免疫学论文

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浅述肥大细胞的免疫学功能

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- 2 - 浅述肥大细胞的免疫学功能

摘要：肥大细胞（mast cell，MC）是人体及动物体内正常分泌的一种细胞成分。肥大细胞广泛分布于皮肤、淋巴组织、子宫、膀胱以及呼吸道和消化道黏膜下层结缔组织中的毛细血管及淋巴管周围。这种分布特点也决定了它时刻监视病原菌的入侵,并启动针对病原菌的免疫反应的特点。过去，肥大细胞的研究主要集中在过敏性疾病中[1],随着研究的深入，发现肥大细胞在机体抵御病原体感染中发挥着重要作用。肥大细胞除具有识别、吞噬并杀灭病原微生物的功能外,尚能加工、递呈抗原和调节免疫反应。本文简述了肥大细胞的起源，结构等基本特征，重点就其免疫学功能进行论述。

关键词：肥大细胞;功能;免疫

Brief Discussion on the Immunological Function of Mast Cells

Abstract:Mast cell is a normal secretion of human and animal body of a cellular component. Mast cells are

widely distributed in the skin, lymphoid tissues, uterus, bladder, and respiratory and digestive tract submucosa

connective tissue surrounding the capillaries and lymphatic. This distribution also determines its time to monitor

the invasion of pathogens and initiate immune responses against the pathogen characteristics. In the past, the

study focused on mast cells in allergic diseases [1], with in-depth study found that mast cells in the body against

pathogens play an important role. In addition to mast cells have the recognition, phagocytosis, and killing

pathogenic micro-organisms function, still capable of processing and presenting antigens and regulating immune

response. This paper describes the origin of mast cells, structure and other basic features, with emphasis on its

immunological function discussed.

Keywords: Mast cell, function, Immune

前言

1878年德国学者PaulEhrlich首次在大鼠的结缔组织中发现了肥大细胞，并在他的博士论文中对肥大细胞胞质所含的具有独特染色特点的颗粒作了较为详细的描述。自此，也拉开了人们研究肥大细胞的序幕。以前对于肥大细胞的研究主要集中于过敏性疾病中，肥大细胞在IgE介导的Ⅰ型超敏反应中主要参与效应阶段。抗原进入机体后，选择性地诱导特异性B细胞产生抗体，产生的IgE抗体与在肥大细胞核嗜碱性粒细胞上的IgE受体结合。免疫学论文

- 3 - 肥大细胞在先天性免疫和获得性免疫等发面也有着重大意义。肥大细胞在机体防御反应中有重要作用, 近些年，随着分子生物学和分子免疫学等学科的飞速发展,这种作用的机制将逐步被揭示。本文简单叙述肥大细胞的起源分布，形态结构等基本特征，并就其免疫学功能展开详细的论述。

1.肥大细胞的起源及分布

1878年德国学者PaulEhrlich首次在大鼠的结缔组织中发现了肥大细胞,此后，人们对肥大细胞的认识不断加深,发现肥大细胞在起源、分布、形态结构和功能等方面都有独特之处,而且具有重要的防御功能。它起源于骨髓表达CD34、C-kit和CD13抗原的多能祖细胞[2]，但与一般造血干细胞的后代不同的是它不位于血液中，而是广泛在于皮肤、呼吸道和胃肠道等易与外界接触的部位，并位于血管的周围。在正常情况下,MC广泛分布于全身结缔组织中,尤其以接受外来刺激较多部位的皮下及黏膜下层,它一般规律地排列在各组织器官的小血管、毛细血管、淋巴管周围,在神经末梢、神经丛处大量聚集。MC的这种分布又可使其产物被成纤维细胞、结缔组织的其他细胞、粒层上皮细胞、神经与血管内皮细胞和血管、呼吸道、胃肠道或泌尿生殖道的平滑肌细胞所利用。这就使得肥大细胞不仅能时刻监视病原菌的入侵，而且其释放的介质和细胞因子也能迅速作用于血管内皮细胞的血液中的炎性细胞，并经血液分布到全身各个器官中。来源于骨髓的血细胞一般是在骨髓中发育成熟后再离开骨髓进入血液,而来源于骨髓的肥大细胞则是没有发育成熟就离开了骨髓,即是以肥大细胞前体的形式离开骨髓,随血流迁移至结缔组织,并在那里增殖分化为形态上特异的成熟肥大细胞;大多数来源于骨髓的细胞成熟后不再具有分裂增殖的潜能,而成熟的肥大细胞则仍然具有分裂增殖的能力[3]。肥大细胞虽然分布广泛，存在于全身各处结缔组织中，但其分布不均匀，在皮肤、消化道和呼吸道、胸腺、脾脏和淋巴组织中的肥大细胞数量很多。这些部位经常与病原体，抗原等有害物质接触，因此，肥大细胞还有着保卫细胞的第一道防线的作用。

