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免疫細胞家族成員:肥大細胞
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正文/步步先生

肥大細胞
干細胞者說
肥大細胞(mastcell)來源于骨髓干細胞,由骨髓剛進入外周血液循環(huán)系統(tǒng)的肥大細胞仍處于未成熟狀態(tài),只有當它們的前體細胞遷移到最終定居的地方,即血管組織或漿膜腔中才能完成分化和成熟。肥大細胞在全身各處沿神經和血管附近分布,尤其多見于結締組織和粘膜中。
關鍵詞

肥大細胞:肥大細胞(mastcell)廣泛分布于皮膚及內臟粘膜下的微血管周圍。分泌多種細胞因子,參與免疫調節(jié)(TB細胞,APC細胞活化)。表達MHC分子,B7分子,具有APC功能。表達大量的IgE Fc 受體,釋放過敏介質。具有弱吞噬功能。和血液的嗜堿粒細胞同樣,具有強嗜堿性顆粒的組織細胞。存在于血液中的這類顆粒,含有肝素、組織胺、5-羥色胺,由細胞崩解釋放出顆粒以及顆粒中的物質,可在組織內引起速發(fā)型過敏反應(炎癥)。由于在肥大細胞上結合的IgE抗體和抗原的接觸,使細胞多陷于崩壞。

過敏反應:是指已產生免疫的機體在再次接受相同抗原刺激時所發(fā)生的組織損傷或功能紊亂的反應。反應的特點是發(fā)作迅速、反應強烈、消退較快;一般不會破壞組織細胞,也不會引起組織損傷,有明顯的遺傳傾向和個體差異。過敏常常發(fā)生在一部分相對固定的人群中,因為是具有過敏體質的人,屬于先天免疫功能異常,往往由遺傳而來,也就是說,具有這種體質的人,發(fā)生過敏性的可能將伴終生。

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認識肥大細胞

肥大細胞(mast cell)來源于骨髓干細胞,由骨髓剛進入外周血液循環(huán)系統(tǒng)的肥大細胞仍處于未成熟狀態(tài),只有當它們的前體細胞遷移到最終定居的地方,即血管組織或漿膜腔中才能完成分化和成熟。肥大細胞在全身各處沿神經和血管附近分布,尤其多見于結締組織和粘膜中。肥大細胞分為兩種,黏膜肥大細胞(mucosalmast cell)與結締組織肥大細胞(connectivetissue mast cell)。其中黏膜肥大細胞成熟與胸腺的誘導相關,必需依賴T細胞才能增殖;而結締組織肥大細胞是胸腺非依賴型。

  肥大細胞無論在外形還是功能上都和嗜堿性粒細胞很相似,均是白細胞的一種。盡管如此,他們也不能歸為一類,因為他們來源于不同的細胞系。肥大細胞的形態(tài)呈多樣性,通常為圓形或者橢圓形,直徑約10~15μm,其表面有很多放射狀突起;細胞核呈圓形,位于細胞中央;胞漿內充滿很多特異性顆粒,用堿性染料(如甲苯胺藍)染色時呈紫紅色。顆粒內含有大量的組胺、肝素、TNFα和其他炎癥介質,還有超氧化物歧化酶和過氧化酶等。黏膜肥大細胞顆粒內含組胺較少;結締組織肥大細胞顆粒內含有大量組胺。

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主要特征及標記
肥大細胞主要分布于皮膚、呼吸道、胃腸道黏膜下結締組織和血管壁周圍組織中,其表面具有模型識別受體(PRR)、過敏毒素C3a/C5a受體和高親和力IgE Fc受體(FcεRI),其中表達高親和力IgE Fc受體是肥大細胞的主要特征。除此之外,目前國際上普遍采用的肥大細胞標記還有CD25(針對非腫瘤性肥大細胞)、CD117 (c-Kit)CD23CD203c(幾乎所有的肥大細胞群都帶有這一標記)。2012Heneberg指出,部分肥大細胞可能可以歸于干細胞或者祖細胞類,因此這部分細胞帶有CD34+抗原
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肥大細胞的發(fā)育和成熟

