中性粒细胞跨内皮迁移机制
- 格式:doc
- 大小:48.50 KB
- 文档页数:14
炎症过程中白细胞募集的分子机制国外压学呼吸系统分册2001年第21卷第1期005炎症过程中自细胞募集的分子机制第三军医大学桥医院呼吸科(重庆400037)徐兴祥综述钱桂生朱元珏审校摘要炎症时大量的白细胞从血液中渗出并迁移募集于炎症部位,募集于炎症部位的白细胞对组织既有一定的防护作用又具有损伤效应.这是许多炎症疾病发生发展的共同过程.本文就炎症过程中白细胞募集的方式和可能的分子机制作一综述.关键词炎症;白细胞:募集;分子机制在机体的防御系统中白细胞起着十分重要的作用,炎症组织中自细胞的浸润是炎症过程中的早发事件,募集于炎症部位的白细胞组成了一道防线,防止感染源从原发部位向机体内的扩散,然而活化的白细胞亦可释放大量的炎性介质触发或放大炎症级联反应,使炎症失控.从而直接或间接地引起组织损伤,严重时可诱发或加重疾病过程.白细胞于炎症部位的募集是一种复杂的多步骤过程uJ,已知有一系列细胞粘附分子(1adhesionmolecules,CAMs)介导或参与了这一过程_2J.1炎性细胞募集的多步骤方式白细胞提润到损伤或感染部位的分子机制,包括白细胞从流动的血管中识别要浸润的部位并形成与血管内皮细胞的接触,以便白细胞粘附于血管内皮细胞上,最后在血管内皮细胞壁上迁移3J.Cohnheim在17世纪最早观察并描述了白细胞进A炎症部位的特征性步骤HJ,白细胞和内皮细胞之间最初的分子作用是短暂的,可逆的粘附引起的滚动.早期活体内显微镜观察首先提示不同的粘附分子可能介导了白细胞的滚动和稳固的粘附,选择素启动了白细胞与内皮细胞的接触,并介导白细胞附着于血管壁上与快速流动的血液一起导致白细胞在血管壁上的滚动,滚动的白细胞启动内皮细胞的信息系统,使白细胞更加牢固地粘附在血管内皮细胞表面上.从白细胞滚动过渡到稳固的粘附需要通过游离的或连接在白细胞表面的介质活化白细胞,且&整合素是必需的,这一点已被Lawrence等的研究证实_5J.他们认为炎性细胞募集经历了三步:即滚动~活化一粘附,并优先启动捕获血流中白细胞的机制,随之跨内皮迁移,进入基底膜并移行至间质.现已明确,这一过程包括:白细胞着边,捕获,滚动,活化,稳固的粘附和移行_1.3,r.参与这一过程中的粘附分子及其它趋化因子是按程序先后起作用的.因而亦称这一过程为:白细胞一内皮细胞粘附瀑布中国协和压科大学北京枷和医院呼吸科(100730) (1eukocyte—endothelidcelladhesioneascade).多数粘附受体及与粘附相关的细胞因子和其它游离性活化剂及其受体均在特定类型的白细胞,内皮细胞及其它类型的细胞中有限制性表达,从而使特定的炎性细胞在炎症时向特定的组织募集L3,.2着边在小静脉内血流中的白细胞在比较接近血管内皮表面的部位运动而不是在血流的中央一轴流部位,这一现象被称之为着边.这是由被动流变学现象引起的,着边依赖于小静脉内不同的红一白细胞间的相互作用,且继发于红细胞聚集8.炎症时的流变学着边明显地不是速率限制性的,研究证实毛细血管内白细胞在通过直径比其小的毛细血管时, 滚动常常被启动.在系统循环通过静脉内的白细胞流动减慢或着边而启动白细胞的迁移【2,.而肺循环内白细胞着边(尤其是中性粒细胞的着边)的最初机制是由于肺毛细血管床复杂的几何结构特点及白细胞的变形性决定的.因中性粒细胞的平均直径比肺毛细血管段的平均直径大,因此中性粒细胞必须变形才能通过这些狭窄的毛细血管.因此便形成了中性粒细胞通过肺毛细血管时的一个时间上的延搁,这是肺毛细血管血流中中性粒细胞的积聚及其与内皮细胞的粘附和随之发生的中性粒细胞掺出和迁移的先决条件_10J,也保证了微血管内白细胞和血管内皮充分密切的接触,以致肺微血管内皮细胞能捕获白细胞.3捕获将白细胞从快速流动的血液捕获到血管壁上是一种非常奇特的现象,它完全不同于其他的细胞粘附现象,因为必须克服相当大的血流剪切力,选择素介导了这一过程,并启动了白细胞一内皮细胞之间的相互作用,其中L选择素是至关重要的.这与选择素结构的特殊性有关_3,l】J.L选择素在白细胞表面星结构性表达,在静息的中性粒细胞,L选择素集中表达14国外医学呼吸系统分册2001年第21卷第1期在其微绒毛的突起部,这极有利于流动血流中的自细胞和血管内皮细胞上的L选择素配体结合而俘获白细胞.选择素是通过碳水化合物侧链介导细胞接触的,选择素的配基是由脚手架样蛋白(scaffoldprotein) 或脂质一载体蛋白构成.这些蛋白可被特定的碳水化合物修饰,经糖基化酶作用完成载体分子的选择素结合活性,选择素及其配基还作为信息分子的受体参与了细胞问的相互作用_1.在体内用抗体阻断L选择素的功能可抑制白细胞在血管壁上的吸附,将转染了L选择素基因的不同细胞株引入Ⅱ,1处理的兔肠系膜也可观察到白细胞的吸附现象_玎一,对创伤后L选择素依赖的滚动的时程研究也证实L选择素从血流中优先启动白细胞的捕获过程【14J,体外研究也证实了L选择素介导了血流中中性粒细胞的捕获.在纯化的E选择素界面上用L选择素抗体处理后不影响中性粒细胞滚动,但在表面含有E选择素的内皮细胞从流动的血液中捕获中性粒细胞必须依赖L选择素_1.炎症时已经粘附到血管内皮细胞上的白细胞可作为其它中性粒细胞的支撑点将新到的中性粒细胞吸附,这种作用被称为"继发系链"(soxx/daly似hng)现象.4滚动结构变化了的碳水化合物可以抑制白细胞的滚动,这一发现导致了如下推测:选择素一碳水化合物结合分子可能与白细胞的滚动有关.随之的研究工作提供了明显的证据:即体内早期白细胞滚动是P选择素依赖性的,P选择素抗体可以阻断体内白细胞的滚动D6J,P选择素基因缺失型小鼠的肠系膜被暴露后(化学性腹膜炎)并没有立即显示白细胞的滚动,特别是刺激的早期(1N2小时),在组织创伤后的2小时白细胞滚动被诱导了.说明在白细胞滚动的早期是P选择素依赖性的,而后期可能是L选择素依赖占优势_1.体内应用L选择素抗体可抑制自细胞的滚动,L选择素基因缺失型小鼠白细胞滚动及中性粒细胞在肠系膜静脉内的迁移和淋巴细胞返回淋巴结均被明显抑制_1.".L选择素还可介导中性粒细胞在已经聚集于血管壁上的中性粒细胞上的滚动.研究表明当剪切力达到一定的阈值以上时,L选择素可维持滚动[18j,白细胞表面的蛋白酶可下调细胞表面的L 选择素,从而影响白细胞的滚动I19].E选择素对白细胞滚动影响的研究比较困难,应用E选择素抗体可暂时减少用IgG孵化后的兔肠系膜血管内白细胞的滚动.在肺损伤模型中用E选择素抗体处理后太鼠肺内中性粒细胞积聚减少,肺损伤减轻.但E选择素基因缺失型小鼠并没有出现明显的异常炎症反应,进一步分析证实这种缺陷型小鼠没有粒细胞的慢速滚动另外现在研究证实整合素a4,B1,a4也可以介导一些自细胞的滚动21J.有报道应用ICAM一1 抗体可部分地抑制太鼠肝微血管内白细胞的滚动, ICAM.1和P选择素基因型联合缺陷的小鼠比仅有P选择素基因缺失型小鼠有更长时间自细胞滚动的缺失.这些发现认为ICAM1可能对白细胞的滚动有辅助作用,但机理不清楚.5活化选择素可启动但不能维持白细胞与内皮细胞的相互作用,没有足够的粘附力启动细胞的迁移.需要各种刺激活化自细胞以使它们更加牢固地粘附在内皮细胞表面,并穿越内皮细胞屏障,最终到达血管外特殊的微环境中.岛/&整合素的激活是这个过程的必要步骤.如上所述,选择素直接参与了这些刺激的激活信号转导过程.