NK cell发育.doc

NK cell 的发育，活化及功能机制研究摘要：NK cell是人体免疫系统中及其重要的组成部分，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。其中c家族细胞因子，RAG-1等起着比较重要的作用。NK cell的免疫激活则受一些免疫因子的作用，其中CD2，CD3，及细胞毒素识别系统起着十分重要的作用。NK细胞一般通过其自然的杀伤活性，ADCC及分泌细胞因子来发挥其功能。关键词：NK cell 细胞因子 细胞受体 发育 活化 功能一， NK cell NK cell 是机体重要的免疫细胞，不仅与抗肿瘤、 抗病毒感染和免疫调节有关，而且在某些情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生。它不表达典型的抗原识别受体(如TCR和BCR)，在通常状况下只存在于外周血、脾脏和骨髓中，但在趋化因子的作用下可游走到炎症部位发挥作用。NK细胞通过其细胞毒活性和产生的细胞因子或表达TNF超家族配体，在机体抗感染、抗肿瘤、免疫调节和造血调控等方面发挥重要的功能，是先天免疫中的一类十分重要的淋巴细胞。此外，NK细胞还是一种重要的免疫调节细胞，可以通过分泌多种细胞因子如GM-CSF、IFN-、TNF-等调节天然和获得性免疫应答，也可以通过细胞间的接触来活化或抑制其他免疫细胞。二， NK cell的发育机制NK cell目前认为NK细胞的发育和成熟主要依赖于骨髓微环境，是一个极其复杂的生理过程，受到一系列细胞因子的调控，其中IL-2和IL-15是最重要的两个细胞因子。lL-2和IL-15共用IL-2受体亚单位，激活相同的信号通路，都能诱导CD34+造血干细胞分化为CD56+NK细胞。CD56+NK细胞分为两种：1，CD56(bright)细胞，分裂能力较强相当于调节性的细胞，用于控制细胞数量。2，CD56(dim)NK细胞，用来发挥作用，可能是由上一细胞发育而来，相当于效应细胞。近年来研究发现：。IL-15可以促进CD56(bright)和CD56(dim)NK细胞的增殖，并维持其长期存活。IL-2对脐血NK细胞只在早期表现促增殖作用，且对CD56(bright)NK细胞的作用强于CD56(dim)NK细胞。而且无论是IL-2还是IL-15培养，抗凋亡分子Bcl-2和Bcl-xL在CD56(bright)NK上的表达都高于CD56(dim)NK细胞。此外，最近研究表明，在个体发生学对NK cell的研究发现RAG-1可能对NK cell的发育起着一定的作用。新生的cells以不成熟的CD27+/CD11Blo cells在骨髓，脾和肺中存在，而成熟的CD27lo/CD11B+ cells第一次出现是在周后，而完全成熟是在周后。然而，事实上，肝脏的cells只需周就可以完全成熟。骨髓和脾中由于缺少新生的RAG-1-/-而积累前导cells小集团，而肝脏中的RAG-1-/-处于正常的水平。由此可见，肝脏是骨髓之外的小血库，RAG-1则有可能对cells的发育起着十分重要的作用。三， cells的活化机制NK细胞的活化受到活化性与抑制性受体的共同调控,由于识别机制的多样化,近年来,NK细胞表面活化性受体得到了人们的广泛关注。NK细胞表面有许多受体感应器，这些受体分为“激活”和“抑制”两种。当它在人体内捕获一个可疑细胞后，两种受体将传回不同的信号，如果是病变细胞，“激活”信号大大增强，免疫细胞的“杀手本能”将被激活，从而杀死病变细胞；反之，如果捕获的是一个健康细胞，“抑制”信号将占主导地位，该细胞将会被释放。最终生物学效应取决于抑制型和活化型受体群的相互竞争、相互拮抗的“净”作用，对靶细胞的靶向杀伤作用依赖于其表面的活化型受体与靶细胞上相应的配体间的相互结合。 对于Nk 细胞的具体活法机制，受那些受体的影响，目前还不是完全清楚，已经知道的大约有数十种。一般认为膜表面的CD2、CD3分子和多种细胞因子在此过程中起着极其重要的作用。这里就简单介绍几种。 活化因子 ： 1） 通过CD2分子 CD2与CD58相互作用或用CD2 McAb刺激可活化NK细胞，CD3链发生酪氨酸磷酸化 如：CD226分子CD226分子是NK细胞表面活化性受体，在NK细胞的活化并杀伤肿瘤细胞等生物学过程中发挥了重要作用,并与多种疾病的发生密切相关。,CD226胞外结构域可以识别并结合肿瘤细胞表面配体,单独的ECD1蛋白即可有效与靶细胞结合。CD226胞外结构域重组蛋白的加入可以有效阻断NK细胞对肿瘤细胞的杀伤。重组蛋白对杀伤的阻断主要是通过阻断NK细胞与靶细胞的结合实现的,提示CD226在NK细胞对靶细胞的识别中可能发挥了粘附分子的作用。除粘附作用外,CD226传递的活化信号对NK细胞的活化有着重要的影响。抗体刺激CD226分子活化后可以引起NK细胞表面活化分子CD69的表达升高,细胞因子(IFN)与杀伤颗粒(CD107a,Granzyme B)的表达都明显升高。 2）通过CD3分子的链NK细胞不表达TCR/CD3复合物，但部分NK细胞表达CD3链，当用CD16抗体刺激NK细胞活化时，链发生酪氨酸磷酸化，引起胞浆内Ca2+浓度升高，IP3水平增加，促进细胞因子合成和ADCC作用。 3）干扰素 干扰素(IFN-)对人NK细胞识别功能的负调节作用。