樹突狀細胞課件

1、第三講 樹突狀細胞（dendritic cell，DC） 主講人：單遠引言 樹突狀細胞(dendritic cell，DC)是由美國學者Steinman于1973年發(fā)現(xiàn)的，因其成熟時伸出許多樹突樣或偽足樣突起而得名。 DC是目前所知的機體內(nèi)功能最強的抗原提呈細胞，最大的特點是能夠刺激初始T細胞(naive T cell)進行增殖，與此相比，M、B細胞僅能刺激已活化的或記憶性T細胞。因此，DC是機體免疫應(yīng)答的始動者，在免疫應(yīng)答的誘導中具有獨特的地位。 對DC的研究不僅有助于深刻了解機體免疫應(yīng)答的調(diào)控機制，而且可以通過調(diào)節(jié)DC的功能來調(diào)節(jié)機體的免疫應(yīng)答，對感染、腫瘤、移植排斥、自身免疫性疾病的發(fā)生

2、機制的認識和防治措施的制定，具有重要意義。 因此，DC在機體免疫應(yīng)答中的作用及其與某些疾病發(fā)生和防治的關(guān)系，正受到高度關(guān)注。一、樹突狀細胞的來源 樹突狀細胞(DC)主要起源于骨髓中CD34+多潛能造血干細胞(CD34+Hematopoietic progenitor cell，簡稱CD34+HPC)，它經(jīng)過4個階段分化成為成熟的DC： 骨髓和血液中的前體DC； 外周非淋巴組織中的不成熟DC； 流出淋巴液和血液中成熟過程中的DC； 次級淋巴組織中的成熟DC。 近年研究發(fā)現(xiàn)，CD34+HPC在GM-CSF和TNF-作用下沿三條不同的路線向成熟的DC分化。CD34+HPC分化為CD1a+前體DC，分

3、化成含Birbeck顆粒、表達Lag抗原、E-Cadherin的郎格罕氏細胞(Langhams cell,LC)和間質(zhì)DC。CD34+HPC分化成的CD14+前體DC，分化成表達CD1a、CD2、CD9、CD68及因子XIII的DC。另外，CD14+的前體細胞在M-CSF作用下還能分化生成巨噬細胞。CD34+HPC分化成外周血液中CD14+單核細胞，在GM-CSF和IL-4作用下，CD14+單核細胞首先分化成不成熟DC，然后在TNF-、IL-1、LPS等炎性介質(zhì)作用下，發(fā)育成成熟DC。樹突狀細胞的來源二、DC的共同特征和表面標志 成熟的DC來源和組織分布不同，但具有下列共同特征：1.DC的共同

4、特征 形態(tài)上呈樹突樣；表達CD1a、高水平MHC-II類抗原和多種輔助分子(如CD54、CD58、CD80、CD86等)，但缺乏CD14和非特異性酯酶的表達；胞漿內(nèi)存在特異性Birbeck顆粒狀結(jié)構(gòu)(BG)；吞噬功能較低；可有效誘導巢居的靜息性幼稚T細胞發(fā)生增生。 DC表達ICAM-3/CD50、CD40、CD44以及1和2整合素家族成員(VLA-5除外)，這些標志性分子的表達與DC的抗原提呈功能有密切關(guān)系，它們通過與相應(yīng)受體或配體的相互作用，可使細胞表面的負電荷減少，從而介導細胞間的N粘附，促進DC與T細胞的接觸。 鑒定所得到的DC，主要通過形態(tài)學、組合性細胞表面標志、混合淋巴細胞培養(yǎng)中能刺

5、激初始T細胞進行增殖三個方面綜合判定。 目前從人胎肝、臍血、骨髓、成人外周血以及小鼠的骨髓和外周血中均分離出髓系前體，其功能在于產(chǎn)生各種髓系DC。在體內(nèi)，這些前體的作用可能是維持非淋巴組織內(nèi)DC的數(shù)量達到一定水平。 外周血單核細胞(Mo)被認為是M和DC的共同前體，在體外能在某些細胞因子存在的條件下直接發(fā)育為DC。在體內(nèi)它們有可能趨化至炎癥反應(yīng)部位，并受到炎癥刺激因素及某些細胞因子的影響而發(fā)育為DC或M。在急性炎癥狀態(tài)下，DC前體均能迅速動員至非淋巴組織。 1. 前體階段DC 髓系DC在從前體發(fā)育為具有強免疫刺激功能的成熟DC的過程中，需經(jīng)過一個未成熟階段，此階段DC的功能對免疫應(yīng)答十分重要。

