NK细胞作用及效应机制

1、NK细胞作用及效应机制1 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）NK细胞低亲和力的CD16分子与靶细胞IgG抗体复合物结合后，活化蛋白酪氨酸激酶（PTK），使PLC 的酪氨酸磷酸化，裂解膜磷酯酰肌醇为三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油，IP3增加细胞内游离钙浓度，进而释放细胞毒性物质（如穿孔素和颗粒酶）。研究发现，IgG1抗体与凝集抗原作用能增强IgG1与NK细胞的结合，且去除岩藻糖的IgG1抗体更易募集和活化NK细胞，从而减少诱导ADCC所需的抗原量并且明显提高ADCC作用；当低岩藻糖抗体与靶细胞同时存在时，NK细胞尤其是CD56dim细胞群的活化标记CD69表达增高。Forthal等报道在

2、HIV急性感染期，病毒感染的靶细胞表达HIV糖蛋白与特异抗体结合，介导NK细胞发挥ADCC作用杀伤靶细胞。另有研究者用HIVgp120特异的IgG1/IgA嵌合蛋白交联CD16，活化新鲜分离的NK细胞，只需pmol浓度即可溶解HIV感染的靶细胞。2 天然细胞毒性（Natural cytotoxicity）天然细胞毒性是指不需要抗体介导,也不经预先致敏而直接杀伤靶细胞的作用,其具体机制尚未完全阐明。与ADCC不同，该作用需要多个表面受体结合靶细胞传递溶细胞信号。例如，CD11a/CD18、CD2、CD44、CD54、CD58、CD69均有利于NK细胞与靶细胞建立稳定连接,形成免疫突触。在动物模型

3、中，Lck、Fyn、ZAP70分子的缺失会引起T细胞缺陷，但却不影响天然细胞毒性，表明NK细胞发挥细胞毒性不一定需要这些激酶。另有研究报道IFN 和IL 12等细胞因子活化的STAT1分子提供了另一重要信号，STAT1敲除的小鼠天然细胞毒性被抑制，但不影响ADCC作用。Sconocchia等还发现一条不同于ADCC或传统天然细胞毒性的信号传导途径，即专一表达于NK细胞上的CD44依赖的溶细胞效应通路。3 NK细胞介导的凋亡（NK cell mediated apoptosis）靶细胞对NK细胞诱导的凋亡很敏感，尤其大多数对自然杀伤不甚敏感的肿瘤细胞对NK细胞诱导的凋亡却很敏感。一方面，NK细胞

4、直接通过胞吐作用释放穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素等细胞毒性颗粒，活化caspase途径诱导靶细胞凋亡；此外，颗粒酶还可以通过受体如甘露糖 6 磷酸受体（MPR）介导的胞吞作用而摄入，颗粒酶摄入靶细胞后，穿孔素破坏核内膜，通过线粒体、caspase途径及不依赖caspase途径诱导细胞凋亡。另一方面，活化NK细胞表达Fas（CD95）配体和TRAIL（TNF related apoptosis inducing ligand）分子，诱导CD95+靶细胞和TRAIL受体阳性的靶细胞通过内源酶的级联反应发生凋亡。虽然CD95L与TRAIL诱导凋亡的途径是相互独立的，但穿孔素杀伤作用提供的抑制信号却都能阻

5、断CD95L和TRAIL两条途径。4 NK细胞产生的细胞因子（NK cell produced factors）除了直接释放细胞毒性颗粒发挥溶细胞效应外，NK细胞还能合成和分泌多种细胞因子，如IFN 、TNF 、IL 1、IL 5、IL 8、IL 10和G CSF。其中，IFN 是研究最多的因子,它能抑制肿瘤细胞增殖，杀伤感染细胞，通过增加MHC 及类分子的表达和巨噬细胞的活化激发天然和获得性免疫反应。Agerberth等还建立了活化NK细胞趋化因子库，包括XCL1、CCL1、CCL3、CCL4、CCL5、CCL22、 防御素和CXCL8，这些因子在NK细胞发挥免疫功能和调节造血方面起着重要作

6、用。5 NK细胞受体（NK cell receptors）尽管NK细胞杀伤靶细胞的信号通路很多,但NK细胞受体的作用仍值得重视。20世纪80年代，Karre首先提出NK细胞识别“丢失自我”的信号，即靶细胞抑制信号较弱时，NK细胞能识别靶细胞而活化。目前认为生理条件下，抑制NK细胞活性需要MHC I类抑制受体的识别。靶细胞MHC 类分子的下调或丢失打破了抑制和活化信号的平衡，从而使NK细胞活化。NK细胞识别自我与非我并不需要体细胞基因重排产生识别不同抗原的克隆，而是表达多种受体执行功能。NK细胞受体主要包括免疫球蛋白超家族（如KIR），天然细胞毒性受体（NCR），C型凝集素家族如Ly49和NKG