然而,这些信号转导过程的原始启动者是趋化因子,它们表达于内皮细胞表面,受体则在白细胞的表面.一般情况下中性粒细胞移行前均有内皮细胞的优先活化(主要是通过上调其表面的粘附分子实现的),然而并非所有的炎症反应都是如此,有些趋化/激活因子能直接上调白细胞表面的cDl1b/CD培活性,使白细胞粘附到静止的非活化的内皮细胞上.白细胞沿内皮的滚动使其与内皮细胞有较长时问的接触,允许其在内皮细胞表面有效的接触,活化的内皮细胞可产生趋化因子, 这些趋化因子可分泌出亦可保留连接在内皮细胞的表面,包括IL-8,PAF.1I-,-8是最主要的内源性趋化因子之一.其它的还有C5a,LTB4等.这些因子可活化中性粒细胞,引起细胞问一系列变化,最终使细胞移行.已经证实,照整合素LF1及Mac一1可被这些趋化因子活化J,白细胞活化后,L选择素首先从其表面脱落,迁移至问质的中性粒细胞表面L选择素表达极低或无法检测出.说明中性粒细胞移行可能与L选择素的脱落有关,粘附分子受体在白细胞活化过程中亦起到一定的作用l2.6稳固的粘附炎症时中性粒细胞稳固的粘附太多是岛整合素(CD11/CD18)依赖性的,当然也有少部分是整合素非依赖性的_2.例如内毒素介导的中性粒细胞牯附需要cD11/(D18,而链球菌肺炎则不需(D11/CD18.由于动物品系及炎症刺激因素的不同,中性粒细胞稳固粘附所涉及的整合素是有差别的,可以是LA—l(CDlla/∞18),亦可以是Mac-1(cDl1b国外压学呼吸系统分册2001年第21卷第1期15? /CD18)[.LAD-1患者的特征是缺乏(∞18)整合素,自细胞稳定的粘跗严重缺陷,不能募集白细胞,可致严重致命的感染J.CD18基因缺失型小鼠中性粒细胞募集明显减弱(约50%)_拍J.Mac-1和LFA-l均可和内皮细胞的ICAM一1结合,LFA-1 也可和ICAM.2结合,ICAM-1和ICAM-2在内皮细胞上呈结构性表达,炎症时ICAM,l表达增加.体外研究发现,E及P选择素也参与了白细胞和内皮细胞稳固的粘附过程Ll,.7移行自细胞和内皮细胞形成稳固的粘附后,白细胞可通过内皮细胞间隙迁移到内皮和基质膜之间,在这个部位短暂的停留后,白细胞最后迁移至间质.白细胞稳固的粘附和移迁是密切相关的,任何降低白细胞和内皮细胞粘附的因素都可以减少白细胞移行的数量,因此抑制CD18或ICAM-1的功能将使白细胞的迁移受阻.白细胞粘附后跨内皮细胞迁移并非是必须的,一个关键的因素就是趋化梯度的存在,趋化因子可调节自细胞外渗,以及白细胞在淋巴器管和炎症组织中的转运L2,驯.虽然一些趋化因子如LTB4,c5a 等可增加白细胞一内皮细胞粘跗,如果没有趋化梯度的存在,自细胞跨内皮的迁移将不会发生.虽然TNFa或IL广1刺激单层内皮细胞可增加中性粒细胞自发地跨内皮单层迁移,这可能与n口,IL广1诱导IL.8的表达有关.细胞因子刺激内皮产生IL广8,产生的IL-8可进人内皮下的基质中,形成化学梯度,以趋化方式诱导中性粒细胞迁移.同样地ILl刺激内皮细胞产生可溶性的单核细胞趋化蛋白.1 (monocytechemotaetlcproteln-1,MCP-1)梯度,以促进单核细胞的迁移.因为趋化因子梯度的混乱将终止穿越迁移,因此,穿越迁移需要趋化因子产生内源性的化学梯度,趋化因子还是自细胞在组织中迁移的导航者L2,28J.研究发现血小板一内皮细胞粘附分子.1 (platelet,endothelialcelladhesionmoleeule-1,HAM.1)在自细胞跨内皮的迁移过程有一定的作用,PECAM-1是免疫球蛋白超家族中的一员,在白细胞,血小板表面有低水平的表达,而在内皮细胞则有高水平的表达(>106分子/每个细胞). HAM.1定位于内皮细胞连接处.Muller等在体外用PECAM-1抗体进行研究证实拮抗PECAM-1 后可明显地阻断TNFa活化内皮细胞单层诱导的自细胞迁移,但不能阻断白细胞一内皮细胞粘附【29J. PEcAM.1的这种作用在中性粒细胞迁移的动物模型体内已经得到证实.PECAM-1调节白细胞跨内皮迁移的机制目前仍不清楚.有研究者推测可能性包括:PECAM—l作为白细胞通过内皮间隙的"向导分子"(molecutarguide),活化了白细胞表面的粘附分子(如照整合素)和/或调节内皮细胞内的Ca2水平,并作为调节内皮单层连接的关键性因子,而允许中性粒细胞迁移.8结论应用抗体阻断,基因重组技术及靶基因突变技术研究证实,选择素启动了白细胞的募集,这是在有剪切流存在的情况下发生有效粘跗所必须的,并可以捕获白细胞使其随之产生滚动.通过白细胞表面结合的或游离的趋化因子使滚动的白细胞活化,为了和内皮上整合素对应的配基ICAM-1,VCAM-1等连结,整合素必须活化.白细胞跨内皮迁移需要PECAM-1,整合素及趋分因子的协调才能实现.肺循环和体循环白细胞募集的方式是有差怕q,有关白细胞于肺内募集的方式及机制目'前仍不太清楚.参考文献1LK0Lrd般山,R母啦h.1996;32:733--7422DeLt~er}蹦.AmJResetCellMldB.1998:19:533~5363V estweberK皿./-/~toehemCellBid.1999;112:1~234CohrtheimJV.r】e~tmgenUberAllger~elnePc}lgiBerlin: Au印砒HirschwaldV ed~g.18775I~rm'emeh忸.nEurJImmtulol,1995;25:1啦5~10316K岫JC,eta1.AmJResplrCellMolBiol,2OOO;23:389~395 7&y.nY.etalcyto~i.esCellularMoh~uhrTherapy,1998;4: 275~2868Goldsmith甩,eta1Micxov&.~cRes.1984;27:2o4~222 9Ben-13muchA.nalJBdChem.1995;270:l1'03~11'0610呷rIGM.毗a1.Thorax,1995;50:661~611WongJ,et.J(21inIn恻.19;99:2782~279012PizeuetaP,et.AmJPathol,1994;145:461~46913^n妇UH.nal珏,1993;82:182~19114Mult~nMS,吐.Jlnnmmo1.1994}152832~8如15Lawrence,etlnmatmity.1994)1:13716K,et.JExpMed.1995;181:669--67517Bu¨Dc,吐.JC/inInvet.1995}95:1782~178818F'mgerEB,et.Natm-~,1996;379:266~26919WcheekB.吐Nature.1996;38O#720~72320Carraw~yMS,吐a1.AmJRmpirGritCJreMed,1998;1研: 938~94921BedinC,na1.Cel1.1995;8D{413~42222Maek~elAJ.吐.AmJResrarCdlMDlBld,2000;23: 154~16123Crockeff"rE,et.JImalta~,19:154:2291~230224DoersehukCD..AmJR~soirCellMolB".200o;23;133~13625A11Dc.毗^ⅡI-uR,1987;38:175~19426MtzgerdJP,ete1.JImm~o1.1999~163:995~99927Bagg~MNature.1998;392:565--56828WeissJM,et.JImm~ol,1998:161:6B96~690329MullerW A,.JE邛Med.1993;178:449--46030Q删曲婶lⅧn1IBI,et.JChlavest.1998;101:212~222。
