1、1第三講第三講 樹突狀細胞樹突狀細胞（dendritic cell，DC） 2引言引言 樹突狀細胞(dendritic cell，DC)是由美國學者Steinman于1973年發現的，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是機體免疫應答的始動者，在免疫應答的誘導中具有獨特的地位。3 對DC的研究不僅有助于深刻了解機體免疫應答的調控機制，而且可以通過調節DC的功能來調節機體的免疫應答，對感染、腫瘤、移植排斥、自身免

2、疫性疾病的發生機制的認識和防治措施的制定，具有重要意義。 因此，DC在機體免疫應答中的作用及其與某些疾病發生和防治的關系，正受到高度關注。4一、樹突狀細胞的來源一、樹突狀細胞的來源 樹 突 狀 細 胞 ( D C ) 主 要 起 源 于 骨 髓 中 C D 3 4+多 潛 能 造 血 干 細 胞(CD34+Hematopoietic progenitor cell，簡稱CD34+HPC)，它經過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。5 近年研究發現，CD34+HPC在GM-CSF和

3、TNF-作用下沿三條不同的路線向成熟的DC分化。CD34+HPC分化為CD1aCD1a+ +前體前體DCDC，分化成含Birbeck顆粒、表達Lag抗原、E-Cadherin的郎格罕氏細胞(Langhams cell,LC)和間質DC。CD34+HPC分化成的CD14CD14+ +前體前體DCDC，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分化成外周血液中外周血液中CD14CD14+ +單核細胞單核細胞，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-

4、、IL-1、LPS等炎性介質作用下，發育成成熟DC。6值得注意的是： CD14+單核細胞分化成的不成熟DC，保留有M-CSF受體。但是，當其發育成熟后，M-CSF受體隨即消失。 因此，比較統一的看法是：CD14+單核細胞在不同環境下，發育成不同的細胞。 在GM-CSF和IL-4作用下，發育成DC。 在GM-CSF和M-CSF作用下，發育成巨噬細胞。 78二、二、DCDC的共同特征和表面標志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.DC1.DC的共同特征的共同特征 形態上呈樹突樣；表達CD1a、高水平MHC-II類抗原和多種輔助分子(如CD54、CD58、CD8

5、0、CD86等)，但缺乏CD14和非特異性酯酶的表達；胞漿內存在特異性Birbeck顆粒狀結構(BG)；吞噬功能較低；可有效誘導巢居的靜息性幼稚T細胞發生增生。9 DC表面表達與病原微生物結合的受體(PRR)、FcR 等，參與捕獲抗原和免疫復合物。 DC高表達B7-1和B7-2，二者與T細胞表面CD28/CTLA-4相互作用，這是DC高效提呈外源性抗原，并提供T細胞第二活化信號的必要分子基礎。2. DC2. DC的表面標志的表面標志 B7家族成員的表達與DC的成熟程度有關。如LC(DC的前體細胞)表面缺乏CD80和CD86，而淋巴組織中IDC表面高表達CD86；新鮮分離的人外周血DC前體細胞表

6、面缺乏CD86，但經培養成熟后則得以表達。 10 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系，它們通過與相應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，主要通過形態學、組合性細胞表面標志、混合淋巴細胞培養中能刺激初始T細胞進行增殖三個方面綜合判定。11三、三、DCDC的分化、發育、成熟及遷移的分化、發育、成熟及遷移 正常情況下，絕大多數體內DC處于非成熟狀態，其表達低水平的輔助刺激分子和粘附分子，體外激發MLR能力較弱，但

7、具有極強的抗原內吞和加工處理能力。 DC在攝取抗原或接受到某些刺激因素(主要是炎性信號如LPS、IL-1、TNF-)后，可以分化成熟，其MHC分子、輔助刺激分子、粘附分子的表達顯著提高，體外激發MLR能力很強，但其抗原攝取加工能力大大降低。 DC在成熟過程中，同時發生遷移，由外周組織(獲取抗原信號)通過淋巴管和(或)血循環進入次級淋巴器官，然后激發T細胞免疫應答。 據此，可將髓系DC的分化發育分為四個階段：前體階段、未成熟期、遷移期、成熟期，各階段DC有不同的功能特點。 1213 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，其功能在于產生各種髓系DC。在體內，

8、這些前體的作用可能是維持非淋巴組織內DC的數量達到一定水平。 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育為DC。在體內它們有可能趨化至炎癥反應部位，并受到炎癥刺激因素及某些細胞因子的影響而發育為DC或M。在急性炎癥狀態下，DC前體均能迅速動員至非淋巴組織。 1. 1. 前體階段前體階段DC DC 14 髓系DC在從前體發育為具有強免疫刺激功能的成熟DC的過程中，需經過一個未成熟階段，此階段DC的功能對免疫應答十分重要。 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

9、吞飲和吞噬作用攝取抗原。未成熟DC內含有一些重要的細胞器包括內體、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、具有炎癥介質作用的細胞因子，如LC能產生TNF-、IL-1、IL-6、IL-15等。2. 2. 未成熟期未成熟期DC DC 153. 3. 遷移期遷移期DC DC 這類DC主要存在于輸入淋巴管、外周血、肝血液及淋巴組織，經過淋巴和血液循環，從輸入淋巴管進入淋巴結。從外周血進入脾或從肝竇進入腹腔淋巴結，從而啟動T細胞產生免疫應答。 16 成熟期DC主要存在于淋巴結、脾及集合淋巴結。它們受趨化性細胞因子的作用，歸巢至T細胞區，同時本身也分泌一些

