皮肤树突状细胞探究进展

1、皮肤树突状细胞探究进展树突状细胞(dendritic cells,dcs)在体内分布广泛， 是功能最强大的专职抗原提呈细胞(antigen presenting cells,apcs),具有一定的迁移活化能力和成熟能力。dc能 摄取、处理和提呈抗原，是唯一能激活初始型t细胞的抗原 提呈细胞，是启动、调控，并维持免疫应答的关键环节。近 几年来，国内外对皮肤内的dc进行了广泛的研究，发现其 对炎症损伤、创伤修复及感染等均具有极为重要的作用。本 文就皮肤中dc的种类、迁移及成熟等方面的研究进展做一 综述。1树突状细胞(dcs)dcs是一群分布在外周组织，特别是与外界环境相接触 的交界面如皮肤和粘膜包

2、含很多种类的细胞，它们约占这些 部位组织全部细胞数量的3%1。dc可以穿透血液，外周组 织，淋巴和次级淋巴组织。在外周组织中，未成熟的dc(idc) 可以摄取和加工抗原，随后，它们通过输入淋巴管迁移到次 级淋巴组织的富含t细胞的区域。在迁移过程中，dc失去摄 取和加工抗原的能力，获得提呈抗原给幼稚型t细胞的能力， 这是一个dc逐渐成熟的过程。提呈的抗原可以激活抗原特 异性的幼稚型t细胞，并使之开始具有活性。此外，当dc 启动t细胞介导的适应性免疫应答的同时，它们对于t细胞 的功能性极化状态在i型和/或ii型免疫应答中的作用也起 了很重要的作用。2皮肤的dcs表皮和真皮的dcs参与识别侵入的病原

3、体。这些细胞被 认为是专门的抗原提呈细胞(apc)，并且在传递危险信号及 固有的和适应性的应答开始中都起到了关键性的作用。在正 常人体皮肤中有两种主要的dc类型，分别是表皮朗格汉斯细 胞(langerhans cells,lcs)和真皮(或间质)树突状细胞 (dermal dendritic cells,ddcs)o2.1朗格汉斯细胞(lc)：保罗朗格汉斯，他发现了存 在于表皮的dc-朗格汉斯细胞，这些细胞分布于表皮基底层 以上部位，大约占所有表皮细胞的3%,并且构成了皮肤免疫 系统的组成部分2。lc能特征性地表达cdla和独特的细胞 器-birbeck颗粒(bg)。bgs构成了内涵体再循环的

4、一个结 构区，可能涉及到抗原处理过程。c型lag凝集素(lag,cd207) 对于bg的形成很重要，因此是lc谱系的一个关键标记3 o 源于骨髓源性祖细胞的lc可以表达cd45,然而lc如何分化 并迁移到表皮的过程还不是很清楚，有研究推测，骨髓源性 髓样的可以表达皮肤淋巴细胞相关抗原(cla)的lc前体细 胞，可以通过外周血迁移到真皮再进入到表皮内4。其他研 究表明，在正常非炎症条件下，皮肤中定居的lc前体细胞 主要存在于真皮内，这些lc前体细胞共同表达langerin和 cd14,它们最后迁移到表皮的上部基底层很有可能是由角质 形成细胞源性cxcl14控制的5。此外，还有研究表明，人 lc前

5、体细胞能够通过真-表皮屏障这一过程中必须有转化生 长因子b (tgf-b)和ccl20共同起作用6。lc前体细胞 的最后分化取决于表皮的细胞因子环境5。皮肤的细胞因 子如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(gm-csf), il-15和转 化生长因子b 1 (tgf-b1)对于未成熟的lc在表皮中的定 居起到了很大的作用。然而，在炎症反应中，循环的前体细 胞可能对于补充局部lc池起到了很大的作用4。在体外，lc可以从脐血源性或骨髓源性细胞中培养出来 7。这些cd34+造血祖细胞可以在多种细胞因子如tgf-0 , gm-csf和肿瘤坏死因子a (tnf-a )作用下进行分化并获 得lc的特性，此外，一