肥大細胞來源于造血干細胞,但是實際上,由骨髓剛進入外周血液循環(huán)系統(tǒng)的肥大細胞仍處于未成熟狀態(tài),只有當它們的前體細胞遷移到最終定居的地方,即血管組織或漿膜腔中才能完成分化和()成熟。在哺乳類以及其他脊椎動物中,肥大細胞廣泛分布于整個血管組織,尤其是皮下或皮膚內,以及接近血管、神經、平滑肌、分泌黏液的腺體和發(fā)囊部位。肥大細胞主要分布于機體與外界環(huán)境相通的地方,如皮膚、氣道和消化道,這些部位經??梢越佑|到病原體、變應原以及其他環(huán)境中的物質。因此,肥大細胞在體內的分布特點,使得它與DC一起成為造血-免疫系統(tǒng)中首先與環(huán)境中變應原、其他抗原以及入侵病原體相互作用的細胞群。

肥大細胞具有較長的生存期,在適當?shù)拇碳l件下,可以再次進入細胞周期并增殖;肥大細胞前體也可大量募集、停留,并在局部成熟,使得肥大細胞群得以擴大。在下列情況下,肥大細胞的數(shù)量、局部組織分布以及表型特征可發(fā)生變化,例如對各種感染尤其是對寄生蟲蠕蟲感染出現(xiàn)應答時,在多種適應性免疫應答特別是慢性應答的過程中,以及發(fā)生持續(xù)性炎癥及組織重建的狀態(tài)下。

全身或局部組織中的肥大細胞,不論就其生存、增殖.還是重要的表型特征,均受到了良好的調控,這些調控包括固有免疫與適應性免疫應答中對各種刺激的易感性、細胞貯存和產生分泌性物質的能力,以及對特異性刺激發(fā)生分泌性應答的力度。影響肥大細胞數(shù)量和表型的主要因素包括c-Kit的配體即干細胞因子(SCF)、肥大細胞主要的生存和發(fā)育因子IL-13,以及Th2相關細胞因子IL-4IL-9:其中還有其他細胞因子、生長因子及趨化因子的參與。

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生物學功能

肥大細胞在分布、結構和功能方面的特點決定了它在機體中重要的防御功能,除變態(tài)反應性疾病外,肥大細胞是先天性免疫的監(jiān)視者和獲得性免疫的調節(jié)者,具有非常廣泛的作用。

1、在免疫調節(jié)中的作用

肥大細胞不僅在保護機體抵御病原體入侵中起重要作用,還可調節(jié)特異性的免疫反應,并能加工遞呈抗原。肥大細胞能分泌多種細胞因子和介質,影響淋巴細胞的特異性反應,參與免疫調節(jié)。炎性狀態(tài)下,肥大細胞高水平表達FcεRI,使其更多的結合抗體IgE,有利于肥大細胞與抗原接觸時的激活、分泌細胞因子及各種介質。某些T細胞識別的抗原表位以融合蛋白的形式在細菌中表達,肥大細胞能加工這種抗原并將其遞呈給T細胞雜交瘤,這種作用受MHC I型分子的制約。

(肥大細胞與T細胞相互作用機制圖)

2、在防御性免疫反應中的作用

肥大細胞抵御病原菌入侵的另一重要機制是對細菌的吞噬和清除。肥大細胞抵御病原菌入侵時,當其與細菌相互作用后,可被快速激活并釋放TNF-α,進而促進補體和中性粒細胞等效應細胞募集到該部位,以增強機體對細菌的清除能力。除此之外,病原菌與抗體(如IgG)和補體(如iC3b)結合后,可由肥大細胞表面的特異性受體FcεRCR3所識別,進而將其激活,然后直接吞噬病原菌或分泌炎性介質。

3、在超敏反應中的作用

肥大細胞表面的IgE Fc受體可介導病原體與肥大細胞間相互作用,從而引起肥大細胞脫顆粒作用,引發(fā)Ⅰ型超敏反應。當過敏原(抗原)再次進入機體時,肥大細胞表面的2個鄰近的高親和力IgE Fc受體通過抗原發(fā)生交聯(lián),激活信號轉導系統(tǒng),短時間內導致肥大細胞脫顆粒,釋放組胺等多種炎性介質,進而引發(fā)平滑肌收縮、毛細血管擴張、腺體分泌增加等一系列病理變化,引起全身性過敏反應、皮膚超敏反應、消化道及呼吸道超敏反應等。

