樹突狀細胞的研究進展

楊文博（綜述），趙 堃（審校）

（中國人民解放軍第八九醫院血液腫瘤科，山東濰坊 261021）

樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）是一類具有分支或樹突狀形態的細胞，它們互相交錯，伸展于淋巴細胞之間，能將抗原遞呈給鄰近的T細胞，它們能高效地攝取、加工處理和遞呈抗原，是機體功能最強的專職抗原遞呈細胞［1］。未成熟DC具有較強地攝取加工抗原及遷移能力，成熟DC能有效激活初始型T細胞，處于啟動、調控、并維持免疫應答的中心環節［2］，它們是機體免疫系統的控制者［3］。

1 DCs的生物學特性

1.1 DCs的發現 有關 DC的最早描述是在1868年，Langerhans將皮內的一種形狀特別、呈樹突狀結構的細胞，命名為朗漢斯細胞（Langerhans cell）［4］。而其作為一類族群被了解和認識是在1973年，Steinman等［5］研究鼠脾免疫功能時發現的一群樹枝樣突起的星狀細胞并將其命名為DCs。后來發現其亞群包括朗漢斯細胞、真皮樹狀細胞、淋巴結并指狀細胞、外周血的DCs、實質性臟器的組織間隙DCs等，廣泛分布于除腦外的全身組織器官內，包括淋巴和非淋巴器官。

1.2 DCs的表面分子 DCs表面具有抗原遞呈分子，如主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ和 MHC-Ⅱ、共刺激因子（CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40、CD40L 等和黏附因子（細胞間黏附分子1/2/3和淋巴細胞功能相關抗原1/3等）是功能強大的專職抗原遞呈細胞。人體內大部分DCs處于未成熟狀態，表達低水平的共刺激因子和黏附因子，體外激發同種混合淋巴細胞增殖反應的能力較低，可誘導T細胞的免疫耐受，但未成熟DCs具有極強的抗原吞噬能力，在攝取抗原或受到某些因素刺激時即分化為成熟DCs，而成熟的DCs表達高水平的共刺激因子和黏附因子，具有免疫刺激能力，是目前發現的唯一能激活未致敏的初始型T細胞的抗原遞呈細胞。DCs在成熟的過程中，由接觸抗原的外周組織遷移進入次級淋巴器官，與T細胞接觸并激發免疫應答，當機體遭遇病原微生物侵襲或體內有細胞發生惡變時，DCs很快能獲知這些信息，將這些信息及時傳遞給免疫系統，并將病原微生物或惡變細胞從體內清除出去。活化的DCs不表達T細胞、B細胞和單核巨噬細胞，卻表達CD83、S100、CD40、CD80、CD86、CD1a、CD11c、CD45、人類白細胞抗原A/B/C和人類白細胞抗原DR、人類白細胞抗原DQ等，其中CD1a被公認為是DC的重要表面分子［6］。

1.3 DCs的起源及分類 DCs起源于造血干細胞，根據分化來源途徑不同分為髓樣樹突細胞和淋巴樣樹突細胞，即與吞噬細胞相同的髓系起源及與T細胞相同的淋巴細胞系起源［7］。髓樣樹突細胞前體細胞在粒單核細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）、腫瘤壞死因子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白細胞介素 4（interleukin-4，IL-4）作用下轉變成未成熟 DC，然后經CD40L或內毒素刺激而成熟。淋巴樣樹突細胞前體細胞在 IL-3的作用下轉變成未成熟 DC［8］，經CD40L作用成熟為淋巴樣樹突細胞。按功能的不同可將DC分為CD1和CD2。CD1可產生大量IL-12、TNF-α和少量 IL-6，誘導輔助性 T細胞（helper T cells，Th）向 Th1 分化［9］;而 CD2可分泌大量 IL-6 和少量IL-12，誘導Th向Th2分化［10］。在移植免疫中，Th1可致明顯的急性排斥反應使移植物失活，而Th2則對移植具有保護作用。

1.4 DCs的體外誘導及擴增 DCs在組織中分布廣，但含量極少，生理情況下半衰期為數天到幾周。因此，建立成熟的DCs體外培養技術獲得足夠數量的有功能的DCs就顯得非常重要。Steinman［6］首先于1992年建立了用GM-CSF從小鼠骨髓中大規模培養制備DCs的方法，此后很快成功地用GM-CSF加TNF-α 從 CD34+造血干細胞中擴增到大量的DCs，使DCs的研究獲得突飛猛進的進展［11］。1994年，Romani等［12］建立了應用GM-CSF和IL-4從人外周血大規模培養制備DC的方法，使人源DC的研究得以迅速發展。此后人們又建立并完善了多種培養擴增DC的方法，這使得對DC的研究得以進一步深入。體外誘生DC有許多不同的方案，視組織來源而定，應用不同的細胞因子進行誘導培養，而不同的細胞因子發揮著不同的作用［13］:GM-CSF可誘導DC前體擴增，促使其分化，并可在體外維持DC存活;IL-4往往與GM-CSF同時使用，特別是將外周血單核細胞作為前體時，IL-4可抑制巨噬細胞克隆形成，誘導DC生長和成熟;當用骨髓或臍血CD34+細胞作前體時，則用TNF-α代替IL-4，因為TNF-α可降低粒細胞地產生，上調細胞GM-CSF β鏈的表達，增強其對細胞因子信號的反應能力。在GM-CSF、TNF-α和IL-4刺激的骨髓CD34+細胞培養體系中加入FMS樣酪氨酸激酶3配體可使DC的收獲率提高，再加入干細胞因子可進一步提高收獲率。不同的前體細胞、細胞因子和培養條件可以改變DC的表型和功能。GM-CSF和IL-4有利于髓系DC分化，而IL-3促進向淋巴系DC分化，CD40L則對兩種DC的成熟都有促進作用，而 IL-10、間充質干細胞則抑制其成熟［14，15］。