6、些血源性的细胞类型可以分化成lc 样细胞。毋庸置疑，在分化为lc过程中最关键的还是细胞 因子环境中必须有tgf-b 1的存在，如果没有tgf-b1,体 外培养的lc会缺乏bgs,而其他dc的特征性标记如cdla和 langerin还是可以表达的。2.2真皮树突状细胞(ddc):真皮是由许多不同类型的 细胞所组成的，包括成纤维细胞，巨噬细胞，肥大细胞，t 细胞和真皮树突状细胞。这些近年来研究的ddc主要位于真 皮浅层微血管丛周围和真皮表面的疏松网络结构中。真皮中 主要存在两种不同 的 ddc :cdlahigh/cd4+/cd14-/cd16-/cd206high/cd 207-/cd209+细

7、 胞和 cd 1 a 1 ow/cd4+/cd 14+/cd16-/cd206 low/cd207-/cd209+ 细胞。有研究显示，后者与前者相比较刺激异源基因的能力 较弱。一些学者主张cdlalow的这种类型细胞更应该定义为 巨噬细胞的一种而不是树突状细胞8。研究表明不仅所有 类型的ddc都能够表达cd36, cd209和fxhia等一些特殊的 标记物，巨噬细胞同样也可以表达9,因此巨噬细胞和ddc 很难鉴别。在体外，ddc可以由cd34+造血祖细胞生成或者在多种 细胞因子联合作用刺激下由外周血单个核细胞生成。gm-csf 联合il-3, tnf- a , il-13或者il-4可以刺激d

8、dc的生成, 而如在细胞因子环境内存在tgf-b 1,则可以抑制ddc的生 成和促进dc前体分化成lco3dc的迁移dc从皮肤中的迁移是免疫应答开始阶段的第一步。已知 接触外界抗原后可以刺激皮肤产生多种表皮细胞因子，如 il-6, gm-csf 和 cxcl2/cxcl3 （mip-2,巨噬细胞炎性蛋白 2）,其中il-1b和tnf-a在dc迁移过程中是最重要的10。3.1皮肤dc的迁移：细胞因子信号导致粘附分子表达的 改变，有利于dc从皮肤中迁移出来。由于tnf-a, il-1b 或者il-la的产生导致cd324 （e-钙粘蛋白）的减少，进而 引起dc的迁移10 o简言之，有研究表明lc源

9、性的il-1p 有两种功能：首先，dc源性的il-1b通过il-1受体1 (il-1ri )激活dc的自分泌循环；其次，il-1b同样也可 以刺激表皮角质形成细胞(kcs)分泌tnf- a ,在tnf-rii 的作用下，tnf-a可以通过旁分泌方式促进dc的迁移11。 如果这些细胞因子都丧失功能，那么变应原-lc复合物和dc 动员到引流淋巴结以及接触过敏反应都会部分被抑制12。同时，表皮基底膜降解酶的产生，如基质金属蛋白酶 (mmps)对于激活lc具有正向调节作用。有研究表明,mmp-2, mmp-3和mmp-9可以促进lc穿过基底膜，随后，mmps通过 分裂的iv型胶原在lc和ddc迁移通过

10、真皮组织基质过程中 起到了必不可少的作用13 o天然的蛋白酶抑制剂如组织控 制金属蛋白酶timp-1和timp-2,可以分别调控mmp-2和 mmp-9的活性。一些研究表明，在应用致敏剂后，如镰、恶 吐酮(oxa)和二硝基氯苯(dncb) 14, mmps抑制剂可以 反应性的阻止表皮lc的迁移和dc向传入淋巴结的积聚。这 些研究结果表明，接触过敏反应的发展可以通过抑制mmp的 活性而受到阻碍，然而，在mmp-9缺陷小鼠中，尽管lc的 迁移是受到明显抑制的，但接触过敏反应的发展却没有受到 阻碍13 o显然，缺乏mmp-9少数ddc和lc仍然可以迁移, 并成功地诱导接触过敏反应。此外，接触过敏反应