2.肥大细胞的形态结构

肥大细胞呈圆形或卵圆形，细胞核小，染色浅，位于细胞中央。胞质充满圆形嗜碱性颗粒,颗粒直径0.2~0.5μm。细胞质中充满大小一致、染成蓝紫色的颗粒，均匀分布在核周围。细胞呈圆形或椭圆形，直径5~25μm，细胞常成堆或单个分布于血管附近。胞核位于中央或偏中央,可见异染色质沿核膜内侧分布。胞浆内有可见大量特征性的胞浆颗粒外,除此之外还有线粒体、高尔基体及内质网等细胞器。在某些疾病感染过程中也可见到一些异质性小体诸如脂质小体等。有时可见脱颗粒现象,即MC颗粒中可出现许多小泡,有时这些小免疫学论文

- 4 - 泡相互融合成所谓的脱颗粒管道在细胞膜处开口。有的小泡还分布在细胞膜外和细胞周围的间质中。

肥大细胞胞质中的颗粒有3个特别之处，第一，可溶于水。第二，有异染性。即用碱性染料甲苯胺蓝染色时,肥大细胞的颗粒不是蓝色,而是被染成紫红色。德国学者Paul

Ehrlich当初就是因为注意到这种现象,才发现了肥大细胞。第三，有异质性。1966年,Enerback注意到MC的异质性。异质性即差异性,由于肥大细胞的这种异质性。采用不同固定剂,不同染色方法, 可用阿尔新蓝-藏红O染色法显示肥大细胞时,胞质颗粒呈现出红、蓝、红蓝间染三种不同的颜色。在电镜水平上，发现大鼠消化道黏膜固有层、肺脏的MC与真皮、黏膜下结缔组织及其他组织器官结缔组织内的MC有明显差别,因此将前者命名为黏膜肥大细胞(mucosal mast cell,MMC),后者称结缔组织肥大细胞(connective tissue mast

cell,CTMC)。在电镜水平下观察到人类黏膜型肥大细胞(T肥大细胞)的胞浆颗粒的亚结构以卷轴状类型为主,而结缔组织型肥大细胞(TC肥大细胞)则以晶格状类型为主。人们可利用这种形态上的差异在电镜下鉴定出两类肥大细胞。上述人类黏膜型肥大细胞和结缔组织型肥大细胞之间存在的超微结构差异可能与其胞浆颗粒内中性蛋白酶组分的差异有关[4]。随后，研究者们利用常规组化与免疫组化及形态学方法(光镜与透射电镜),证实动物体内MMC和CTMC存在着明显的分化成熟、生理功能、染色特性、T细胞依赖性与形态学方面的异质性。两亚群肥大细胞虽然均起源于骨髓干细胞,但分化成熟过程及其生理功能存在很大差异,前体肥大细胞离开造血器官,进入胸腺后就可诱导分化成MMC,而进入腹腔内就分化成CTMC。研究发现,小鼠的MMC和CTMC起源于同一个前体细胞,在不同部位受组织环境中的某些诱导,分化成为两型不同的肥大细胞。有报道称,改变各亚型的相应生长环境,它们可以发生表型的互换，但两者的生理功能存在着一定差异。

3.肥大细胞的功能

肥大细胞是一类重要的细胞群，它最初被人们注意是因为其在超敏反应中的作用，它能迅速释放组织胺等代谢性介质启动急性过敏反应的细胞。随着研究的深入，科学家们发现它除了参与急、慢性炎症反应外，还是细胞因子的一个潜在来源，近年来的研究取得了重大进展，发现肥大细胞在先天性免疫和获得性免疫中也有重要的作用[5]。