10、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. 4. 成熟期成熟期DC DC 17四、分布及分類四、分布及分類 DC廣泛分布于機體所有組織和器官中，根據其分布部位不同可分為三類：淋巴組織中DC，包

11、括濾泡DC、并指狀DC和胸腺DC；非淋巴組織中DC，包括朗格漢斯細胞和間質DC；循環的DC隱藏細胞(veiled cell,VC)。不同部位的DC其生物學特征及命名各異。181濾泡樹突狀細胞(follicular dendritic cell, FDC) FDC是淋巴結淺皮質區和淋巴濾泡內的重要APC，其表面具有樹枝狀突起。 FDC是參與再次免疫應答的重要細胞，它主要通過表面的FcR和CR將免疫復合物結合在細胞膜上，進而提交給B細胞。FDC在抗原提呈過程中的作用： 使免疫細胞識別以免疫復合物形式存在的抗原。192并指狀細胞 (interdigitating cell, IDC) IDC是分布于

12、淋巴組織胸腺依賴區和次級淋巴組織中的重要APC，其表面缺乏FcR和C3bR，但富含MHC-I類和II類抗原，現認為IDC是由皮膚內朗格漢斯細胞移行至淋巴結衍生而來的一種細胞。 IDC通過其突起與周圍T淋巴細胞密切接觸，可有效地將抗原提呈給特異性T細胞。大多數IDC易發生調亡，為短壽命；少量IDC為長壽APC，在維持T細胞的免疫記憶中發揮作用。203胸腺樹突狀細胞 (thymic dendritic cell) 胸腺DC的特征：細胞形狀不規則(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；占骨髓來源胸腺細胞的近0.1%，主要位于胸腺皮質/

13、髓質交界處和髓質部分，在胸腺中的生命周期很短，僅23周。 214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形態較扁平，表面有豐富的MHC-I、II類抗原和FcR、C3bR。CD1+LC胞漿內有Birbeck顆粒，此為LC的重要特征。皮膚中活化的LC很少，通過體外培養活化后，其表面標志可發生變化，一般在有GM-CSF、IL-1存在時，LC的MHC-II類分子和CD40表達上調，同種異體刺激能力增強，隱蔽的突起展開且數量和長度增加，胞內酸性細胞器和Birbeck顆粒減少甚至消失，特征性的CD1a標記也可能消失。 LC具有較強的吞噬能力和抗原提

14、呈能力。皮膚LC的功能受神經內分泌調控，其分布可能與神經末梢有關。 225. 間質性DC（interstitial DC） 間質DC主要分布在心臟、肝臟、腎臟、肺臟等實質器官間質的毛細血管附近。 間質DC高表達MHC-II類分子，具有不規則的膜突起，與M完全不同，對放射性敏感。 間質DC也分布在骨胳肌和大血管的內皮下。 分布于消化道、呼吸道和泌尿生殖道粘膜的間質DC，即粘膜DC，是一群特殊的DC，也稱為哨兵細胞(sentinel cell)，其形態和表面標記隨環境不同而各異。 236循環樹突狀細胞（circulating dendritic cell） 循環DC主要包括血液DC和淋巴DC(LD

15、C)，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的淋巴循環形式，分布在全身的淋巴管中。 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，啟動初次免疫應答。 24vLanghamsLanghams細胞，主要分布于皮膚和粘膜。細胞，主要分布于皮膚和粘膜。v間質性間質性DCDC，分布于心、肺、肝、腎、胃腸道等。，分布于心、肺、肝、腎、胃腸道等

16、。v并指狀并指狀DCDC，主要分布于脾臟、淋巴結和胸腺等，主要分布于脾臟、淋巴結和胸腺等T T細胞富含區。細胞富含區。v外周血和淋巴外周血和淋巴DCDC，分布于外周血及輸入淋巴管。，分布于外周血及輸入淋巴管。 淋巴樣DC主要分布于淋巴結、脾臟、粘膜相關組織中的淋巴濾泡生發中心，主要與B淋巴細胞功能有關。 髓樣DC主要分布于T細胞富含區，與T細胞功能有關。按其分布部位又可分為： 近來研究發現，這些細胞不過是同一類細胞處在不同的分化成熟階段或不同部位而已。按DC的來源，可分為淋巴樣DC和髓樣DC25五、五、DCDC的生物學功能的生物學功能 DC是一大類重要的專職APC，雖在體內的數量較少，但其抗原

17、提呈能力遠強于M，B細胞等其他APC。DC作為專職APC具有下列特點：1.1.抗原提呈抗原提呈 高水平表達MHC-II類分子； 表達參與抗原攝取和轉運的特殊膜受體； 有效攝取和處理抗原，然后遷移至T細胞區； 活化未致敏（naive）T細胞； 抗原提呈效率高，少數DC可以激活T細胞。 26DCDC可通過多種途徑捕獲可溶性抗原：可通過多種途徑捕獲可溶性抗原：利用受體介導的內吞作用捕獲和處理，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FcR捕獲免疫復合物性抗原、經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

18、快、吞飲量大。27 某些部位或幼稚階段的DC可通過吞噬作用攝取大顆粒或微生物(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，DC提呈的外源性抗原和自身抗原的能力均遠大于其他APC。282. 2. 參與參與T T細胞發育、分化和激活細胞發育、分化和激活 DC作為重要的胸腺間質細胞，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細胞識別DC表面的自身肽:MHC復合物，經過陰性選擇，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。 29 DC對外周T細胞分化也發揮重要