11、可能是由 局部dcs提呈的可以自由扩散到传入淋巴结的接触性过敏原 所诱导的。细胞外基质、表皮和真皮内细胞的相互作用可以诱导粘 附分子的差异表达，其中最重要的是cd324表达的减少， cd324可以促进lc与周围kcs的分开。此外，还有cd54 (细 胞内粘附分子icam-1)和淋巴细胞功能相关抗原1,这些粘 附分子可以抑制皮肤dc向局部区域淋巴结的迁移。a6整合 素和b1整合素表达的上调构成很晚期抗原6,可以促进lc 与层粘连蛋白结合的活性，因此可以促进lc与基底膜相互 作用的能力。另一个粘附分子，连接粘附分子t (jam-1) 是由dc表达的，可以影响dc的迁移15-16, jam-1的缺乏

12、 可以促进dc向淋巴结的迁移17 o综上所述，这些均可导 致lc与周围kcs的分开，从而引起lc的迁移。3.2趋化因子和趋化因子受体:lc的迁移同样与细胞表 面趋化因子受体的表达有关。未成熟的dc可以表达趋化因 子受体，这些受体可以引导它们到发生炎症反应的部位，经 过摄取和加工抗原，dcs迅速分化为成熟型。这个成熟过程 与趋化因子受体的表达有关，其中皮肤归巢趋化因子受体 (ccr1.ccr2.ccr5和ccr6)的表达是下调的，而归巢到局 部区域淋巴结的受体(ccr4,cxcr4和ccr7)的表达是上调 的。重要的是，dc从外周组织向传入淋巴结的迁移是受“守 门员”趋化因子受体ccr7调节的7

13、, 18。淋巴管和高内皮 微静脉都可以产生ccl21-一个主要的ccr7的配体，存在于 淋巴结副皮质区的dc可以产生ccl19-一个次要的ccr7配 体。抗原复合dc和幼稚型t细胞都可以表达ccr7o脂质介质，半胱氨酰白三烯（cyslts）和前列腺素e2（pge2）,都是在炎症部位产生的，也是lc迁移所必需的 19-20 o脂质介质可以促进ccr7及ccl19表达的上调。此 外，dc还可以表达cyslt转运多向性耐药蛋白1和脂质转运 p-糖蛋白（mdr-1）,这些蛋白对于dc进入淋巴管也是必要 的。3.3 dc迁移的负性调节：在小鼠中，除外自然界的刺激 因素条件下（例如皮肤接触过敏原，病原体或

14、者外伤），只 有接近30%的表皮lc会离开外周组织内，可能这些存在于皮 肤的lc能够保护皮肤以防其受到曝光的损害。lc能够维持 存在于皮肤内可能是由大量lc迁移的负性调节物所决定的, 如皮肤源性的il-4.il-10和tgf-b 1。il-4可以通过下调 tnf-rii的表达来阻止人类lc的迁移21,后面两种细胞因 子不仅可以诱导ccr6的表达，而且可以维持lc在表皮内的 分布6。在皮肤炎症中，il-10可以为il-1b和tnf-a提 供内环境稳态平衡，tgf-b 1可以通过抑制ccr7的表达和上 调cd324的表达来阻止dc的迁移22 o3.4 lc和ddc迁移的差异：在小鼠中，lc和ddc

15、在表皮接触抗原致敏后表现出不同的迁移能力。研究显示，小鼠的 皮肤暴露于四甲基罗丹明异硫氤酸盐的荧光染料后，ddc的 迁移明显快于lc的迁移23 o这可能是由于lc到达引流淋 巴结的时间更长，因为它们首先需要与邻近的kcs相分离。更有趣的是，在t细胞区，ddc是位于副皮质外下方的b细 胞滤泡内，而lc则位于内部t细胞丰富的区域内23。上 述结果表明，ddc是由b细胞参与启动的，而lc则是由t细 胞所激活的。lc和ddc之间有不同的迁移能力和不同的目的 淋巴结是由于表达在lc和ddc特殊的趋化因子或者脂质介 质受体所导致的24。最近有研究认为可能在这一结论中 ccr7的表达起着重要的作用。体外培养

