巨噬细胞：结构、免疫、类型、功能

2023-12-25

细胞疗法

巨噬细胞是单核细胞，充当专业吞噬细胞，清除垂死、死亡或有害的病原体。巨噬细胞是免疫系统的一种白细胞，它们吞噬并消化被其他血细胞检测为抗原的颗粒。巨噬细胞是较大的吞噬细胞，基本上存在于所有类型的组织中，它们的结构和形状取决于细胞的成熟阶段。不同器官中的巨噬细胞有不同的名称，例如肺部的巨噬细胞称为肺泡巨噬细胞，而肝脏中的巨噬细胞称为库普弗细胞。尽管吞噬作用是巨噬细胞的主要功能，但巨噬细胞在非特异性防御和适应性免疫中也发挥着重要作用。巨噬细胞是重要的血细胞，在生物体生物学的几乎所有方面都发挥着重要作用，因为不同的巨噬细胞亚群涉及体内的不同功能。体内的巨噬细胞是由组织中的单核细胞分化产生的，然后可以通过流式细胞术或免疫组织化学染色来识别。巨噬细胞不断在血液中流动，并在所有组织中迁移并在所有组织内循环，巡逻病原体或清除死亡细胞和碎片。巨噬细胞由一组称为 Toll 样受体的特殊受体组成，可以识别细菌和其他微生物的产物。巨噬细胞目录巨噬细胞的结构巨噬细胞如何对抗病原体？（免疫）1. 敏感性2. 趋化性3. 吞噬作用和组织修复4. 适应性刺激巨噬细胞的类型1.经典激活的巨噬细胞或M1巨噬细胞2.选择性激活的巨噬细胞或M2巨噬细胞单核细胞分化为组织巨噬细胞涉及以下几个变化：巨噬细胞示例巨噬细胞的功能参考资料巨噬细胞的结构巨噬细胞的形态取决于细胞的各种活动状态。细胞的大小直径在 10-30 µm 之间。巨噬细胞的细胞质含有本质上嗜碱性的液泡和颗粒。细胞核呈卵圆形，直径约 6-12 µm。在相差显微镜下，腹膜巨噬细胞含有浅灰色弥漫的细胞质和深灰色棒状线粒体。细胞质的外围含有细颗粒，缺乏内质网和附着核糖体等结构。在细胞质中可以看到三种不同类型的囊泡，其形式为胞饮囊泡，其中含有不同大小的细胞器，其中含有细小颗粒材料。可以观察到核糖体附着在与内质网连续的核膜的外部部分。细胞质中的致密颗粒大多是源自内吞液泡的次级溶酶体。在炎症巨噬细胞的情况下，观察到细长的细胞质延伸，与相邻的上皮样细胞紧密地缠绕在一起。一些观察甚至可能表明肉芽肿巨细胞是先前存在的巨噬细胞融合的结果。巨噬细胞如何对抗病原体？（免疫）巨噬细胞的主要作用是体内平衡，细胞保护宿主免受外来入侵者的侵害，并清除损伤后的坏死和凋亡碎片。巨噬细胞通过四种不同的机制执行这些功能；敏感性、趋化性、吞噬作用和修复以及适应性刺激。1. 敏感性许多巨噬细胞作为巡逻细胞保留在血液中。这些巨噬细胞使用不同的细胞内和细胞表面模式识别受体（PRR）来感知其局部环境。当这些受体检测到适当的颗粒时，它们会产生检测巨噬细胞反应的信号。巨噬细胞的先天受体可以识别分子模式，从而可以检测许多物种的这种模式。巨噬细胞检测到的感应基团可分为两类：病原体和危险信号以及修饰的宿主蛋白质和细胞碎片。Toll 样受体 (TLR) 受体家族是最主要的病原体感应分子组，有 14 个成员。除了检测抗原之外，这些受体还通过表达 IL-6、TNF-α 和 IL-2 等细胞因子来诱导炎症信号传导。巨噬细胞还表达细胞表面 F c受体，如 F c gamma 和 F c epsilon。这些受体与已经与抗原结合的抗体结合，导致吞噬作用。2. 趋化性感应到抗原后，巨噬细胞会刺激活化T 细胞的扩增和趋化因子的分泌，以招募其他效应细胞，从而产生中和和清除作用。活化的巨噬细胞释放的一些常见趋化因子有 CCL-3、CCL-4、CCL-5、CXCL-9 等。其他趋化因子如 CCL-17 和 CCL-22 会吸引 Th2 淋巴细胞和自然杀伤细胞以及嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。TH1 细胞帮助巨噬细胞杀死细胞内细菌3. 吞噬作用和组织修复巨噬细胞免疫反应最重要的机制是吞噬作用，以清除受损细胞和细胞碎片。巨噬细胞在可以识别目标的细胞表面受体的帮助下开始吞噬不需要的物质。这些材料被隔离在与含有许多高反应性和毒性分子的溶酶体隔室融合的隔室中。参与破坏吞噬体内容物的一些常见化合物是 ROS 和 NO。硝酸调节 ROS 水平，产生有毒的活性氮。宿主组织恢复稳态需要修复和重塑局部环境。激活的巨噬细胞负责促进细胞外基质重塑、细胞生长、血管生成和胶原蛋白产生等任务。4. 适应性刺激T 淋巴细胞的适应性刺激也是巨噬细胞免疫反应的一种机制，因为这些细胞提供了产生抗原肽序列的方法。这些肽被呈递给 T 细胞，与细胞表面 MHC II 类受体结合。巨噬细胞的刺激与 IL-12 或 IL-4 的额外信号传导相结合，将导致抗原特异性 T 淋巴细胞的扩增。然而，巨噬细胞的适应性刺激比树突状细胞等其他先天免疫细胞更有限，因为它们只能刺激活化的 T 淋巴细胞的扩张。吞噬作用巨噬细胞的类型巨噬细胞可分为两种相反的表型；经典激活的或 M1 巨噬细胞和替代激活的或 M2 巨噬细胞。巨噬细胞也有不同的类型，具体取决于它们所在的组织类型。该分类基于招募的巨噬细胞的激活表型，而这又取决于周围的微环境。1.经典激活的巨噬细胞或M1巨噬细胞在存在干扰素-γ 的情况下，用 Toll 样受体刺激巨噬细胞会导致 M1 巨噬细胞的形成。这些巨噬细胞具有增强的呈递抗原、产生一氧化氮和分泌大量趋化因子的能力，这些巨噬细胞对于防御细菌至关重要，细菌可能因其利用的防御机制造成附带损害而对宿主造成损害。