中性粒细胞功能中性粒细胞是人体免疫系统中最常见的白细胞,也是最重要的炎症细胞之一。
它们主要存在于骨髓和外周血液中,是机体对于感染和炎症反应的首要防御细胞。
中性粒细胞具有多种功能,包括吞噬病原微生物、释放抗菌物质、参与炎症反应和免疫调节等。
中性粒细胞的主要功能之一是吞噬病原微生物。
当机体遭遇感染时,炎症信号将引发中性粒细胞的激活和迁移。
激活的中性粒细胞通过趋化因子的作用,朝着感染部位迁移。
一旦到达感染部位,中性粒细胞通过细胞表面的受体与病原微生物结合,并且利用细胞内部的溶酶体酶将其吞噬。
这个过程被称为吞噬作用,是中性粒细胞的主要功能之一。
中性粒细胞还可以释放抗菌物质来杀死和清除病原微生物。
吞噬的病原微生物被包裹在细胞内的溶酶体中,中性粒细胞会释放溶酶体内的溶酶体酶和抗菌肽,这些物质具有强大的杀菌作用。
溶酶体酶可以分解病原微生物的细胞膜和核酸,抗菌肽则可以破坏病原微生物的细胞膜和蛋白质。
通过释放这些抗菌物质,中性粒细胞可以有效地杀死和清除感染的病原微生物。
此外,中性粒细胞还参与炎症反应和免疫调节。
感染、炎症或其他病理状态会引发中性粒细胞的激活和释放大量的细胞因子。
这些细胞因子包括肿瘤坏死因子-alpha、白细胞介素-1和白细胞介素-6等,它们可以促进炎症反应的进行。
中性粒细胞也可以通过与其他免疫细胞的相互作用来调节免疫反应。
例如,中性粒细胞可以与淋巴细胞相互作用,并释放调节因子来影响淋巴细胞的功能。
这种免疫调节的作用可以对机体免疫应答的强度和方向产生影响。
除了上述功能外,中性粒细胞还参与血管内皮损伤修复、血管生成和肿瘤免疫等过程。
中性粒细胞在这些过程中通过释放多种生长因子、细胞因子和趋化因子来调控细胞增殖、迁移和分化。
这些功能的发挥对于机体的免疫防御和组织修复具有重要意义。
总结起来,中性粒细胞具有多种重要的功能,包括吞噬病原微生物、释放抗菌物质、参与炎症反应和免疫调节等。
它们在维护机体健康、抵御感染和促进组织修复方面发挥着重要作用。
doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.05.008中性粒细胞——炎症反应中的双刃剑梁新月,张云云,闫建设†上海大学生命科学学院,上海 200444摘要 中性粒细胞是人体血液循环中最丰富的白细胞,在先天免疫中发挥重要的吞噬杀伤作用以抵御入侵的病原体,但它们在组织中激活的失控会引发诸如关节炎、结肠炎、败血症等多种炎性疾病的发生。
文章首先概述了中性粒细胞的发生及其向炎症部位募集的分子机制,接着讨论了中性粒细胞清除病原菌的杀菌机理,最后论述了中性粒细胞功能失控引发炎症性相关疾病,并简述了中性粒细胞的一些生物标志物及其潜在的疾病治疗意义。
关键词 中性粒细胞;炎症;病原体;生物标志物细菌等病原体感染机体需要突破由皮肤、黏膜所覆盖的消化道等组成的物理屏障,然后入侵机体的第二道防线,即先天免疫系统。
我们身体的先天免疫系统随时待命以抵抗病原体的入侵。
先天免疫系统依赖于骨髓来源的造血干细胞产生的血细胞,其中的自然杀伤细胞、中性粒细胞、嗜酸/碱粒细胞、巨噬细胞等保护我们免受病原体的感染。
比如在伤口发生感染时,中性粒细胞吞噬杀伤病原微生物并走向死亡,这是免疫系统正向保护机体免受感染。
然而,免疫系统的调控并非尽善尽美,偶尔失调会引发病理状态。
当免疫调节缺陷和自身耐受机制受到严重破坏时会导致多种形式的自身免疫性疾病的发生[1]。
本文将概述中性粒细胞生物学的基本概念以及中性粒细胞向炎症部位募集的机制,重点讨论炎性反应中中性粒细胞的双向功能机制,并以炎症性疾病溃疡性结肠炎为例,探讨中性粒细胞的一些生物标志物及其对相关疾病潜在的治疗意义。
1 中性粒细胞1.1 中性粒细胞的发现以哺乳动物为例,存在于血液中的血细胞主要有3个种类:主要负责运送氧的红细胞、主要扮演免疫角色的白细胞,以及在止血过程中起非常重要作用的血小板。
在一个健康的成年人身体中,白细胞约占总血量的1%。
白细胞的数量通常作为疾病的一个指标。
第3章 中性粒细胞及其产物虽然物理性屏障如皮肤可排除许多生物体,但这样的屏障不是不可渗透的,微生物经常侵入机体组织。
这些侵入物必须要立即被攻击和破坏,一些是被抗菌肽或补体杀死,但多数是被细胞吞噬的。
这种吞噬微生物细菌的过程叫噬菌作用,噬菌作用是整个炎症过程的中心。
机体的防御性细胞是在血液中发现的,在那它们叫白血球(白色的细胞)。
哺乳动物的白血球来源于骨髓中的骨髓干细胞(图3-1)。
所有不同类型的白血球均来源于骨髓干细胞,包括粒细胞、单核细胞和树突状细胞,并且在机体防御中均很重要。
两种类型的白细胞可特异地杀死和吞噬侵入微生物,它们是中性粒细胞和巨噬细胞,起源于普通的干细胞,但看上去很不同并且有着不同的但补充性的作用。
中性粒细胞可反应并快速吞噬侵入生物体,但维持这种吞噬作用的时间不长。
而巨噬细胞有多种作用,可作为前哨细胞但也能反复发生噬菌作用。
这一章节将叙述中性粒细胞的组成及其在炎症反应和先天性免疫中的作用。
白细胞分类一些白细胞具有充满颗粒的细胞质,这种叫粒细胞(图3-2)。
许多这种细胞有小叶构成的不规则的核子,因此描述为“分叶核”(相反单一圆核的是单核细胞)。
根据颗粒内容物粒细胞分为三类。
内含碱性染料如苏木精的细胞叫嗜碱性细胞,含酸性染料如伊红的是嗜酸性细胞,既不含碱性也不含酸性染料的是中性粒细胞。
所有细胞在机体防御中均有重要作用。
中性粒细胞主要的血液白细胞是多叶核中性粒细胞,另外也称为中性粒细胞(图3-3)。
中性粒细胞是在骨髓形成(人每分钟大约形成8百万个),后迁移至血流中,大约12小时后进入组织,几天后死亡。
食肉动物白细胞60~75%是中性粒细胞,而马仅大约50%,牛、绵羊、实验性啮齿动物仅20~30%。
血液中有两个中性粒细胞储存(pool ):一个是循环的pool ,另一个是毛细血管中隐藏的细胞pool 。
细菌感染过程中,循环的中性粒细胞数量会增加10倍,它们是从骨髓和隐藏pool 中释放的。
脓毒症时中性粒细胞的生物学行为分析脓毒症是一种严重的全身性感染,常见于感染性疾病、外伤及手术等。
中性粒细胞是人体中最常见的白细胞,也是最早参与感染免疫的细胞之一。
在脓毒症发生时,中性粒细胞起着至关重要的作用。
本文将介绍脓毒症时中性粒细胞的生物学行为。
中性粒细胞的主要功能是吞噬和杀死病原微生物。
在脓毒症时,感染的部位会产生炎症反应,通过激活巨噬细胞和其他免疫细胞释放趋化因子,吸引中性粒细胞迁移至感染部位。
中性粒细胞具有趋化性,能通过血液中的趋化因子和化学信号定向迁移至炎症部位。
到达感染部位后,中性粒细胞通过伪足的伸展和收缩来穿过血管内皮间隙,并进入炎症组织。
在这个过程中,中性粒细胞会与内皮细胞发生相互作用,包括黏附和渗透。
中性粒细胞外周的粘附分子能与内皮细胞上的受体结合,从而促进中性粒细胞的黏附和迁移。
一旦中性粒细胞进入炎症组织,它们会开始吞噬和杀死病原微生物。