(超敏反應中肥大細胞作用機制)

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肥大細胞與過敏反應

生活中有時會看到這樣的一些現(xiàn)象:

有的人吃了魚、蝦、蟹等食物后,會發(fā)生腹痛,腹泄,嘔吐,或是皮膚奇癢難熬;有的人吸入花粉或塵土后,會發(fā)生鼻炎或哮喘;有的人注射青霉素后會發(fā)生休克。

這些都是過敏反應的表現(xiàn),嚴重的過敏反應,還會導致死亡。

過敏反應與組胺和白三烯的增多有關。

組胺儲存在肥大細胞的顆粒內;

白三烯儲存在肥大細胞的胞漿內。

肥大細胞受過敏源刺激后釋放組胺和白三烯,導致過敏反應發(fā)生。

過敏反應是一種免疫反應,引起過敏反應的物質稱為過敏原,過敏原種類繁多,植物(花粉、枯草等)、動物(恙螨、蜂毒等)、藥物(青霉素、磺胺等)、食物(菌類、草莓、牡蠣等)的某些成分對于敏感的人都是過敏原。過敏原與呼吸道粘膜或皮膚接觸或食入消化道,就有可能引起過敏反應。過敏反應的發(fā)生必須有過敏原與相對應的抗體(主要是IgE)接觸。IgE抗體是一種親細胞抗體,能附著在肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面,使之變?yōu)槊舾屑毎?。其中的肥大細胞廣泛而大量的存在于皮下、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的粘膜中,細胞質中富含分泌顆粒。

第一種情況是,當敏感的肥大細胞(/或嗜堿性粒細胞)遇到過敏原時,便開始大量分泌組織胺等具有舒張血管的活性物質,使血管舒張、毛細血管滲透性增大,滲出液體增多,形成局部紅腫、灼熱、流涕、流淚、噴嚏等,假如這個時候及時給予抗組織胺藥,可使癥狀緩解。

另一種過敏反應(如過敏性哮喘),肥大細胞分泌的不是組織胺,而是慢反應肽,其作用是使平滑肌持續(xù)收縮,抗組織胺藥無效,但立即注射腎上腺素可得緩解。臨床上,對于頻繁引起過敏的藥物應作過敏試驗,陽性者應放棄使用。對已知過敏原的過敏患者,應盡可能避免再次接觸過敏原。對已知過敏而又不得不使用的藥物(如外傷患者對破傷風抗毒素過敏)需作脫敏治療。

目前認為,肥大細胞驅動的過敏反應。主要是抗原誘導肥大細胞表面FceRI受體分子的聚集,引發(fā)肥大細胞釋放炎癥介質的結果。肥大細胞均含有特定的胞質顆粒,其中貯存有炎癥介質。介質釋放到胞外區(qū)稱為脫顆粒(degranulation)。引起脫顆粒的因素有:

1.高溫、機械損傷、離子輻射造成的物理損傷;

2.化學物質作用,如毒素、蛇毒、蛋白酶;

3.內源性介質,包括組織蛋白酶、嗜酸粒細胞和中性粒細胞產生的陽離子蛋白;

4.IgE依賴或IgE非依賴的免疫學機制。

特定的變應原決定了IgE聚集過程。在生理狀態(tài)下,IgE非依賴性途徑中對肥大細胞活化有重要影響的成分有:腺苷、補體片段C3a、趨化因子、細胞因子、病原體相關分子模式(PAMP)、神經鞘氨醇1-磷酸(SiP)以及干細胞因子。肥大細胞活化釋放的炎癥介質啟動了信號轉導級聯(lián)反應,雖然其中存在不同的機制,但是這些級聯(lián)反應最終都是引起脫顆粒、花生四烯酸類釋放以及趨化因子和細胞因子的誘導性表達。


編輯/步步先生

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