关于树突状细胞的发育特点与迁移问题的研究-细胞生物学论文-生物学论文

关于树突状细胞的发育特点与迁移问题的研究-细胞生物学论文-生物学论文

——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——

树突状细胞（dendritic cell,DC）广泛分布于人体内，是最重要的抗原呈递细胞，在免疫应答中发挥作用。DC在不同的发育阶段具有不同的特点，在体内迁移与其分化成熟、表型转换及生物学功能发挥密切相关。近年来，DC在许多免疫疾病及肿瘤的生物学免疫治疗中引起重视，本文将对DC的发育与迁移机制的研究进展进行综述。

1 DC的来源

1.1髓系来源DCDC的起源在体内有多种途径，大部分来源于髓系前体[1],占外周血DC的60%~70%,它与单核细胞、粒细胞具有共同祖细胞。骨髓中的多能前体细胞MPP能分化产生普通骨髓前体细胞CMP,CMP中有一群类FMS酪氨酸激酶3阳性的细胞，该细胞能在不同细胞因子刺激下分化形成不同亚群的DC.研究人员通过小鼠骨髓前体细胞移植的体内实验及体外培养单核细胞 导分化形成DC,证明了DC的髓系分化来源。

1.2淋巴系来源DC淋巴系来源DC的分化发育过程尚不明确，有研究表 明IL-3能 刺 激 淋 巴 系 前 体 获 得 淋 巴 系DC[2].目前 常 用 来 研 究 的 淋 巴 系DC为 胸 腺 内DC,已有学者发现，成熟的淋巴系DC存在于人及小鼠的胸腺及次级淋巴组织的T细胞区。人骨髓中的CD34+CD10+细胞、外周血中的CD4+CD 11c、胸腺中的CD34+CD381ow细胞，小鼠胸腺中的CD41ow细胞为其前体。早期研究小鼠脾脏或者淋巴结中的DC能够表达CD4、CD8、CD2等表面分子，这些分子与淋巴系细胞密切相关，提示了DC可能也有其淋巴系的起源。后续研究通过将骨髓中的多能前体细胞MPP分化产生的普通淋巴前体细胞CLP,移植或体外 导培养，证明了这些前体细胞能分化形成所有脾脏和胸腺的DC亚群，充分证明了DC的淋巴系起源。

1.3特殊类型的DC目前还存在单核细胞来源的DC,主要存在人体外周血中，有研究[3]表明，机体在稳定状态下，单核细胞仅仅是外周非淋巴器官中DC的前体细胞，而与脾脏和淋巴结DC的产生关系很小。单核细胞在细胞因子GM-CSF、IL-4、TNF-等的 导下，可以不经过增殖，直接分化形成成熟的DC[4].Hashi-moto等[5]分析了人外周血单核细胞来源DC的基因，发现在DC的cDNA文库中提出17 000多个不同编码与细胞结构和运动有关蛋白的基因。尽管DC被认为是异源的，但识别表达在人单核细胞来源DC的特异基因，有助于提供区分DC亚群、功能和成熟阶段以及诊断一些自身免疫疾病或肿瘤疾病的候选基因。目前还存在特殊类型的滤泡DC,它不同于常规的DC,其前体细胞主要存在于初级淋巴组织，并非来源于骨髓。

2 DC各发育阶段的功能特点

2.1前体阶段

目前从小鼠的骨髓和外周血及人骨髓、胎肝、脐血、外周血中分离出髓系前体。在体外合适的培养条件及刺激因素下获得了具有典型形态、表型及功能的DC.在体内，这些前体的作用可能是维持非淋巴组织内1的数量达到一定水平。单核细胞被认为是DC的共同前体，在体外能在某些细胞因子刺激下直接发育为DC,在体内它们有可能趋化至炎症反应部位并受到炎症刺激发育为DC.在急性炎症状态下，DC前体均能迅速动员至非淋巴组织。

2.2未成熟期

正常情况下绝大多数体内DC处于非成熟状态，且以未成熟形态存在于外周组织（多种实体器官及非淋巴组织的上皮）[6],此阶段DC的功能对于免疫反应来说十分重要[7],因为此阶段DC摄取抗原能力比较强，能表达一些膜受体如FcR、人甘露糖受体或鼠DEC-205分子，该受体能介导DC摄取抗原，同时未成熟DC也能通过吞饮和吞噬作用摄取抗原。未成熟DC能合成MHC Ⅱ类分子、趋化因子和细胞因子，但其表达低下。因此，未成熟DC具有摄取和加工处理抗原的功能，但其刺激初始型T细胞的能力很弱，激发混合淋巴细胞反应的能力较弱，无法提供T细胞活化所必需的第2信号。当外源性抗原、炎症刺激因素等共同影响下，DC能从非淋巴组织进入次级淋巴组织并逐渐成熟。

2.3迁延期

这类DC主要存在于外周血、淋巴组织、输入淋巴管及肝脏血液，通过血液与淋巴循环，从输入淋巴管进入次级淋巴组织后，从而启动T细胞产生免疫反应。在适当的刺激因素下，DC逐渐发育成熟。

2.4成熟期

此阶段DC形态不规则，表面有许多突起，主要存在脾脏、淋巴结及Peyers,并在次级淋巴器官中完成免疫激发功能，DC是目前最有效的惟一能激活T细胞的抗原提呈细胞[8].成熟DC能表达高水平MHC-I,、MHC-II类分子、协同刺激分子（CD80,CD86）、黏附分子（CD40,CD44,CD54）、整合素等，其中CDla和CD83是人成熟DC的标志[9],此时摄取、加工和处理抗原能力增强，它们受趋化因子的作用归巢至T细胞区，同时本身也分泌一些趋化因子，从而保持与T细胞的接触，因而它们能有效地将抗原提呈给初始T细胞，刺激初始型T淋巴细胞引起抗原特异性T淋巴细胞反应[10-11].分化成熟DC大部分随血循环广泛分布，进入胸腺和淋巴外组织，并衍化为一类表型和结构具异质性的抗原递呈细胞，一部分直接进入淋巴组织，成为该组织内非激活状态的DC,另有一部分进入胸腺组织，参与 导T细胞成熟，并使后者获得对自身抗原的免疫耐受功能[12].