中性粒细胞通过胞浆内的细胞器和颗粒释放毒性物质,如过氧化物酶、酸性酶和碱性磷酸酶,杀死细菌和真菌。
中性粒细胞还可以产生和释放其他活性分子,如炎症介质、细胞因子和趋化因子,以进一步加强免疫反应和促进伤口修复。
与此中性粒细胞会释放DNA和细胞器,形成一种称为“微生物吞噬净化作用”的结构。
这种结构能够纳陷和杀伤病原微生物,并形成网状蛋白网络,称为“纤维素单核袋”。
这种机制是中性粒细胞通过细胞外陷入免疫反应,更有效地杀伤细菌和抑制细菌的扩散。
中性粒细胞还参与炎症反应的调节。
当中性粒细胞受到活化后,它们会促进炎症反应的发生,并释放一系列炎症介质和细胞因子,如肿瘤坏死因子和白细胞介素。
这些活性分子能够引发免疫细胞的活化,吸引更多中性粒细胞和其他免疫细胞加入感染部位,并加强免疫反应。
脓毒症时,中性粒细胞表现出活跃、迁移、吞噬和杀伤细菌、释放炎症介质等生物学行为。
它们在感染免疫中起着重要的作用,帮助机体有效清除病原微生物、控制感染扩散和促进伤口修复。
对脓毒症时中性粒细胞的生物学行为的深入研究,有助于深入理解免疫应答的机制,并为脓毒症的诊断和治疗提供理论依据。
中性粒细胞跨内皮细胞迁移机制摘要:中性粒细胞的募集是感染以及炎症性疾病的免疫反应过程中一个不可缺少的组成部分。
中性粒细胞外渗过程包含一个通过紧密协调血管壁内皮细胞间的粘附作用的顺序所安排的复杂的多步级联反应。
中性粒细胞和内皮细胞包含的粘附受体和信号分子可调节进入炎症或感染部位的嗜中性粒细胞的募集。
本综述将集中讲述嗜中性粒细胞募集的最后一步,也就是通过内皮细胞的中性粒细胞的迁移。
在血液和固有免疫的第一条防线中,短命的中性粒细胞是最丰富的白细胞。
中性粒细胞可以通过特异性受体检测到细菌组成成分如脂多糖(LPS)和fMLP;这些特异性受体包括Toll-样受体和G-蛋白偶联受体(1)。
这个过程导致中性粒细胞迁移活动的上调,使中性粒细胞在几小时之内积聚到急性炎症部位。
除了对细菌和真菌病原体起到防御作用之外,中性粒细胞也是一种辅助性T型1细胞(Th1细胞)相关(2)炎症浸润的标志。
中性粒细胞的释放可能导致组织损伤的部位募集细胞毒性介质,从而促进自身免疫和慢性炎症。
中性粒细胞浸润是类风湿关节炎,血管炎,炎性肠道疾病和慢性肺疾病的一种特征性标志(3; 4)。
因此,中性粒细胞外渗到炎症,血管损伤或感染部位需要有一个严密的调节过程。
中性粒细胞的募集需要一个粘附和迁移的多级级联反应,这个过程需要三种粘附受体,即选择素,整合素和免疫球蛋白超家族黏附受体,所介导的。
这些步骤是:(一)最初选择素介导的轧制,(二),趋化因子诱导激活(三)整合素依赖性的稳定的粘附和随后的跨内皮迁移(5-7)。
然而,最近的证据已经促使原来的三步粘附级联反应的扩展,包括新独立的步骤,如整合素介导的紧随中性粒细胞逮捕的血管内爬行。
此外,跨内皮迁移(也称为血细胞溢出)可发生在旁细胞和跨细胞活动中(10)。
在炎症组织中进一步的内皮下间质白细胞的迁移主要由β1和β2整合素家族成员介导,β1整合素成员包括:与间质连接的α1β1-,α2β1和αsβ1-整合素;β2整合素成员包括:纤维蛋白原结合的Mac - 1(11-13)。
中性粒细胞跨内皮细胞迁移机制摘要:中性粒细胞的募集是感染以及炎症性疾病的免疫反应过程中一个不可缺少的组成部分。
中性粒细胞外渗过程包含一个通过紧密协调血管壁内皮细胞间的粘附作用的顺序所安排的复杂的多步级联反应。
中性粒细胞和内皮细胞包含的粘附受体和信号分子可调节进入炎症或感染部位的嗜中性粒细胞的募集。
本综述将集中讲述嗜中性粒细胞募集的最后一步,也就是通过内皮细胞的中性粒细胞的迁移。
在血液和固有免疫的第一条防线中,短命的中性粒细胞是最丰富的白细胞。
中性粒细胞可以通过特异性受体检测到细菌组成成分如脂多糖(LPS)和fMLP;这些特异性受体包括Toll-样受体和G-蛋白偶联受体(1)。
这个过程导致中性粒细胞迁移活动的上调,使中性粒细胞在几小时之内积聚到急性炎症部位。
除了对细菌和真菌病原体起到防御作用之外,中性粒细胞也是一种辅助性T型1细胞(Th1细胞)相关(2)炎症浸润的标志。
中性粒细胞的释放可能导致组织损伤的部位募集细胞毒性介质,从而促进自身免疫和慢性炎症。
中性粒细胞浸润是类风湿关节炎,血管炎,炎性肠道疾病和慢性肺疾病的一种特征性标志(3; 4)。
因此,中性粒细胞外渗到炎症,血管损伤或感染部位需要有一个严密的调节过程。
中性粒细胞的募集需要一个粘附和迁移的多级级联反应,这个过程需要三种粘附受体,即选择素,整合素和免疫球蛋白超家族黏附受体,所介导的。
这些步骤是:(一)最初选择素介导的轧制,(二),趋化因子诱导激活(三)整合素依赖性的稳定的粘附和随后的跨内皮迁移(5-7)。
然而,最近的证据已经促使原来的三步粘附级联反应的扩展,包括新独立的步骤,如整合素介导的紧随中性粒细胞逮捕的血管内爬行。
此外,跨内皮迁移(也称为血细胞溢出)可发生在旁细胞和跨细胞活动中(10)。
在炎症组织中进一步的内皮下间质白细胞的迁移主要由β1和β2整合素家族成员介导,β1整合素成员包括:与间质连接的α1β1-,α2β1和αsβ1-整合素;β2整合素成员包括:纤维蛋白原结合的Mac - 1(11-13)。
DOI:10.3369/j.issn・1673-5323.2021.01.011•综述.中性粒细胞功能障碍性疾病研究进展徐雨婷胡群中性粒细胞是血液中含量最丰富的白细胞,先天免疫的主要部分,是宿主抵御微生物入侵的第一道防线,由髓系干细胞分化而来,经历原粒细胞、早幼粒细胞、中幼粒细胞、晚幼粒细胞、杆状中性粒细胞和分叶核中性粒细胞等成熟过程,这个过程大概需要10~10d7]o中性粒细胞的主要功能是杀死入侵细菌和调节炎症反应,避免细菌及炎症反应损伤机体组织。
反应过程包括中性粒细胞表面糖蛋白与内皮细胞选择素相互作用,导致滚动附着和边集,中性粒细胞通过表面整合素与内皮细胞黏附分子结合后紧密黏附于血管内皮细胞,在趋化因子作用下,中性粒细胞发生骨架蛋白重构,并向组织感染部位移动,在胞内氧依赖性(呼吸爆发)和氧非依赖性杀伤机制下发挥吞噬和杀菌作用7O]o这些相互作用和/或黏附趋化及呼吸爆发缺陷会导致中性粒细胞无法迁移到感染部位,也就无法发挥杀菌作用,从而出现一系列临床相关综合征。
通常在婴儿期或儿童期出现复发和/或难以治疗的感染,涉及皮肤、肺、淋巴结等多个部位,病原微生物包括细菌、真菌、病毒等o中性粒细胞功能障碍是一组疾病的总称,该组疾病的诊断治疗存在一些问题,给临床工作带来了极大的挑战,本文对几种常见中性粒细胞疾病做一概述。
1中性粒细胞黏附与趋化障碍中性粒细胞黏附于内皮细胞及组织基质对于它们从血管内迁移到感染部位是必不可少的。
中性粒细胞黏附与趋化障碍包括白细胞黏附缺陷、局限性青少年牙周炎、高免疫球蛋白E综合征等。
69白细胞黏附缺陷t lenUocyio ylhoioo de/ciency丄AD)一组常染色体隐性遗传疾病,根据其发现时间顺序命名为LAD-TLADD T LADDII 三型(详见表1)7O],该病主要特征是缺乏细胞表面黏附分子,导致中性粒细胞与血管内皮细胞及其细胞外基质之间黏附障碍,无法从血管内迁移到炎症部位发挥其正常抗炎杀菌作用。