7、2受体。NK细胞表达多种与HLA特异结合的KIR分子，其基因多态性与HLA基因多态性匹配表明抑制性KIR特异识别MHC 类分子是NK细胞鉴别自我/非我，抑制细胞毒性的重要方式，而活化KIR的配体仍有待研究。Winter等报道了几种含2个Ig结构域的KIR分子（KIR2D）的HLA 类识别模式，表明在与靶细胞作用时，NK细胞表面HLA 类受体获得的信号共同抑制了NK细胞毒性反应。尽管如此，尚不能排除KIR与非MHC分子间的相互作用。NCR包括NKp46、NKp44和NKp30，其表达与细胞毒性成正相关。NKp46表达于静息细胞，NKp44仅表达于活化细胞，NKp30表达于所有的NK细胞。Marc

8、enaro等报道CD59能提高NKp46介导的NK细胞杀伤作用，而NKp30可能参与树突状细胞活化NK的过程。Ly49基因家族的多态性与人KIR基因相似，也同样识别MHC I及MHC I样分子。Ly49单倍型编码活化和抑制受体的基因数是不同的。此外，NK细胞还表达白细胞免疫球蛋白样受体（LIR/ILT），该家族在结构上亦类似于KIR分子，也能结合MHC 类分子，但等位基因变异是有限的，且各单倍型间的基因含量是保守的。NKG2属于多基因C型凝集素家族，其抑制性异二聚体NKG2A、B、C、E/CD94识别非经典的MHC 类分子（HLA E/Qa 1），从而鉴别自我与非我。人NKG2D同型二聚体是活

9、化受体，识别ULBP（UL16结合蛋白）和MHC样分子MICA和MICB。受感染的靶细胞MICA、MICB、ULBP等分子表达上调，与NKG2D结合而活化NK细胞。最近研究还发现NK细胞活化时另一种杀伤细胞凝集素样受体（Killer cell lectin like receptor，KLRG1）表达亦上调，抑制IFN 分泌和NK细胞毒性，发挥负调节作用，但其确切机制和相应配体尚不清楚。NK细胞还表达G蛋白偶联受体家族的类阿片和肾上腺素受体。通过活化腺苷酸环化酶，使ATP转化为cAMP。儿茶酚胺作为肾上腺素受体的配体，能快速动员和募集NK细胞。人NK细胞表达的类阿片受体介导内源性内腓肽和外源性

10、类阿片的反应。已有报道海洛因等药物对NK细胞功能的影响，但具体机制尚不清楚。不同NK细胞表达不同的活化抑制受体和共刺激受体,决定了NK细胞的反应多样性。关于NK细胞受体配体的研究一直是NK细胞研究的热点。新的受体和配体的发现和作用机制的探讨将进一步揭开NK细胞的奥秘，为深入研究NK细胞在免疫系统和疾病中的作用提供理论基础。6 NK细胞亚群（NK cell subpopulations）过去一直认为不同的NK细胞只是各个分化阶段执行不同功能的细胞，直到最近才将NK细胞视为淋巴细胞的同源群分为不同亚群，不同亚群NK细胞杀伤机制不尽相同。根据细胞因子的分泌，将其分为NK1和NK2亚群。NK1细胞对I

11、L 12产生应答反应，分泌IFN 和IL 10为主的细胞因子；而NK2细胞成熟需要IL-4，产生IL-5和IL-13等细胞因子。按CD56的表达情况，将NK细胞分为CD56bright和CD56dimNK细胞。CD56brightNK细胞表现弱细胞毒性，却能分泌大量的细胞因子，而CD56dimNK细胞分泌细胞因子较少，但溶解靶细胞的作用较强。多数CD56brightNK细胞CD16阴性，且缺乏KIR的表达。正常个体CD56brightNK细胞占所有NK细胞的5%10%，免疫缺陷或移植后病人CD56brightNK细胞数可达到CD56dimNK细胞水平。由于NK细胞有多种受体和细胞内信号分子参与执行效应功能，因此NK细胞在天然免疫和免疫监视中发挥着关键作用。活化信号的强度，受体配体