2.选择性激活的巨噬细胞或M2巨噬细胞巨噬细胞由于暴露于来自替代激活的巨噬细胞或M2巨噬细胞的CD4+T细胞产生的IL-4、IL-3而被激活。这些巨噬细胞通常是在对寄生虫和真菌的反应中产生的。它们表达大量的胞质精氨酸酶和细胞外基质相关蛋白。M2 巨噬细胞具有限制炎症的能力，并且在组织修复和伤口愈合中发挥重要作用。动脉粥样硬化中的巨噬细胞亚型单核细胞分化为组织巨噬细胞涉及以下几个变化细胞增大 5-10 倍。其细胞内细胞器的数量和复杂性增加。它获得增强的吞噬能力。它产生更高水平的水解酶。它开始分泌多种可溶性因子。巨噬细胞示例肺中的肺泡巨噬细胞。结缔组织中的组织细胞。肝脏中的库普弗细胞肾脏中的系膜细胞。大脑中的小胶质细胞。骨骼中的破骨细胞。为了参与免疫反应，巨噬细胞需要受到刺激并达到“激活状态”。巨噬细胞可以被各种细胞因子、细菌细胞壁成分和炎症反应介质激活。辅助 T 细胞产生的 γ 干扰素是巨噬细胞的有效激活剂，由各种细胞响应适当的刺激而分泌。细菌脂多糖（内毒素）、细菌肽聚糖和细菌DNA也是激活巨噬细胞的物质。活化的巨噬细胞在许多方面比正常巨噬细胞更有效，例如具有更强的吞噬能力和更强的杀死摄入微生物的能力。它们是更好的 APC，并且能够以更有效的方式激活 T 细胞反应。通过分泌各种细胞毒性蛋白，它们有助于消除多种病原体，包括病毒感染的细胞、肿瘤细胞和细胞内细菌。巨噬细胞的功能以下是巨噬细胞的一些功能；巨噬细胞是吞噬细胞，参与清除死亡细胞和细胞碎片，作为体内平衡的一部分。吞噬作用是先天免疫的主要机制之一。巨噬细胞还向其他免疫细胞呈递抗原，作为启动免疫反应的一部分。它们还分泌不同的趋化因子和多种强大的物质，影响适应性免疫细胞的激活。巨噬细胞还参与不同部位炎症后的肌肉修复、生长和再生。M2 巨噬细胞也称为伤口愈合巨噬细胞，因为它们限制炎症的程度并允许组织修复和再生。由于巨噬细胞是清道夫，它们不断地从血液中清除死亡的红细胞。该过程导致过程中释放的铁以铁蛋白的形式储存，从而在铁稳态中发挥作用。参考文献Peter J. Delves, Seamus J. Martin, Dennis R. Burton, and Ivan M. Roitt(2017). Roitt’s Essential Immunology, Thirteenth Edition. John Wiley & Sons, Ltd.Judith A. Owen, Jenni Punt, Sharon A. Stranford (2013). Kuby Immunology. Seventh Edition. W. H. Freeman and Company.Shibata Y., Abiko Y., Takiguchi H. (1991) Macrophage Membrane: Structure and Function. In: Harris J.R. (eds) Megakaryocytes, Platelets, Macrophages, and Eosinophils. Blood Cell Biochemistry, vol 2. Springer, Boston, MA. https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1007/978-1-4757-9531-8_8Wynn, Thomas A, and Kevin M Vannella. “Macrophages in Tissue Repair, Regeneration, and Fibrosis.” Immunity vol. 44,3 (2016): 450-462. doi:10.1016/j.immuni.2016.02.015Gordon, Siamon, and Luisa Martinez-Pomares. “Physiological roles of macrophages.” Pflugers Archiv : European journal of physiology vol. 469,3-4 (2017): 365-374. doi:10.1007/s00424-017-1945-7Wynn, Thomas A et al. “Macrophage biology in development, homeostasis and disease.” Nature vol. 496,7446 (2013): 445-55. doi:10.1038/nature12034Verschoor CP, Puchta A, Bowdish DM. The macrophage. Methods Mol Biol. 2012;844:139-56. DOI: 10.1007/978-1-61779-527-5_10. PMID: 22262440.Epelman, Slava et al. “Origin and functions of tissue macrophages.” Immunity vol. 41,1 (2014): 21-35. doi:10.1016/j.immuni.2014.06.013.识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场