2024中性粒细胞与急性胰腺炎中性粒细胞是人体血液循环中数量最多的免疫细胞,主要具有趋化性、吞噬作用、抗菌作用、脱颗粒和中性粒细胞胞外陷阱(neutrophi1extrace11u1artraps,NETs)等生物学功能,也可介导脓毒症、AP x COVID-19.自身免疫性疾病等多种疾病的炎症发作期的组织损伤。
其中AP是一种突发的、多变的胰腺局部或弥漫性的炎症性疾病,可能进展为合并严重的全身炎症反应、胰腺坏死和多器官功能衰竭的SAP,其发病机制与炎症反应和免疫应答激活息息相关。
免疫细胞介导的机体过度炎症反应是SAP发生、进展的关键。
胰腺组织中性粒细胞募集是AP发展的关键因素。
AP时,募集浸润至胰腺组织的中性粒细胞通过释放活性氧、酶、肿瘤坏死因子-造,促进腺泡细胞死亡,导致胰腺组织损伤。
本文结合笔者团队对中性粒细胞在AP发病机制中的研究及文献报道,阐述中性粒细胞活化、募集、浸润、迁移、逆向迁移和NETS在AP发生和发展中的作用,为精准靶向中性粒细胞早期治疗AP的新策略提供理论依据。
一、中性粒细胞活化、募集与AP中性粒细胞活化、募集为AP炎症损伤中同时发生的过程,在AP炎症损伤的发生、进展和消退中起着重要作用。
AP损伤早期,中性粒细胞穿过血管内皮细胞时即出现部分活化,募集至损伤胰腺组织,随后中性粒细胞表面受体与促炎信号相结合,诱导信号级联反应导致其完全活化。
而在活化的动态过程中,中性粒细胞受体与内皮细胞配体相互作用,促进中性粒细胞滚动、黏附、爬行和迁移,最终浸润至各脏器组织,介导胰腺局部组织和远隔多脏器损伤。
现有的证据显示,活化T细胞核因子3、整合素淋巴细胞功能相关抗原-1以及多种趋化因子受体或配体(CXCR2、CXC14、CXC12等)介导了AP中性粒细胞的活化募集。
多项临床研究也证实,AP患者外周血中性粒细胞早期激活标志物CD69、中性粒细胞活化标志物髓过氧化物酶(mye1operoxidase,MPO)表达均显著升高,揭示了中性粒细胞活化、募集与AP患者早期诊断、治疗和临床预后具有密切相关性。
炎症白细胞数量增加的原理炎症是一种免疫反应,是机体对抗感染、损伤和异物的一种防御性反应。
当身体遭受到细菌、病毒、寄生虫、损伤、过敏反应或其他外界刺激时,炎症反应会被引发,体现为一系列的症状,包括红肿、热痛、运动障碍和功能改变等。
白细胞,也被称为白血球,是人体免疫系统的重要成分。
它们不仅能够帮助身体对抗病毒和细菌的入侵,还能调节免疫反应和修复受损的组织。
在炎症过程中,白细胞数量会显著增加,这主要是由于白细胞的来源和功能。
白细胞可以分为中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞等类型。
其中,中性粒细胞是最丰富的一类白细胞,它们是最早参与炎症反应的细胞类型。
中性粒细胞是由造血系统中的造血干细胞不断分化而来的。
炎症反应开始时,受到损害的组织释放一系列的信号分子,称为炎症介质。
这些炎症介质能够引起血管扩张和血管通透性增加,使血液中的中性粒细胞能够更容易通过血管壁进入受损组织。
中性粒细胞感知到炎症介质的信号后,会通过粘附分子和内皮细胞结合,从而通过血管壁进入炎症部位。
在进入炎症部位后,中性粒细胞通过趋化因子的诱导移动到伤口或感染部位。
趋化因子是一种细胞因子,可以诱导中性粒细胞向伤口方向移动。
当中性粒细胞到达炎症部位后,它们的数量会迅速增加。
这主要是由于中性粒细胞具有增殖能力,而且它们也可以从骨髓释放入循环系统,最终进入受损组织中。
中性粒细胞的数量增加可以增强对病原体的清除能力,同时也会释放一些促进炎症的分子,如细胞因子和趋化因子。
中性粒细胞在炎症过程中的主要功能是通过吞噬细菌和细胞碎片来清除病原体。
它们富含溶酶体和酶,可以将细菌和细胞残骸降解。
此外,中性粒细胞还可以释放一系列的炎症介质,如促炎细胞因子、炎症介质和化学物质等。
这些物质可以吸引其他免疫细胞到达炎症部位并参与抗炎和免疫调节。
总之,炎症白细胞数量增加的原理主要是由于炎症介质的释放,以及中性粒细胞的粘附、趋化、增殖和释放等机制的参与。
免疫细胞的迁移机制及其在炎症和免疫反应中的作用免疫细胞是指包括淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、粒细胞等一系列可以参与免疫反应的细胞。
它们都具有一定的迁移和定向的能力,可以在机体内进行自由运动和信息交流,从而发挥免疫反应的作用。
在机体免疫系统中,免疫细胞的迁移机制起着至关重要的作用,相关研究已经成为当前研究热点。
本文将从迁移机制和免疫反应两个角度来探讨免疫细胞的作用和意义。
一、迁移机制免疫细胞的迁移机制包括黏附、转移、趋化、细胞移动和形态变化等多个过程。
其中黏附和转移是最重要、最基本的两步。
(1)黏附和转移黏附和转移指的是免疫细胞在穿过内皮细胞时和血管内的黏附分子(如选择素、整合素等)之间的结合和分离过程。
这一过程需要细胞在受刺激后释放黏附素和趋化因子,然后这些分子通过受体和特异性黏附蛋白(如VLA-4,LFA-1等)形成桥式连接,从而实现细胞对血管壁的黏附,进而进行转移。
(2)趋化趋化是细胞针对外部环境刺激做出的一种自主的运动反应,也是免疫细胞在免疫反应中迁移的主要方式。
这一过程主要由趋化因子控制。
趋化因子分为内源性趋化因子和外源性趋化因子两类,内源性趋化因子主要包括白介素、肿瘤坏死因子和干扰素等,而外源性趋化因子则主要包括细菌、病毒和细胞残骸等。
这些趋化因子可以通过作用于细胞表面的受体,从而引导免疫细胞运动,并决定它们的轨迹和目标,从而更好的发挥免疫反应的作用。
二、免疫反应免疫细胞在机体免疫系统中发挥的作用非常广泛,主要参与炎症和免疫反应的过程。
下面将分别从两个方面来谈谈免疫细胞在这方面的作用。
(1)炎症反应炎症反应是一种非特异性免疫反应,是机体针对细菌、病毒等损伤因素引起的一种保护性反应。
炎症反应可以促进血管再生、减轻组织的损伤,并有效杀死或清除机体内的病原体。
其中,免疫细胞(如嗜中性粒细胞、单核细胞等)起着至关重要的作用。
当遭遇到外界的损伤刺激时,刺激物会通过某些刺激机制(如鸟嘌呤核苷酸、脂多糖等)激活免疫细胞,进而使其释放大量趋化因子和炎性因子,引起局部血管扩张和通透性增加,从而形成炎症反应。
炎性细胞在感染与免疫反应中的作用炎症是一种生理机制,是机体对抗细菌、病毒或其他外生物体的反应。
在炎症过程中,炎症细胞会在感染区域聚集,释放出各种生化分子,包括细胞因子、趋化因子、蛋白酶等,扮演了非常重要的角色。
其中,炎性细胞更是被广泛研究。
炎性细胞是一类具有炎症的细胞,通常存在于感染和疾病的局部。
它们包括各种血液细胞和组织细胞,如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞和嗜酸性粒细胞等。
它们在局部聚集,释放细胞因子,调节炎症过程,发挥了重要的作用。
在感染中的作用炎性细胞在感染中发挥着非常重要的作用。
当机体遭受细菌、病毒或其他外界生物体的入侵时,免疫细胞如巨噬细胞和树突状细胞会释放出趋化因子,吸引中性粒细胞和单核细胞等炎性细胞到感染区域,形成炎症。
炎症反应是机体的第一道防线,能够清除外来物质并促进组织修复。
其中,中性粒细胞是最常见的炎性细胞。
在感染初期,中性粒细胞会趋向感染部位,粘附在血管内皮细胞上,随后通过穿越内皮细胞进入组织。
一旦中性粒细胞进入组织,就会吞噬和消化菌落,释放酶和氧自由基来消灭细菌。
同时,中性粒细胞还能释放趋化因子和细胞因子,吸引其他炎性细胞前来支援。
