体的免疫防御、免疫自稳和免疫监视中发挥重要作用。巨噬细胞属于吞噬细胞的一种,属于单核-巨噬细胞系统。
如果巨噬细胞出现在肺部,请叫尘细胞(肺泡巨噬细胞)。在这里主要负责吃土,吞噬进入肺泡的各种尘埃粒子,随后依赖呼吸道的纤毛运动,与粘液一起排出体外,是机体抵御外来微生物侵袭肺部的第一道防线。
如果出现在血液里,请叫单核细胞(monocyte)。在这里,不仅担负着主要的天然免疫应答作用,同时也影响着适应性免疫的进程,也是血液里最大的白细胞。
如果出现神经组织里,请叫小胶质细胞(microglia cell)。在这里,相当于脑和脊髓里的巨噬细胞,是中枢神经系统最重要的一道免疫防线,主要负责搞卫生,清除损坏的神经、斑块和感染性物质。
如果出现在骨组织,请叫破骨细胞(osteoclast)。主要分布在骨表面和骨血管周围,先由血液中多个单核细胞,进入组织后转变为巨噬细胞,最后融合成多核的破骨细胞。在这里,主要负责骨吸收。
如果出现在肝脏里,请叫枯否细胞(Kupffer Cells)。在这里,是巨噬细胞数量里数量最大的群体,约占所有巨噬细胞的80。除了吞噬外来入侵者,还负责分解衰老的红细胞的分解。
其实,巨噬细胞每天的生活很简单,那就是每天在人体各种组织内巡逻,看到不法分子就干掉。
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巨噬细胞的起源
通过上面的介绍,可以看出巨噬细胞家大业大,几乎人体的所有组织器官都遍布他们的身影。血液中定居的族群在机体稳定状态或炎症反应中移居到其他组织中。
巨噬细胞的家谱
巨噬细胞的老家是在骨髓里,和众多免疫细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、DC细胞、肥大细胞)一样,由同一个“妈妈”(造血祖细胞)生成发育而来。
巨噬细胞有着不同的性格和分工,有的好静,有的好动。在成熟的过程中,活泼好动的小伙伴,不喜欢滞留在血液中相对稳定的环境,会迁移并定居于人体的其他组织中(在一定条件下)。安分守己的小伙伴,随后在血液中逐渐成熟,最终定居在这里,和血管内皮细胞、B细胞、T细胞一道维持机体组织及免疫功能的完整性,也成为炎症和创伤期间组织中炎性巨噬细胞的主要来源。
无论是死亡的细胞,或者是细胞碎片,或者是病原体,都是巨噬细胞吞噬的对象,这对于机体的天然免疫防御功能异常重要。
吞噬作用
吞噬作用具体表现为以固定细胞或游离细胞的形式对凋亡细胞、细胞残片或病原体进行吞噬消化,并激活其他免疫细胞对病原体作出反应。
在炎症最早期阶段,以中性粒细胞浸润为主。当这些细胞老化后,就会被巨噬细胞清除。必要时候,开始招募游离的巨噬细胞巡逻并抵御一切来犯之敌。
在获得性免疫中的角色
巨噬细胞还可与DC细胞联手,一起抗原递呈抗原,启动适应性免疫应答。同时,巨噬细胞也是一种外分泌细胞,可分泌多种趋化因子,包括TNF-α、白细胞介素,还有酶和补体蛋白等调节蛋白,以此来应付炎症和免疫反应。
巨噬细胞可以吞噬异己细胞和病菌,直接分解他们或者形成一种复合体(抗原)传递给T细胞,再由效应T细胞内的溶酶体让细胞死亡,B细胞也会接收巨噬细胞的提呈的抗原,产生相应抗体参与免疫活动。
免疫调节
巨噬细胞具有高度的可塑性,在机体不同组织环境的影响下会发生形态和功能上的变化。
NK、Th1等释放的IFN-γ或细菌脂多糖(LPS)均能够活化巨噬细胞形成M1型巨噬细胞,并释放多种促炎因子、免疫激活因子和趋化因子,通过I型炎症反应、迟发型超敏反应以及细胞吞噬作用消灭细胞内病原体、抵抗肿瘤细胞,同时激活机体特异性免疫应答。
而巨噬细胞能够被Th2细胞释放的IL-4 和IL-13等诱导活化形成M2型巨噬细胞。M2 型巨噬细胞又进一步的分为M2a、M2b和M2c型。由IL-4或IL-13诱导产生M2a型巨噬细胞;将其暴露于免疫复合物Toll样受体或IL-1R的激动剂中诱导产生M2b型巨噬细胞;IL-10和糖皮质激素诱导产生的为M2c型巨噬细胞。
巨噬细胞可以根据微环境诱导分化成M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞。M1被LPS和INF-r/TNF等激活,并分泌IL-12,释放炎症因子。而M2则被认为是分泌抗炎细胞因子,如IL-10参与到损伤修复中。
调控TAM的表型(M2向M1转化方向) 阻止TAM的募集(通过抑制趋化因子,抑制巨噬细胞的浸润) 抑制TAM的作用(影响VEGF的分泌,减少肿瘤血管新生) 调节TAM的免疫功能(Toll 样受体方向)
撰文:步步先生
来源:干细胞者说