2 DCs在腫瘤、感染、移植及自身免疫病等方面的作用

2.1 DCs在腫瘤方面的作用 腫瘤細胞低表達或不表達MHC分子及共刺激分子，某些腫瘤細胞還能分泌產生細胞因子抑制腫瘤患者體內DCs的成熟及機體的免疫功能，使腫瘤細胞逃脫機體的免疫監視而無限生長［16］。DCs是T細胞介導的原發和繼發性免疫反應的最強激發者，成熟DCs高表達的MHC分子與腫瘤抗原結合后，形成MHC抗原復合體將抗原遞呈給T細胞，使其分化成具有殺傷能力的細胞毒性T淋巴細胞，可有效抑制腫瘤細胞免疫逃逸［17］。體外誘導擴增DCs，裝載腫瘤細胞或腫瘤細胞提取物、腫瘤抗原蛋白、腫瘤抗原肽、腫瘤抗原DNA/RNA等制備疫苗，或腫瘤抗原經脂質體介導在體內轉染DCs，可激發特異性免疫應答。

2.2 DCs在感染方面的作用 DCs在感染性疾病中發揮了重要作用。病原體入侵，一般情況下微生物產物激活自然免疫機制，包括被DCs攝取、加工、遞呈，產生對宿主有益的反應。但是，病原體可通過多種方式逃避免疫反應，包括抑制抗原遞呈細胞成熟和發揮功能，如膿毒血癥時DCs表面分子表達減少及其自身凋亡干擾MHCⅠ和Ⅱ表達/遞呈途徑［18］，人免疫缺陷病毒感染時DCs攝取病原體后不能有效加工遞呈抗原［19］，伯氏瘧原蟲感染時瘧原蟲感染的紅細胞粘連DCs從而抑制其成熟并減少刺激T細胞的能力等［20］，使感染向重癥發展或病原體在體內廣泛播散。

2.3 DCs在移植方面的作用 DCs在機體外周與中樞免疫耐受維持中發揮重要作用，其以多種機制參與自身免疫耐受的形成，在移植免疫中發揮重要作用［21］。器官移植后一方面供體DCs從移植器官中游走至受者的次級淋巴器官內，遞呈抗原特異性MHC分子，激活受者T細胞，啟動免疫應答，觸發排斥反應;另一方面受者DCs參與移植后初始炎性反應，浸潤到移植器官內，加工處理凋亡或壞死細胞崩解碎片并結合自身MHC分子，最終把限制性供體MHC分子及自身MHC分子復合肽呈遞給受者T細胞，觸發排斥反應［22］。一般認為前者參與急性排斥反應，而后者與慢性排斥有關。而未成熟DCs具有截然不同的生物學特性，其低水平表達MHC、CD40、CD80、CD86、B7等共刺激分子和黏附分子，具有極強的抗原攝取、加工處理能力，而激發免疫應答能力卻較弱，未成熟DCs可誘導抗原特異性 T細胞耐受及調節性T細胞的產生［23］;淋巴樣樹突細胞通過誘導CD8

+的調節性T細胞、Th2型免疫應答進而抑制供體Th1、細胞毒性T淋巴細胞，使其免疫活性降低，從而抑制Th1型細胞介導的免疫應答，抑制移植物排斥反應［24］。

2.4 DCs在自身免疫性疾病方面的作用 免疫自穩是機體免疫系統維持內環境穩定的一種生理功能。該功能正常時，機體可及時清除體內損傷、衰老、變性的細胞和免疫復合物等異物，而對自身成分保持免疫耐受，該功能失調時，可發生生理功能紊亂或自身免疫性疾病。自身免疫性疾病的特點就是機體對自身結構免疫耐受性的喪失，從而導致針對某些特殊器官破壞性的過程。DCs作為免疫應答的啟動、調控和維持因素，具有介導免疫性和耐受性的雙重功能，由于炎癥、腫瘤、創傷等因素，誘導DCs耐受性功能異常，啟動了對自身抗原免疫應答，而在誘發因素去除后不能有效終止應答［25］。其機制可能與DCs的不同種類及成熟狀態有關。

3 結語

DCs作為機體最重要的專職抗原遞呈免疫細胞，參與機體多種生理病理過程，在腫瘤免疫、感染免疫、移植免疫和及自身免疫性疾病中發揮關鍵作用。人們已經對其生物學特性及功能有了一定的了解，在部分疾病中應用于臨床取得了可喜的結果，隨著對DCs認識的不斷深入，以DCs為靶點的治療將為與免疫相關的多種疾病提供新的途徑。

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