树突状细胞功能的研究进展

树突状细胞功能的研究进展

作为体内具有最强功能的apc，木突细胞（sd）可以刺激初始t细胞（naiet细胞）的激活和复制，但肝细胞和b细胞只能刺激活性的t细胞或记录t细胞。因此，d是特定免疫反应的先驱。DC通过在体内迁移而发挥强大的抗原提呈功能,尤其是DC归巢至引流淋巴结是激发T细胞免疫应答的关键步骤之一。现就DC引流淋巴结归巢的研究进展做一综述。1作为细胞的dcDC是1973年由美国Steinman首先发现的,因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。DC广泛分布于脑以外的全身各脏器,数量少,仅占人外周血单个核细胞的1%以下,占小鼠脾细胞的0.2%～0.5%。体内DC主要分为髓样DC(myeloidDC)和淋巴样DC(lymphoidDC),二者均起源于多能造血干细胞。DC最重要的功能是摄取、加工处理并提呈抗原,激发机体产生免疫应答。另外,DC还在机体许多生理和病理过程中发挥重要作用,如:T细胞在胸腺中的分化发育、免疫记忆的维持、中枢和外周免疫耐受的诱导及调节免疫应答等。因此,应用DC的免疫激活作用和诱导免疫耐受的作用可以治疗多种疾病,如感染性疾病、肿瘤、自身免疫性疾病等。2dc为基础的肿瘤疫苗DC归巢(dendriticcellhoming)是指未成熟DC摄取抗原后启动成熟过程,逐渐成熟的DC粘附能力下降,与上皮细胞或其它细胞脱离接触,并表现为MHCⅡ类分子、共刺激分子及粘附分子的表达上调,趋化因子受体表达增加,迁移能力增强,从外周非淋巴组织迁移进入次级淋巴组织的过程。DC归巢在机体的免疫应答中发挥着重要作用,尤其是获得性免疫反应。这主要是由于初始T细胞主要定位于外周淋巴器官的胸腺依赖区(thymusdependentarea),因此DC只有迁移归巢至外周淋巴器官才能通过与T细胞形成免疫突触(immunologicalsynapse)为T细胞的活化提供双信号(第一信号为DC表面的抗原肽-MHC分子复合物与T细胞表面的TCR-CD3分子复合物形成的特异性抗原识别信号,第二信号为DC表达的CD80、CD86、CD40等共刺激分子与T细胞表面相应受体的结合),从而刺激初始T细胞活化、增殖、分化为效应/记忆T细胞,激发有效的免疫应答。在应用以DC为基础的肿瘤疫苗的免疫治疗中,DC归巢的作用显得尤为突出。目前以DC为载体开发的DC疫苗已成为现今最先进、最有希望的肿瘤免疫治疗方法之一,且广泛应用于很多临床试验中。但在已进行的临床试验中DC疫苗仅在部分肿瘤(如黑色素瘤、前列腺癌等)的治疗中取得疗效,而对大部分肿瘤的治疗并没有取得令人满意的效果。其中影响其疗效的一个重要因素是体外回输的外源性DC迁移归巢至局部引流淋巴结的能力和数量。同样,作为功能最强的APC,DC在病原抗原的摄取、提呈及特异性免疫激活中均具有重要作用,是抗感染免疫的中心环节。因此,应用病原抗原体外致敏DC再过继回输的方式可以治疗多种感染性疾病。有学者认为含有外周组织抗原信息的MoDCs向淋巴结的有效归巢是激发有效免疫应答的重要细胞基础。因此MoDCs的有效归巢也是成功治疗感染性疾病的关键。由此可见,DC归巢在机体的正常免疫应答及免疫治疗过程中都发挥着重要作用。3树突细胞回归机制3.2e-钙黏合蛋白对dc和表达的影响在一些组织中DC较长时间的停留和相对缓慢的回流表明组织的微环境中可能存在某些特殊的阻滞信号。例如,LCs通过E-钙粘附蛋白(E-cadherin)锚定于表皮。E-钙粘附蛋白是促进细胞间或组织间粘附的粘附分子。选择性地降解E-钙粘附蛋白的连接促进了DC的迁移和成熟,并上调了DC表面CCR7的表达。Jakob等发现IL-1β、TNF-α和LPS可通过减少DC表面E-钙粘附蛋白mRNA和蛋白质的表达促进DC与周围细胞及组织的分离。因此,似乎DC的阻滞信号能被动员信号抑制,从而促进DC的分离及迁移。3.3dc的趋化因子诱导一旦动员信号激发DC分离,这些细胞开始穿越富含细胞外基质蛋白(如胶原蛋白Ⅰ-Ⅳ、纤维连接蛋白、层粘连蛋白)的组织,并且在到达输入淋巴管前还需穿越基底膜。为了克服这些障碍,逐渐成熟的DC开始上调水解蛋白的酶类,如基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMP)。