在免疫反应中的作用炎性细胞不仅在感染中发挥重要作用,还在免疫反应中扮演着重要角色。
当机体遭受外界侵害或自身组织损伤时,免疫细胞会释放出炎性因子,引起局部炎症,从而吸引炎性细胞到异常部位。
除了起到防止外界致病因子入侵外,炎性细胞在免疫反应中也能够参与到细胞信号传导、调节物质的释放、细胞增殖和分化等过程中。
例如,单核细胞可以分化成成熟的树突状细胞,它们负责废除无效的抗原,并将有效的抗原展示给其它淋巴细胞,从而诱导有效的适应性免疫反应。
总结炎性细胞在感染和免疫反应中的作用是复杂的且多样的。
它们不仅对感染的控制和清除有决定性的作用,同时在免疫清除与抗原展示等过程中也发挥着重要的作用。
当发生感染或疾病时,激活炎性细胞的机制很重要。
对于炎性细胞的控制和调节,将成为一项重要的医学研究,也是未来疾病防治和治疗领域的重要发展方向。
炎症反应的生理机制与免疫细胞介导炎症反应是机体对损伤、感染或其他刺激产生的一种保护性反应。
它通过调动免疫系统中的免疫细胞,以及一系列复杂的分子和信号通路来实现其生理功能。
本文将重点探讨免疫细胞在炎症反应中的作用以及其相关的生理机制。
1. 免疫细胞介导的炎症反应1.1 中性粒细胞:中性粒细胞是最常见的白血球,也是最早响应感染和组织损伤的免疫细胞之一。
当局部组织受到刺激时,中性粒细胞会通过血液循环快速进入受损组织,并释放活性氧化物和酶类来清除感染源。
1.2 单核吞噬细胞:单核吞噬细胞包括单核巨噬细胞和树突状细胞等,它们主要负责识别、摄取和消化外来病原体。
当损伤或感染发生时,单核吞噬细胞会释放一系列的细胞因子,如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)等,从而吸引其他免疫细胞的到来。
1.3 淋巴细胞:淋巴细胞包括T细胞和B细胞。
它们在感染和免疫调节中起着重要作用。
通过识别和攻击病原体,并释放特定抗体来清除感染源。
2. 炎症反应的机制2.1 血管变化:在炎症反应中,受损组织会迅速释放化学信号物质,如组织因子、趋化因子等。
这些信号物质作用于周围毛细血管壁上的内皮细胞,导致内皮细胞收缩、表面分子表达改变以及血管扩张与渗透性增加。
这使得更多的免疫细胞可以进入受损组织并参与清除感染或修复。
2.2 免疫介质的释放:当组织受到刺激时,损伤细胞会释放多种免疫介质,如前列腺素、白介素、趋化因子等。
这些物质能够引起局部组织的血管扩张、增加血液流量,并吸引更多的免疫细胞向受损区域聚集。
2.3 免疫细胞的活化:当免疫细胞接收到上述信号后,它们会通过表面受体与这些信号结合,并产生一系列的反应。
这使得免疫细胞迅速激活,产生更多的趋化分子来吸引其他免疫细胞到达感染或损伤部位。
2.4 炎性浸润和巨噬细胞消化:在免疫细胞的调节下,炎性浸润会逐渐形成。
淋巴细胞和单核吞噬细胞会进入受损区域并与感染源进行特异性识别。
巨噬细胞则负责摄取和消化外来微生物以清除感染源。
肺挫伤[概述]1.定义:肺挫伤的发生是由于强大暴力作用于胸壁,使胸腔容积缩小,增高的胸内压力压迫肺脏,引起肺实质出血、水肿;外力排除后变形的胸廓回弹,在产生胸内负压的瞬间又导致原损伤区附加损伤[1]。
2.流行病学:肺挫伤是胸部钝性伤后常见的肺实质损伤,约占外伤发病的5%,,其死亡率在成年人中可高达5%~25%[2]。
其中严峻的肺挫伤死亡率达43%~50%[3]。
肺挫伤在钝性胸伤中很常见。
由于肺挫伤系强大暴力所致,往往伴有其他脏器或组织损伤,因而增加了损伤的严峻性和伤情的复杂性,而肺挫伤后肺炎和肺不张的发生更增加了患者急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome ,ARDS)发生率和死亡率。
一、肺挫伤的致伤机制及病理与生理变化〔一〕致伤机制致伤机制肺挫伤的致伤机制目前还不完全清楚,普遍认为是由直接暴力损伤和炎症反响导致的继发性损伤两局部构成:(1)直接暴力损伤。
由于强大的暴力作用于胸壁,使胸腔突然缩小,增高的胸内压力作用于肺脏,引起肺实质的出血、水肿。
外力排除后,变形的胸廓弹回,在产生胸内负压的一瞬间又导致原来损伤区的附加损伤。
(2)炎症反响导致的继发性损伤。
〔二〕病理与生理变化肺挫伤的病理改变主要为挫伤区外观呈暗紫色,含气少,不易萎缩。
严峻肺挫伤合并肺撕裂伤常形成肺内血肿及肺内假性气囊肿,并发肺不张、血气胸等。
镜下可见肺毛细血管破裂,间质及肺泡内血液渗出,问质水肿,细胞液及渗出液广泛充满肺泡内,肺泡问质出血。
生理改变主要表现在炎症递质的释放破坏肺泡的正常结构,从而影响肺的气体交换。
(1)炎症细胞的迁移与聚集。
中性粒细胞是参与急性肺损伤发病最重要的效应细胞之一[4]。
在细菌内毒素、免疫复合物、肿瘤坏死因子、白介素(IL-l、IL-6、IL-8)等细胞因子作用下,导致中性粒细胞经跨内皮移行浸润至肺泡腔。
被活化的中性粒细胞膜上复原辅酶Ⅱ氧化酶活性增强,引发呼吸爆发,导致多种炎症递质其代谢产物的大量释放,引起肺毛细血管内皮和肺泡上皮细胞损伤,这是导致ARDS的重要环节[5]。
中性粒细胞传播炎症中性粒细胞通过跨内皮迁移到炎症部位发挥抗炎作用之后,就会通过炎症性或非炎症性程序性死亡被迅速消除,从而减少损伤部位的炎症并加速组织愈合。
实际上,大部分中性粒细胞会实现“另类逃离”,从炎症部位反向迁移到脉管系统中。
这一过程称为中性粒细胞反向跨内皮细胞迁移(reverse transendothelial cell migration,rTEM),是在中性粒细胞炎症性死亡和非炎症性死亡之外的一种局部炎症清除方式。
Inflamm. Res.具体观察到的途径包括:中性粒细胞先返回到血管腔中, 再在24小时内迁移至肺血管系统。
之后,中性粒细胞表面的CXCR4表达会增加,从而被诱导返回骨髓。
作用:双面角色经过rTEM的中性粒细胞可以产生大量NETs,杀死病原体并在炎症过程中造成组织损伤。
理论上,促进中性粒细胞从局部损伤部位反向迁移是减少慢性炎症的一种方法。
但是当强烈促炎或抗炎表型的中性粒细胞通过血管系统迁移到其他器官后,可能继而引发器官损伤和全身性慢性炎症反应(例如肺部炎症)。
此外,中性粒细胞rTEM率的增加可能延迟原先炎症部位对病原体的清除。
进行rTEM 的中性粒细胞表型包括ICAM-Ihi和CXCRllow, Bl和B2整合素的表达水平也有所升高。
是什么决定了中性粒细胞是反向迁移还是在损伤部位死亡?目前认为中性粒细胞发生rTEM可能是由于对募集和/ 或保留信号失去敏感性,而不是由伤口释放驱化学剂或血液或血管内皮细胞中的化学引诱剂的主动吸引而产生的主动排斥。
已知的一些影响因素:趋化因子在其中起到重要作用。
趋化引诱剂:趋化因子信号传导参与其调节,趋化因子受体表面表达的调节或配体敏感性可以触发其启动。
在皮肤炎症中,中性粒细胞从炎症部位向淋巴结的迁移取决于CDllb 和CXCR4 水平。
引诱剂浓度是其加速的关键因素。
当中性粒细胞对伤口部位的化学引诱剂(如CXCL8)的梯度不敏感时,就会发生G 蛋白偶联受体介导的rTEM o血管通透性:许多先天免疫和炎症性疾病都取决于血管内壁内皮细胞(EC)-中性粒细胞相互作用。
中性粒细胞是如何离开血液的此时我们再思考一个问题:既然中性粒细胞这么危险,那么它们怎么知道什么时候离开血液,去感染位点?此时我们要明确一点,中性粒细胞肯定不会在原地离开血液后马上被激活。