3.1.肥大细胞在Ⅰ型超敏反应中的作用

IgE介导的Ⅰ型超敏反应又叫变态反应，变态反应大约影响着17%的人群，从轻度（枯草热）直到致命的状态（蜂蜇变态反应）。它由IgE介导，正常时IgE在循环中只有非常少的量，并可能逐渐形成以保护我们免受蠕虫的侵袭。对正常无害的抗原（如花粉或食物）免疫学论文

- 5 - 及微生物抗原（真菌、蠕虫）可以发生变态反应人群中有些个体在遗传上由于对某些抗原产生IgE而倾向于对这些抗原应答，并被说成是特应性的。肥大细胞在变态反应中参与的是效应期，抗原进入机体后，选择性地诱导特异性B细胞产生抗体，产生的IgE抗体与在肥大细胞核嗜碱性粒细胞上的IgE受体结合。当抗原再次进入机体时,抗原便与已经结合在致敏肥大细胞上的IgE抗体特异性结合,引发肥大细胞脱颗粒,释放组胺、5-羟色胺、白三烯和前列腺素等生物活性物质,可引起平滑肌收缩、毛细血管扩张且通透性增强、腺体分泌增加等一系列病理改变,引起全身性过敏反应、皮肤超敏反应、消化道超敏反应、呼吸道超敏反应等疾病。肥大细胞也因此一度背负着“恶名”。 肥大细胞激活是变态反应性疾病发病机制中的核心问题之一。当具有多共价键的过敏原与致敏的肥大细胞表面的特异性IgE发生‘桥连’时,肥大细胞即被激活并产生脱颗粒效应。脱颗粒的肥大细胞能够释放出一系列的介质,其中包括组胺和类胰蛋白酶。组胺作为肥大细胞激活的特异性标记物,已经被广泛应用于肥大细胞的激发试验中[6]。现在已经发现，肥大细胞和嗜碱细胞除在急性免疫反应中的作用外，也参与持续性的甚至是慢性炎症和免疫反应。像有的过敏患者在症状反复数小时后才出现肥大细胞的变应原诱导激活，这种稍迟的反应与变应原所在部位血管通透性增加和白细胞浸润有关。实际上，与过敏性哮喘和其它过敏疾病有关的大部分表现都反映在受影响组织白细胞增加的作用上，而不是肥大细胞介质释放的直接后果。另一方面，寄生虫感染部位白细胞的肥大细胞依赖性增加对宿主的防御可能很重要。

肥大细胞(mast cell,MC)是过敏性疾病的关键细胞之一。机体的过敏反应很大程度上是依赖于肥大细胞膜上的特异性受体FcεRI。IgE介导的肥大细胞脱颗粒。变应原与亲细胞的（结合细胞）IgE结合并形成交联，肥大细胞膜上交联的FcεRI引发了下游的一系列信号事件并导致脱颗粒，包括细胞因子及趋化因子产生以及白三烯的释放。因为IgE在过敏反应中的重要作用，现在的研究主要集中在FcεRI下游的信号事件[7]。其脱颗粒的分子机制是一个由多种蛋白质分子介导的，各个环节受到精确调控的复杂过程。现已经证实有大量生物活性物质可以激活肥大细胞，而且这些物质中的大多数可以跟固有免疫应答相关联。如细菌和细菌产物，病毒，细菌和病毒超抗原，复合物激活后的产物，动物毒素或肽段在机体感染这些病原体后，它们都可以诱导肥大细胞分泌颗粒物质。肥大细胞也可被一系列能直接致FcεRI交联的物质活化，如外源性凝集素PHA及ConA。此外，一些生理性刺激物也可促使肥大细胞脱颗粒，如补体活化产物C3a，C5a。其他的非免疫激动剂如钙离子载体（ionomycin与A23187），黄蜂毒素（mastoparan）、Tridecamer化合物48/80，腺苷，神经肽（P物质），及某些药物（ACTH，可待因，吗啡）等都可激活肥大细胞。所以，对肥