16、ddc可以表达少量的 ccr7,而lc则可以表达较多的ccr7e25,这一发现也许可 以解释lc能够迁移到淋巴结内的t细胞区域，而ddc却不 能。4dc的成熟位于外周组织中的dc可以持续不断地监测它们所处的 环境，组织损伤，微生物和其他内环境稳态改变提供的危险 信号都可以激活dc并触发它们从未成熟的抗原捕获细胞转 变成成熟的抗原提呈细胞。4.1成熟过程：一旦与外界抗原接触，未成熟的dc可以 通过很多途径来促进对抗原的摄取。其中有些途径，例如通 过avb5整合素或cd36也可以用来摄取自身抗原。在摄取 抗原之后，dc的成熟就会发生以下变化：细胞内吞作用受体 /嗜菌细胞受体的减少，共刺激分子（如c

17、d80, cd86）表达 的上调，形态学的改变以及mhcii类分子表达的上调26。 有功能的成熟dc聚集到淋巴组织中富于t细胞的区域，副 皮质区域是最理想的抗原复合成熟dc与可以特定的识别抗 原-mhc分子复合物的幼稚型t细胞相遇的部位。这些抗原提 呈细胞的树枝状形态可以强有力地促进各种细胞互相接触， 促进抗原特异性t细胞的活化，抗原特异性t细胞大量增殖, 并产生效应因子和记忆性t细胞，随之通过传出淋巴管进入 淋巴循环。总之，各种不同的'危险”信号诱导dc的成熟, 最后导致抗原特异性t细胞产生，进而促进免疫应答的发生。4.2细胞内途径：在体外许多炎性刺激都可以导致dc成 熟的开始，如促

18、炎症反应细胞因子(例如tnf-a和il-1b ), 脂多糖(lps), cd40连接作用和接触性过敏原27 o这些成 熟刺激可以诱导丝裂原活化蛋白激酶(mapks)的磷酸化， 如erks, jnks和p38mapk,这三种mapk信号途径在成熟过 程中具有截然不同的作用。压力刺激和炎性细胞因子可以强 有力地激活jnk和p38mapk途径，而erk途径则被生长因子 通过酪氨酸激酶受体激活28。在dc成熟过程中，表面分 子如cd40, cd80.cd83和mhcii类分子以及炎性细胞因子的 产生都是下调的。这些表面分子表达的下调可以被特殊的激 酶抑制剂所阻止，如p38mapk抑制剂(sb20358

19、0) 27。4. 3 dc成熟的刺激物:在体内，dc可以遇到许多不同的 病原体，如原核生物源性的脂蛋白，鞭毛蛋白，胞核11 密唳- 磷酸盐-鸟瞟吟核昔和脂多糖。未成熟的dc可以大量表达可 以特异的识别特殊病原体和病原体分子复合物(pamps)的 受体，这些pamps是抗原提呈细胞上toll样受体(tlrs) 的配体，基本上，dc可以通过tlr1, tlr2,tlr4,tlr5和tlr6 来识别细菌成分，而通过tlr3和tlr7来识别病毒rna29。 此外，未成熟的dc可以表达c型凝集素，如cd209,可以识 别病原体的碳水化合物结构。皮肤dcs不仅能诱导应对侵入病原体的免疫应答，还可 以诱导免

20、疫耐受。通过表达可诱导的共刺激分子配体 (icos-l； b7-h2)或免疫调节酶13引噪胺2、3-双加氧酶,lc 可以维持耐受状态30 o当缺乏适当的共刺激信号时，幼稚 型t细胞无应答反应，这经常与t细胞受体(tcr) /cd4或 cd8表达的下调有关31, t细胞可能进入到一个感受迟钝 的状态，最后发生细胞凋亡。参考文献1 banchereau j,steinman rm. dendritic cells andthecontrolofimmunity(review)j. nature,1998,392：245-252.2 langerhans p. uber die nerven der

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