现在研究已经发现了,在血管内部,中性粒细胞都是以不活跃的状态存在的,它在血液中以大约每秒1毫米的速度游动,这个速度是非常快的,我们来看一下中性粒细胞在血管游动的示意图:在上图中,血管表面有一个名为ICAM的分子,它的全称是intercellular adhesion molecule,即细胞间黏附分子。
中性粒细胞表面表达一个SLIG分子,它的全称是selectin ligand,即选择素配体。
上图中它们不会相互结合。
但是,如果一个木片的扎伤了你的大脚趾,木片上的细菌进入了你的体内,激活了你的巨噬细胞,巨噬细胞释放出IL-1和TNF,这就说明了体内出现了病原体侵入。
邻近的血管内皮细胞会收到这个警报信息,它们开始在表面表达一种SEL,即选择素(selectin)。
血管内皮细胞通常会在约6小时才能合成这种蛋白质,并运输出血管内皮细胞表面,SEL会与SLGI结合,此时它就能抓住从旁边游过的中性粒细胞,但是SEL与SLGI之间的相互作用必须足够强的时候,才能将中性粒细胞的速度降下来,并沿着血管内皮表面滚动(注意:此时是将中性粒细胞的速度降下来,沿着血管壁滚动,还没停下来),如下所示:当中性粒细胞在滚动时,它还会探测体内是否现在发生着战斗,是否有战斗信号(例如一些炎症反应)。
中性粒细胞能识别补体片段C5a和LPS这两种炎症信号。
当中性粒细胞收到这些信号时,它自己又会将一种新的蛋白质(这种蛋白质已经提前合成好了,在细胞内储存着),即整合素(integrin,INT)运输到其表面,当整合素出现在中性粒细胞表面时,它就会与内皮细胞表面的ICAM结合,发生强烈的相互作用,中性粒细胞就停止下来,如下所示:一旦中性粒细胞停下来,趋化剂就会诱导中性粒细胞撬开排列在血管内的内皮细胞,离开组织,迁移到炎症部位。
中性粒细胞和心肌缺血再灌注损伤陈莉【摘要】@@ 急性心肌梗死(Acute Myocardial infartion,AMI)是冠状动脉急性闭塞导致部分心肌缺血性坏死的过程,是严重危害人类的常见病和多发病.心肌缺血最根本的治疗措施是恢复血供,但重建血供本身将在一定程度上引起组织的进一步损伤.在心肌缺血的基础上继以再灌注而出现的心肌损伤,称为心肌缺血再灌注损伤(Myocaedial Ischemia Reperfusion Injury,MIRI).中性粒细胞(Polymorphnuclear neutrophil,PMN)是参与心肌缺血再灌注损伤重要细胞成份之一,它在缺血心肌的浸润可引起并加剧心肌细胞的再灌注损伤.【期刊名称】《当代医学》【年(卷),期】2011(017)021【总页数】3页(P23-25)【作者】陈莉【作者单位】430033,湖北省中山医院急诊科【正文语种】中文急性心肌梗死(Acute Myocardial infartion, AMI)是冠状动脉急性闭塞导致部分心肌缺血性坏死的过程,是严重危害人类的常见病和多发病。
心肌缺血最根本的治疗措施是恢复血供,但重建血供本身将在一定程度上引起组织的进一步损伤。
在心肌缺血的基础上继以再灌注而出现的心肌损伤,称为心肌缺血再灌注损伤(Myocaedial Ischemia Reperfusion Injury, MIRI)。
中性粒细胞(Polymorphnuclear neutrophil, PMN)是参与心肌缺血再灌注损伤重要细胞成份之一,它在缺血心肌的浸润可引起并加剧心肌细胞的再灌注损伤。
1 PMN在缺血再灌住心肌中的浸润心肌再灌注最早的结局之一就是无复流现象。
Kaminski KA与合作者[1]证实PMN聚集于微血管是无复流现象的主要原因。
缺血后心肌释放多种趋化性物质,吸引PMN在再灌注心肌中聚集。
1.1 补体心肌缺血引起补体活化级联反应,可产生过敏毒素C3a、C4a、C5a及补体膜攻击复合体(Membrane Attack Complex,MAC),这种微分子复合物MAC在插入膜脂物质双层时行成微孔,导致细胞溶解。
中性粒细胞跨内皮细胞迁移机制摘要:中性粒细胞的募集是感染以及炎症性疾病的免疫反应过程中一个不可缺少的组成部分。
中性粒细胞外渗过程包含一个通过紧密协调血管壁内皮细胞间的粘附作用的顺序所安排的复杂的多步级联反应。
中性粒细胞和内皮细胞包含的粘附受体和信号分子可调节进入炎症或感染部位的嗜中性粒细胞的募集。
本综述将集中讲述嗜中性粒细胞募集的最后一步,也就是通过内皮细胞的中性粒细胞的迁移。
在血液和固有免疫的第一条防线中,短命的中性粒细胞是最丰富的白细胞。
中性粒细胞可以通过特异性受体检测到细菌组成成分如脂多糖(LPS)和fMLP;这些特异性受体包括Toll-样受体和G-蛋白偶联受体(1)。
这个过程导致中性粒细胞迁移活动的上调,使中性粒细胞在几小时之内积聚到急性炎症部位。
除了对细菌和真菌病原体起到防御作用之外,中性粒细胞也是一种辅助性T型1细胞(Th1细胞)相关(2)炎症浸润的标志。
中性粒细胞的释放可能导致组织损伤的部位募集细胞毒性介质,从而促进自身免疫和慢性炎症。
中性粒细胞浸润是类风湿关节炎,血管炎,炎性肠道疾病和慢性肺疾病的一种特征性标志(3; 4)。
因此,中性粒细胞外渗到炎症,血管损伤或感染部位需要有一个严密的调节过程。
中性粒细胞的募集需要一个粘附和迁移的多级级联反应,这个过程需要三种粘附受体,即选择素,整合素和免疫球蛋白超家族黏附受体,所介导的。
这些步骤是:(一)最初选择素介导的轧制,(二),趋化因子诱导激活(三)整合素依赖性的稳定的粘附和随后的跨内皮迁移(5-7)。
然而,最近的证据已经促使原来的三步粘附级联反应的扩展,包括新独立的步骤,如整合素介导的紧随中性粒细胞逮捕的血管内爬行。
此外,跨内皮迁移(也称为血细胞溢出)可发生在旁细胞和跨细胞活动中(10)。
在炎症组织中进一步的内皮下间质白细胞的迁移主要由β1和β2整合素家族成员介导,β1整合素成员包括:与间质连接的α1β1-,α2β1和αsβ1-整合素;β2整合素成员包括:纤维蛋白原结合的Mac - 1(11-13)。
白细胞相关膜结合蛋白酶或分泌蛋白酶以及粘多糖降解酶促进这一过程,这些酶帮助中性粒细胞浸润细胞外基质(11; 14)。
在介绍了中性粒细胞内皮的相互作用的不同步骤之后,本综述将集中在讲述嗜中性粒细胞募集的最后一步,即跨内皮迁移。
中性粒细胞募集的多步过程在轧制过程中,中性粒细胞与内皮细胞表面之间经历了一个短暂的相互作用,这可使作用慢下来。
轧制相互作用的最后一秒是可逆的,由于它们受弱的选择素结合的介导,如E -,P -或L型选择素以及它们的碳水化合物配体和P -选择素糖蛋白- 1(PSGL-1),轧制相互作用的最后一秒是可逆的,(15)。
内皮细胞选择素的表达和曝露,如顶点内皮细胞表面的P -和E -型选择素,是一个紧密调节过程。
P -选择素存储在Weibel - Palade小体,而且可以迅速易位到由几种刺激物激活的内皮细胞的细胞腔表面。
截然不同的,E -型选择素不是连续表达的,它是每隔几个小时之后再重新合成的(15)。
P -选择素/PSGL-1相互作用主要参与了最初的共享(16),而缓慢的和更稳定的轧制由E -选择素介导(17)。
有证据表明,最初的轧制和随后粘附在功能上至少在两个层面是相互关联的:(一)有证据表明相关抗原- 1整合素,尤其是当它处于低亲和力构象时,参加缓慢轧制粘连。