6、 未成熟DC主要存在于多種器官及非淋巴組織上皮，能表達一些膜受體如FcRII、甘露糖受體等，介導DC攝取抗原。未成熟DC也能通過吞飲和吞噬作用攝取抗原。未成熟DC內(nèi)含有一些重要的細胞器包括內(nèi)體、MIIC和溶酶體等，能合成MHC-I類分子。 此外，未成熟DC還能分泌一些趨化性細胞因子、具有炎癥介質(zhì)作用的細胞因子，如LC能產(chǎn)生TNF-、IL-1、IL-6、IL-15等。2. 未成熟期DC 成熟期DC主要存在于淋巴結(jié)、脾及集合淋巴結(jié)。它們受趨化性細胞因子的作用，歸巢至T細胞區(qū)，同時本身也分泌一些趨化性細胞因子，從而保持與T細胞的接觸。 成熟DC的細胞表型特征是高表達MHC-II 類分子、MHC-I類

7、分子、CD80、CD86、CD40、ICAN-1和HSP等免疫刺激分子，CD1a、CD11c及CD83也是成熟DC的標志。由于它們表達高水平抗原肽:MHC分子復合物、高水平輔助刺激分子CD80、CD86及CD40等，并且能分泌IL-12，尤其是在CD40L作用下，能分泌Th1型細胞因子，因此它們能有效地將抗原提呈給初始T細胞并使之激活。 4. 成熟期DC 樹突狀細胞遷移成熟過程中生物學特性的變化1濾泡樹突狀細胞(follicular dendritic cell, FDC) FDC是淋巴結(jié)淺皮質(zhì)區(qū)和淋巴濾泡內(nèi)的重要APC，其表面具有樹枝狀突起。 FDC在抗原提呈過程中的作用： 使免疫細胞識別以

8、免疫復合物形式存在的抗原。濾泡樹突狀細胞2并指狀細胞 (interdigitating cell, IDC) IDC是分布于淋巴組織胸腺依賴區(qū)和次級淋巴組織中的重要APC。并指樹突狀細胞3胸腺樹突狀細胞 (thymic dendritic cell) 胸腺DC的特征：細胞形狀不規(guī)則(2030m)，具有長的呈并指狀的胞漿突起，核偏離中央，極少量細胞器排列于核周圍，含有Birbeck顆粒；4朗格漢斯細胞（Langerhans cell，LC） LC位于表皮和胃腸上皮，是重要的APC。 LC具有較強的吞噬能力和抗原提呈能力。5. 間質(zhì)性DC（interstitial DC） 間質(zhì)DC主要分布在心臟、

9、肝臟、腎臟、肺臟等實質(zhì)器官間質(zhì)的毛細血管附近。 間質(zhì)DC高表達MHC-II類分子，具有不規(guī)則的膜突起，與M完全不同，對放射性敏感。 間質(zhì)DC也分布在骨胳肌和大血管的內(nèi)皮下。 分布于消化道、呼吸道和泌尿生殖道粘膜的間質(zhì)DC，即粘膜DC，是一群特殊的DC，也稱為哨兵細胞(sentinel cell)，其形態(tài)和表面標記隨環(huán)境不同而各異。 6循環(huán)樹突狀細胞（circulating dendritic cell） 循環(huán)DC主要包括血液DC和淋巴DC(LDC)，前者主要是DC的前體細胞和LDC進入血液后的形式。LDC又稱為隱蔽細胞(veiled cel1，VC)，主要是DC的淋巴循環(huán)形式，分布在全身的淋巴

