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免疫细胞家族成员:NK细胞
发布时间:2020年03月29日
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自然杀伤性细胞(NK细胞)

NK细胞是第三类淋巴细胞,其表面缺少T细胞和B细胞的特异性标志如TCR和SmIg,曾称为裸细胞(null cell)。这类细胞不依赖于抗原刺激,能自发地溶解多种肿瘤细胞和被病毒感染细胞,称为自然杀伤细胞,主要存在于外周血和脾脏中,在人外周血中占淋巴细胞的5%~10%。




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认识NK细胞

70年代初NIC的研究人员在研究T细胞对靶细胞的特异杀伤时发现,正常对照小鼠的脾细胞可以像免疫小鼠的脾细胞一样杀伤某些肿瘤细胞,继而发现正常人体外周血淋巴细胞也可以天然杀伤某些癌细胞。这些细胞的杀伤功能不需要预先免疫或致敏,故取名为天然杀伤细胞(NK cells)。

NK细胞形态上属于大颗粒淋巴细胞,来源于骨髓,占白细胞数量的15%。NK细胞与人体其他150多种白细胞都不同,它不需要接受免疫系统的特殊指令,也不需要其他细胞的配合,自己单独就能识别和攻击外来细胞、癌细胞和病毒,在医学上被称作是人体抵抗癌细胞和病毒感染细胞的第一道防线。

NK细胞表面受体(NKR)可以识别被病毒感染的细胞表面表达的多糖分子。其杀伤效应是由其活化后释放出的毒性分子介导,如穿孔素、颗粒酶和TNFa(肿瘤坏死因子)等。NK细胞杀伤的靶细胞主要是肿瘤细胞、病毒感染细胞、较大的病原体(如真菌和寄生虫)、同种异体移植器官、组织等。它具有广谱抗瘤作用,特别是对淋巴瘤和白血病细胞作用更为明显。

NK细胞概述

主要分布于外周血,占外周血淋巴细胞总数的5%-10%,不需抗原刺激,可以直接杀伤靶细胞。主要功能是参与细胞免疫,在肿瘤免疫和抗病毒感染中均起重要作用。

人类NK细胞表达CD3,CD16,CD56等分化抗原。其中CD16为Ig FcR,介导ADCC。NK细胞表面有NK细胞活化受体(KAR)和NK细胞抑制受体(KIR)。KAR与相应配体结合后可激活NK细胞;KIR与MHC分子识别后能抑制NK细胞的杀伤活性。

NK细胞主要生物学功能:

1、抗感染和抗肿瘤作用:细胞毒作用

2、免疫调节作用:分泌大量CK,活化Mφ,促进Ig类别转换,诱导T细胞极化。

NK细胞杀伤靶细胞的作用机制:

1、穿孔素/颗粒酶作用途径

2、Fas/FasL作用途径

NK细胞的优点

1、无需抗原提前致敏就有较强的杀伤肿瘤细胞的活性。

2、对肿瘤细胞的杀伤具有直接、灵敏、反应速度快的优点

3、无毒副作用,提高患者生存质量

NK可释放穿孔素、颗粒酶,穿孔素在靶细胞表面穿孔,使颗粒酶b进入靶细胞诱导靶细胞 凋亡。同时分泌大量的细胞因子,如ifn-v、tnf-x、gm-csf、il-3、m-csf等,直接作用 于靶细胞,或通过进一步激活其他种类免疫细胞攻击靶细胞。并可表达可以诱导细胞凋亡的蛋白(fasl)和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(trail),使靶细胞进入程序性凋亡状态。

NK 细胞来源

NK细胞确切的来源还不十分清楚,一般认为直接从骨髓中衍生,其发育成熟依赖于骨髓的微环境。小鼠和人的体外实验表明,胸腺细胞在体外IL-2等细胞因子存在条件下培养也可诱导出NK细胞。小鼠脾脏在体内IL-3诱导下可促进NK细胞的分化。NK细胞主要分布于外周血中,占PBMC 5~10%,淋巴结和骨髓中也有NK活性,但水平较外周血低。

由于NK细胞具有部分T细胞分化抗原,如80~90%NK细胞CD2+,20~30% NK细胞CD3+(表达CD3ζ链),30%NK细胞CD8+(α/α)和75~90%NK细胞CD38+,而且NK细胞具有IL-2中亲和性受体,在IL-2刺激下可发生增殖反应,活化NK细胞可产生IFN-γ,因此一般认为NK细胞与T细胞在发育上关系更为密切。

 