随后相关抗原- 1的活性构象促进轧制状态的逮捕(18,19)。
(二)第二,除了对于流动中性粒细胞来说的“刹车”功能之外,轧制作用允许中性粒细胞感觉到趋化因子的作用,与硫酸乙酰肝素蛋白多糖通过内皮细胞的细胞膜有关。
该趋化因子衍生信号对启动强烈的粘附步骤(20)是至关重要的。
在激活步骤中,趋化因子包括白细胞介素- 8;化学刺激物包括补体C5a,白三烯LTB4,血小板活化因子和细菌的衍生的甲酰化肽基,通过转换低亲和力,选择素介导进入高亲和力作用,整合素介导的强烈的粘附,诱导快速的中性粒细胞粘附(6;20; 21)。
中性粒细胞粘附于血管内皮细胞是由整合素,VLA- 4(α4β1)Mac - 1的(αMβ2)和LFA- 1(αLβ2)的相互作用介导的,作用于中性粒细胞的免疫球蛋白超家族成员如细胞ICAM- 1和ICAM-1和VCAM-1,或作用于内皮细胞表面的高级糖基化副产物受体(22)。
这些内皮反受体是组成型表达(细胞ICAM- 1和ICAM- 2,RAGE)或进一步上调(ICAM - 1,RAGE),或者被诱导(VCAM - 1)(22,23)。
中性粒细胞外渗和免疫反应过程中整合素介导的粘附的重要性已由几个从事小鼠一个或多个白细胞整合素缺陷(24-27),或白细胞粘附缺陷综合征在男性中缺乏β2整合素研究的研究人员所证明(22,28)。
在外渗过程中,白细胞整合素的活动主要由构象变化和集群调节,然而白细胞整合素的表达只会受到轻微影响。
通过“内至外”的信号激活整合素,这个过程主要受趋化因子介导,涉及几条路径,包括小GTP 酶,(29),以及整合素的胞质尾巴的与肌动蛋白结合蛋白相互作用,从而诱导整合素构象的改变(30)。
小GTP酶Rap1调节调节相关抗原- 1亲和力(32-35)。
鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs),如CALDAG - GEFI (钙anddiacylglycerolregulated GEFI)(36,37),VAV1(38),激活Rap1的参与调制白细胞整合亲和力。
CALDAG - GEFI缺陷导致在人类和小鼠体内趋化因子诱导的中性粒细胞的捕捉的减少(36,38)。
此外,肌动结合蛋白如塔林蛋白(30; 39)或α-辅肌动蛋白(40)以及14-3-3蛋白(41)已显示以β链为目标来激活整合素。
塔林蛋白是一种包含两个功能区,一个球状头部和棒状域的细胞骨架蛋白。
塔林蛋白的头部被认为可诱导相关抗原αL和β2细胞质尾巴的分离以及导致相关抗原- 1高亲和力的构象的产生(42,43)。
中性粒细胞粘附到血管内皮细胞能通过整合素介导由外到内的信号进一步增强,该信号因整合素聚类和构象改变或因整合素结扎而发生。
在起初的捕捉之后,两个Src样蛋白酪氨酸激酶可以介导相关抗原- 1和Mac - 1诱导粘附稳定性,因为他们的抑制加速了处于流动条件下壁中性粒细胞(44)的分离。
GEFs VAV1 and VAV3也有相似的功能(38)。
此外,在Wiskott-Aldrich综合征蛋白(WASp)缺陷中的中性粒细胞显示肌动蛋白的缺陷,细胞骨架的缺陷和紧随初始逮捕的整合素的积聚。
只有在流动条件下,WASp-缺陷表型才可见(45)。
被牵连到白细胞后粘附增强过程中的另外一个因素是桩蛋白,它与α4-整合链的细胞质功能区相互作用(46)。
中性粒细胞跨内皮迁移经过强烈的粘附反应之后,中性粒细胞爬过内皮细胞表面到最近的利用整合素Mac- 1和LFA - 1的交界处,这个过程被称为运动(8)。
最近,关于中性粒细胞在体内爬行已提出证据(9)。
跨内皮迁移主要以旁路方式发生,即在胞间交叉点处。
特别是,三个细胞交界处,以及内皮交叉点处的地方基底膜表达较低水平的基质蛋白(48),已被提议作为迁移的中性粒细胞在体内的外渗优先领域。
此外,最近证据表明,中性粒细胞和其他的白细胞可能以一跨细胞的方式进入血管外组织,即通过内皮细胞(12,49,50)。
事实上,当血管内爬行在体内禁用时,跨细胞通路可能会变得更加突出(9)。
体外研究结果指出了对于中性粒细胞来说,旁路途经占主导地位,然而,5%的中性粒细胞被发现使用发跨细胞途经(49)。
有趣的是,在中性粒细胞的迁移过程中,长寿命的TNF-α预处理和ICAM - 1的超表达导致跨细胞途经的相对贡献增加(51)。
对于旁通路,轮回中性粒细胞内皮交界处代表着主要障碍。
至少有两种类型的交界处都参与了轮回:(一)由能促进钙依赖性的,同种细胞间的接触维生素 E -钙粘蛋白形成的粘附交界处(zonula粘着)。
细胞之间的膜相关VE -钙粘蛋白和肌动蛋白细胞骨架的链接受细胞内连环的介导。
(二)紧密连接(闭锁小带),最重要的交界处,形成了密切的细胞间黏附和由三种类型的跨膜蛋白组成,occludin, claudins和交界处粘附分子(JAM),这是与细胞内如闭锁小带- 1(ZO-1)的细胞骨架信号分子相链接的(52)。
(1)维生素E-钙粘蛋白维生素E-钙粘蛋白充当过路白细胞的看门人,在体内,抗体抵抗维生素E-钙粘蛋白的抗体增加内皮细胞单层通透性和中性粒细胞率外渗(53),而在体外研究表明,在血球渗出过程中,维生素E-钙粘蛋白的缺口瞬间形成(54)。
不过,目前还不清楚,在中性粒细胞的迁移位点,维生素E-钙粘蛋白是否从细胞交界处消失对于该过程或结果是不是一个先决条件的。
一个可能的解释是,中性粒细胞粘附血管内皮细胞导致由维生素E-钙粘蛋白的磷酸化调节的维生素E-钙粘蛋白介导的粘附部分的减少。
维生素E-钙粘蛋白以及丝氨酸665的胞质尾的酪氨酸658 and 731的磷酸化已表明与维生素E-钙粘蛋白的功能障碍有关(55;56)。
最近,ICAM- 1介导中性粒细胞粘附内皮细胞可诱导维生素E-钙粘蛋白酪氨酸磷酸化进而推进中性粒细胞轮回(57)。
包括可以使β-连环蛋白磷酸化的GTP酶Rac1,活性氧,活性氧激活富含脯氨酸的酪氨酸磷酸化激酶2的其他途经已经被认为是信号传导介质(58;59)。
有趣的是,中性粒细胞弹性蛋白酶的产生能够降解细胞外部分的维生素E-钙粘蛋白。
因此,中性粒细胞可能参与这一机制,以便他们通过内皮细胞间交界处(60,61)。
然而,因为弹性蛋白酶缺陷或MMP- 9缺陷中性粒细胞在无流动跨内皮迁移中没有缺陷,使得中性粒细胞蛋白酶参与的维生素E-钙粘蛋白的蛋白水解的重要性不是很清楚(62)。
(2)JAMs和相关分子JAMs是免疫球蛋白超家族成员,包括两个细胞外免疫球蛋白样功能区域(63,64),由于最后羧基端的二类PDZ结构域结合基序,他们在内皮细胞和上皮细胞紧密连接处被发现,这使他们与交界处相关的PDZ-功能区相连的分子预先发生相互作用(63,64)。
包括血小板,中性粒细胞,单核细胞和淋巴细胞(65)在内的不同的循环血细胞中发现JAM-A,而JAM-B 和JAM-C的表达方式更多的限制表达在血小板和B细胞亚群上的JAM-C(66-69)。
除了通过细胞膜末端区域的保守序列使他们的倾向在同种交互方式中相互作用(70-72),JAM-A也担任白细胞整合素的反受体:特别是,连接LFA-1的JAM-A (73;74),与VLA-4相关的JAM-B(75) 和与Mac-1相互作用的JAM-C (68)。
在中性粒细胞溢出过程中,JAM-A假设性作用的第一证据来源于实验,该实验证明脑膜炎JAM-A的抗体抑制中性粒细胞募集(76)。