NK细胞系(NK92、NKL)对MICA表达阳性的肿瘤细胞杀伤活性明显高于对MICA表达阴性者；IFN- 1000Uml以上可明显抑制NK细胞对MICA表达阳性肿瘤细胞的细胞毒活性，并轻度抑制NK细胞的增殖，而对MICA表达阴性肿瘤细胞的杀伤活性无明显抑制作用；IFN-可抑制NK细胞系活化受体NKG2D的表达，增强抑制性受体NKG2AB和KIR2DLI的表达。结论 IFN-可能通过下调NK细胞活化受体的表达，上调抑制性受体的表达，使NK识别的信号平衡向抑制性方向倾斜，从而对NK细胞功能发挥负调节作用，这种作用可能是NK细胞自我调节功能的表现。4）通过细胞因子 目前发现部分趋化性细胞因子可增强NK细胞的细胞活性。CCL3和CXCL4使纯化的人类NK细胞对K562细胞的杀伤活性增强。CCL2，CCL3，CCL4，CCL5，CCL6，CCL7，CCL8，CCL10和CX3CL1能促使静止的多克隆NK细胞释放细胞独行颗粒。此外，CX3CL1除了能促使NK细胞释放细胞毒性颗粒，直接增强其杀伤力外，还能以旁分泌的方式使NK细胞分泌的水平显著升高。此外，IL-2、IL-12、IFN-、TNF-以及白细胞调节素（liukoregulin,LR）对NK细胞的活化和分化有正调节作用，体外培养时加入上述细胞因子可明显提高NK的杀伤活性。前列腺素（PG）E1、E2、D2和肾上腺皮质激素等对NK细胞的活性有抑制作用。细胞受体1）受体。此受体作用于细胞，其配体干细胞因子（SCF）本身对于细胞的杀伤活性的发挥和增殖无明显的影响，但可以协同诱导细胞增值效应。受体与其配体相互作用，还可上调分子的表达，维持细胞的存活。2）NKG2D受体为细胞活化性受体，表达于所有的细胞表面，是介导细胞识别和溶解肿瘤细胞的主要活化性受体。配体为类相关蛋白或（、）及结合蛋白（包括ULBP1，ULBP2，），的配体在多种肿瘤细胞中表达。3）NKP46受体 NKP46受体也被认为是人体NK细胞的主要受体之一，最新研究发现NKP46免疫球蛋白融合物不仅可以和流行性病毒的血细胞凝集素还可以和副流行性感冒病毒的血细胞凝集素-神经氨酸苷酶相结合。在大量NK细胞的小团体中，NKP46的识别需要裂解细胞表达一致的病毒糖蛋白。这种结合需要NKP46寡糖的唾液酸化作用，这和病毒糖蛋白的富铝结合能力是一致的。这些发现暗示铝了表达了NKp46的NK细胞可以不用减少MHC C1蛋白就可以发现病毒的侵染。四， NK细胞的功能1， 自然杀伤活性1） 识别靶细胞NK细胞识别靶细胞是非特异性的，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。2）杀伤介质主要有穿孔素、NK细胞毒因子和TNF等。（1）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，有关穿孔素的结构和功能参见本章第二节。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。（2）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。（3）TNF：活化的NK细胞可释放TNF-和TNF-（LT），TNF通过改变靶细胞溶酶体的稳定性，导致多种水解酶外漏；影响细胞膜磷脂代谢；改变靶细胞糖代谢使组织中pH降低；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。2, ADCC（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）NK细胞表面具有FcRA，主要结合人IgG1和IgG3和Fc段（C2、C3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-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。3，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。表7-13 NK细胞产生的细胞因子细胞因子静止NK细胞活化的NK细胞IL-1-IL-2-IL-3-+GM-CSF？+G-CSF-M-CSF-+IFN-或-？+IFN-+IFN-+TNF-+五， 结语 NK细胞作为不需要抗原呈递就可以直接发挥免疫效应和引起其它免疫细胞发挥免疫效应的人体重要免疫细胞，在人体免疫中起着举足轻重的作用，也越来越被人们所重视。NK细胞通过细胞毒作用，分泌细胞因子等多种机制在抗感染，抗肿瘤，免疫调节和造血调控方面发挥这重要的免疫功能。然而，NK细胞的许多机制仍然不太清楚，等待着我们的进一步研究。参考文献（按引用顺序排序）：【】 郑晓东c家族细胞因子对人NK细胞发育及调节功能的影响中国科技大学，【】 张赟 韩卫宁 贾卫 曹云新 金伯泉 IL-2、IL-15对NK细胞亚群表型和功能的调节作用 免疫学杂志 2004年01期【】 Daniel MAndrews1 and Mark JSmyth1 A potential role for RAG-1 in NK cell development revealed by analysis of NK cells during ontogeny Immunology and Cell Biology advance online publication 1December2009【】 Fiona J. 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