NK 细胞功能

自然杀伤活性

由于NK细胞的杀伤活性无MHC限制,不依赖抗体,因此称为自然杀伤活性。NK细胞胞浆丰富,含有较大的嗜天青颗粒,颗粒的含量与NK细胞的杀伤活性呈正相关。NK细胞作用于靶细胞后杀伤作用出现早,在体外1小时、体内4小时即可见到杀伤效应。NK细胞的靶细胞主要有某些肿瘤细胞(包括部分细胞系)、病毒感染细胞、某些自身组织细胞(如血细胞)、寄生虫等,因此NK细胞是机体抗肿瘤、抗感染的重要免疫因素,也参与第Ⅱ型超敏反应和移植物抗宿主反应。

⒈ 识别靶细胞 NK细胞识别靶细胞是非特异性的,这与CTL识别靶细胞机理不同,但确切的机理尚未明了。现已知淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1) 与靶细胞表面的细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的作用参与NK细胞的识别过程,抗LFA-1或抗ICAM-1McAb可抑制NK细胞的杀伤活性。此外CD2与LFA-3(CD58)结合以及CD56也可能介导NK细胞与靶细胞的结合。

⒉ 杀伤介质 主要有穿孔素、NK细胞毒因子和TNF等。

⑴ 穿孔素: 穿孔素是一种由NK、CTL、LAK等杀伤细胞胞浆颗粒释放的杀伤靶细胞的介质。从胞浆颗粒中纯化的穿孔素在体外能溶解多种肿瘤细胞,抗穿孔素抗体可抑制杀伤活性。IL-2可提高穿孔素基因的转录。IL-6可以促进IL-2对穿孔素基因转录的诱导作用。丝氨酸酯酶可能有活化穿孔素的作用。

⑵ NK细胞毒因子: NK细胞可释放可溶性NK细胞毒因子(NK cytotoxic factor,NKCF),靶细胞表面有NKCF受体,NKCF与靶细胞结合后可选择性杀伤和裂解靶细胞。

⑶ TNF:活化的NK细胞可释放TNF-α和TNF-β(LT),TNF通过①改变靶细胞溶酶体的稳定性,导致多种水解酶外漏;②影响细胞膜磷脂代谢;③改变靶细胞糖代谢使组织中pH降低;④以及活化靶细胞核酸内切酶,降解基因组DNA从而引起程序性细胞死亡等机理杀伤靶细胞。TNF引起细胞死亡过程要明显慢于穿孔素溶解细胞的作用过程。

NK细胞表面具有FcγRⅢA,主要结合人IgG1和IgG3的Fc段(Cγ2、Cγ3功能区),在针对靶细胞特异性IgG抗体的介导下可杀伤相应靶细胞。IL-2和IFN-γ明显增强NK细胞介导的ADCC作用。以前认为在淋巴细胞中由K细胞介导ADCC,但至今仍未发现K细胞特异的表面标记,也不能证实K细胞是否属于一个独立的细胞群, 很可能NK是介导ADCC的一个主要淋巴细胞群。具有ADCC功能的细胞群除NK外,还有单核细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。

分泌细胞因子

活化的NK细胞可合成和分泌多种细胞因子,发挥调节免疫和造血作用以及直接杀伤靶细胞的作用。

此外,NK细胞可抑制PWM体外诱导B细胞的分化及抗体应答, 其机理可能通过直接抑制B 细胞或抑制辅佐细胞的抗原提呈作用。NK细胞通过自然杀伤和ADCC发挥的细胞毒作用,在机体抗病毒感染、免疫监视中起重要作用。

⑴ 抗病毒感染: NK可选择性地杀伤病 毒感染的靶细胞。由辅佐细胞或NK细胞所产生 的IFN可协同NK的抗病毒作用, 而对正常细胞 有保护作用。另一方面,病毒感染细胞表面的病毒抗原和其它表面分子使得其对NK的杀伤细 胞作用变得更加敏感。在体外,NK可溶解疱疹病毒、牛痘病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、巨细胞病毒和流感病毒感染的靶细胞。体内试验表明, NK低活性小鼠品系对某些病毒感染更加敏感;注射抑制NK细胞的抗Asialo GM1抗体可加重小鼠流感病毒性肺炎。此外,NK细胞在体外还可杀伤某些细菌、真菌、原虫等,可能与NK细胞释放某些杀伤介质有关。

⑵NK细胞在免疫监视、杀伤突变的肿瘤细胞可能比T细胞具有更重要的作用。某些疾病如Chediak-Higashi或X性联淋巴增殖综合征患者, 由于NK功能缺陷对恶性淋巴细胞增殖疾病特别易感。

⑶参与骨髓移植后移植物抗白血病效应(graft-versus-leukemia effect,GVL):在体外NK细胞可杀伤某些淋巴样和髓样白血病细胞。骨髓移植后数周内,来自供体的NK细胞在PBL中占相当高的比例。此外,在体内NK细胞还可杀伤某些不成熟细胞如骨髓干细胞、胸腺细胞亚群等。(来自癌图腾)