10、管中。 LDC來源十分廣泛，在機體受到感染、損傷等刺激后，全身各器官DC均遷移至淋巴管中成為VC，故此群細胞的標志和形態(tài)各異，但一般均高表達MHC-II類分子，具有較強的攝取抗原的能力，能在體外自發(fā)地與T細胞形成DC-T細胞簇，激活未致敏T細胞，啟動初次免疫應(yīng)答。 DC可通過多種途徑捕獲可溶性抗原：利用受體介導的內(nèi)吞作用捕獲和處理，此途徑具有高效性、選擇性及飽和性的特點。DC借助膜表面不同受體可有效地捕獲低濃度的抗原，如經(jīng)FcR捕獲免疫復合物性抗原、經(jīng)甘露糖受體捕獲甘露糖化/巖藻糖化的抗原。DC具有強大的液相吞飲功能，未成熟的DC吞飲速度快、吞飲量大。 某些部位或幼稚階段的DC可通過吞噬作用攝

11、取大顆粒或微生物(0.5m)。但分枝桿菌抗原則是通過M吞噬降解后，將有效成分傳遞給DC，再行內(nèi)化降解。 FDC還可長期儲存捕獲的抗原，從而維持記憶性B細胞克隆和血清抗體水平。DC表達的MHC分子和CD1分子也可參與抗原的攝取，尤其是非蛋白類抗原。 DC對抗原的處理、加工和提呈的過程與其他APC相似。在體內(nèi)，DC提呈的外源性抗原和自身抗原的能力均遠大于其他APC。2. 參與T細胞發(fā)育、分化和激活 DC作為重要的胸腺間質(zhì)細胞，對T細胞在胸腺中的選擇過程起著重要作用。DC表面高表達MHC-II類分子，雙陽性胸腺細胞在TCR重排后識別DC表面的自身MHC分子，通過陽性選擇而存活；在陰性選擇中，T細胞識

12、別DC表面的自身肽:MHC復合物，經(jīng)過陰性選擇，通過凋亡機制而被淘汰。 胸腺中的DC還表達LFA-1、CD40、CD30L和FasL等膜分子，它們通過與T細胞表達的ICAM-1、CD40L、CD30和Fas相互作用，參與T細胞對自身肽的中樞耐受。另外，外周淋巴器官的T細胞依賴區(qū)中有極少量長壽IDC，它們可能與T記憶細胞的形成和維持有關(guān)。 DC對外周T細胞分化也發(fā)揮重要作用。DC分泌IL-12，可誘導Th1細胞的分化；在缺乏CD8+ T細胞時，DC可誘導培養(yǎng)的CD4+ T細胞發(fā)育為CD8+ CTL。 DC表面高表達多種協(xié)同刺激分子(尤其是B7分子)，可通過與T細胞表面相應(yīng)配體結(jié)合，提供T細胞激活

13、的協(xié)同刺激信號。此外，DC可分泌多種細胞因子，參與激活T細胞的增生。3. 參與B細胞發(fā)育、分化及激活 處于外周淋巴器官B細胞依賴區(qū)的FDC可參與B細胞的發(fā)育、分化、激活以及記憶B細胞的形成和維持，其主要作用為：促進生發(fā)中心對抗原發(fā)生特異性反應(yīng)；與B細胞膜表面高親和力Ig表達和V基因重排有關(guān)；DC高表達FcR、CR，可使DC膜表面可長時間附著一定量抗原,通過長時間刺激記憶B細胞，使B細胞維持免疫記憶；促進靜止B細胞表達B7分子，使其具有抗原提呈功能；通過釋放可溶性因子直接調(diào)節(jié)B細胞生長與分化；增強細胞因子誘導的CD40+ B細胞生長和分化；外周血DC表達類似CD40L的分子，參與B細胞激活。 4. 免疫調(diào)節(jié)作用 DC可分泌多種細胞因子參與免疫功能調(diào)節(jié)，如人DC分泌IL-1、IL-1、IL-8、IFN- 、TNF-和GM-CSF等，DC還可分泌多種趨化因子，介導其他免疫細胞的趨化作用。 5.免疫監(jiān)視功能 某些前體DC如同一類特殊的感覺神經(jīng)末梢，對局部各種化學信號十分敏感，且能敏銳地察覺組織損傷，在體內(nèi)發(fā)揮免疫監(jiān)視作用。 小結(jié)起源