3 DC的迁移机制

3.1 DC迁移本质

DC是具高度活动性的免疫细胞，迁移贯穿DC的分化发育过程及整个生命周期，也是其完成抗原递呈所必需的重要环节，抗原信息只有通过DC的处理及携带转运从外周传递到淋巴器官才能完成有效递呈而激活免疫反应。细胞体内迁移的本质是趋化因子和趋化因子受体相互作用引起细胞内的生理生化改变，最终发生细胞的移动。该过程主要是改变细胞膜表面受体分布，受体结构的改变激活了与之偶联的Gap蛋白，启动细胞内外cAMP偶联信号传导通路。活化的Gap蛋白分解形成ATP-Ga亚单位。

a亚单位激活磷脂酶C,水解膜脂质层中的二磷酸磷脂酞肌醇，生成肌醇三磷酸（IP3）和脱氧鸟普酸。

IP3形成后即从细胞膜扩散至细胞质，与内质网膜上的特异性受体结合，开放膜上化学门控性Ca2通道，使内质网内Ca2释放入胞质，细胞内Ca2含量升高，钙调蛋白（CaM）对Ca2+的敏感性升高，从而激活细胞各项生理功能，提供运动所需能量。随着胞内一系列生化反应的发生，细胞骨架重组，形成1黏附或 ，DC即循着趋化因子所指引的方向移动[13].

3.2 DC迁移过程

DC在体内迁移时，首先由造血器官到达胸腺和淋巴外组织，再从后者抵达淋巴结T区。前一过程中DC尚未成熟，广泛存在于全身非淋巴组织，摄取处理抗原能力强，并作为免疫监视的前哨细胞。

后一过程从外周组织迁至T区，DC的抗原捕获处理能力逐渐消失，而成为能够激活初始T细胞发生免疫反应的抗原递呈细胞[14].此过程同时伴有DC由幼稚向成熟转化，且其表型也随DC迁移、成熟和激活的不同阶段发生改变。

3.3 DC迁移中的调节因素

DC能否发挥生物学功能与其体内迁移密切相关[15].DC在体内的迁移是一个复杂而连续的过程，其中趋化因子、趋化因子受体、其他一些相关分子（如黏附分子）间的相互作用在DC的迁移和成熟过程中发挥了重要的调控作用[16-18],至今已经发现50多种人类趋化因子和18种趋化因子受体[19].DC表达的趋化因子受体随着不同的成熟阶段而有所不同，不同成熟阶段的DC对不同趋化因子表现出不同的反应性。在DC的迁移过程中，趋化因子通过DC表面的趋化因子受体调节DC迁移是主要的调节因素。

3.3.1趋化因子DC对不同趋化因子反应性的差异是趋化因子调控DC体内迁移的基础。对DC体内迁移作用较大的细胞趋化因子可分为MIP、RANTES及MCP三类。英国牛津大学Lin等建立了DC穿透内皮细胞层能力的体外检测体系，观察不同阶段DC对不同趋化因子的反应性，结果表明，非成熟DC表达高水平CCR1、CCR2、CCR5、CX-CR1、CXCR2和CXCR4,对CC趋化因子MIP-1,MIP-1、RANTES,MCP-3具 有 显 着 的 趋 化 反 应性，但对CC趋化 因子MIP-3和CXC趋化因子SDF-1反应性较弱。当DC成熟时，DC对上述CC趋化因子的反应性基本上丧失，而对原先反应性较弱的MIP-3和SDF-1的反应性显着升高。

3.3.2趋化因子受体DC具有异质性，不同发育阶段与定居部位的DC表达的趋化因子受体不同，所接受的趋化效应也不一样，且与细胞膜表面各趋化因子受体数目有关。随着DC逐渐成熟，膜表面的受体 由 以CCR5为 主 转 变 成 以CXCR4为 主。Sozzani等[20]应用GM-CSF联合IL-13从外周血单个核细胞 导培养DC,检测所表达的趋化因子受体，发现其表达高水平的CCR1,CCR2,CCR5,CX-CR1,CXCR2和CXCR4.

3.3.3相关小分子DC体内迁移不仅仅只受趋化因子调控，其他分子也起到了重要作用，如一些重要的 表 面 标 志 物 和 黏 附

分 子。包 括E-cadheria、CD87、CD31、内毒素LPS.

4 结语和展望

DC的生物学特性及诸多功能已引起人们关注及研究，利用其功能多样性已被用于多种疾病的治疗，显示了DC在临床应用方面有着广阔前景，但DC生物学功能的获得和发挥仍不十分明确，有待我们进一步研究，目前的研究结果大多数来源于动物实验，尚有待于临床研究的确证，相信在未来研究中，DC的生物学基础研究及临床应用研究将会更加深入、透彻。