研究表明表达MMP-9缺陷的DC在体外明显缺乏迁移能力,在体内也很少能迁移至淋巴结。除了获得克服细胞外基质障碍的能力,逐渐成熟的DC还需调节其表面趋化因子受体的表达,以产生对淋巴结相应趋化因子的高趋化性。对DC迁移至淋巴结最有效的趋化因子通路是CCR7和其配体CCL19及CCL21。最初的研究发现plt/plt的小鼠不能产生CCR7的两种配体,从而导致DC无法迁移至淋巴结。介导DC迁移的另一趋化因子通路是CXCR4-CXCL12,mDC也高表达CXCR4,淋巴管中的CXCL12对其具有较高的趋化性,从而促使DC迁移。有报道称LCs对CXCL21的趋化性比CCL12更有效,不过当同时暴露于3种趋化因子时LCs会优先向CCL12迁移。3.4在组织内皮细胞的表达方面DC穿越组织间隙后进入输入淋巴管,但目前对DC进入输入淋巴管的机制还不是很明确。最初认为这是一个被动的过程,但现在越来越多的证据表明许多运输分子在其中起作用。例如,人们认为皮肤DC通过相互叠加的淋巴内皮细胞进入输入淋巴管,而淋巴内皮细胞间通过许多分子相互形成紧密连接,如连接粘附分子(JAMs)。JAM-A缺乏的小鼠显示了进入输入淋巴管的DC的增加,表明淋巴内皮细胞限制了DC的进入。在体内外实验中细胞因子刺激后人类和鼠的淋巴管内皮细胞都上调了E-选择素(E-selectin)、趋化因子(CCL5、CCL20和CXCL5)和粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)的表达。虽然这种可诱导的表达模式提示了血管中多步骤粘附反应的分子决定因素,但在淋巴管中选择素和整合素起何种作用还不清楚。不过,体内外实验中中和抗体ICAM-1和VCAM-1阻碍了DC粘附和穿越淋巴内皮细胞。然而,近来应用缺乏所有整合素异二聚体的DC评估了整合素的作用。皮下注射突变DC后,它们能迁移入输入淋巴管进入引流淋巴结,说明至少部分DC在没有整合素的情况下也能从外周组织迁移至淋巴结。相似地,在FucTVII-缺陷的小鼠(不能合成选择素配体)接触刺激后LC迁移至淋巴结的能力未受损,说明选择素也不是必须的。3.5ccr7在cd疫苗回输和虾料调节中的作用目前对于控制DC沿淋巴管运动的因素还不清楚。虽然物理因素的影响对DC在淋巴管的运输显然重要(如淋巴流速、周围微管的渗透性、间隙间的流体静压、附近血管的搏动等),但还不清楚是否有其他因素能够起到调控作用。DC通过输入淋巴管进入引流淋巴结的被膜下窦,但它们如何进入淋巴结实质,归巢至副皮质区还不太清楚。为进入淋巴结实质,DC必须克服由被膜下窦带来的障碍。有证据表明DC通过对高表达于副皮质区的CCL21的趋化性克服了这些障碍。在缺乏CCL21的plt/plt小鼠的淋巴结,DC聚集在被膜下窦而不能迁移至副皮质区,并且这些突变小鼠表现出对感染的感受性增加、不能有效调节T细胞反应。由于皮质区的高内皮静脉(HEVs)高表达CCL19、CCL21,因此认为CCR7也涉及DC迁移至皮质区。成熟DC迁移至HEVs后将抗原提呈给T、B细胞,激发免疫应答。另外,T细胞区的DC能够自分泌CCL19,这不仅为T细胞,也为其他成熟DC提供了趋化信号,促进DC迁移至淋巴结。综上所述,趋化因子及其配体在指导DC归巢的过程中发挥着关键作用,尤其是CCR7-CCL19/CCL21。越来越多的研究证实了DC自身CCR7的表达在其归巢中的关键作用,并且通过有效的CCR7基因转染制备的DC疫苗体外回输后,DC归巢至引流淋巴结的能力明显增强,约是对照组的5.5倍。然而,DCs表面表达CCR7的水平并不是决定其趋化特性的唯一因素,CCR7趋化特性的发挥还受到DCs对CCR7配体的反应性调节。有研究表明CCR7功能的充分发挥需要有许多胞外的触发者参与,如PGE2(ProstaglandinE2)、NO等。Scandella等的研究表明MoDC迁移依赖磷脂酶C和细胞内钙离子流动,而只有在加PGE2培养MoDC时CCL19/CCL21才能引起细胞内钙流动,进一步证明PGE2可以通过增强CCR7的信号转导调节MoDC的迁移。Luft等的研究也显示了PGE2在MoDC迁移至淋巴结中的作用,PGE2可以增强MoDC中CCR7-mRNA的表达,PGE2的激活功能是由其受体EP2/EP4通过AMP信号通路参与实现的,并且认为趋化因子受体(CXCR4或CCR7)的表达水平不能预示MoDC的迁移功能,PGE2才是介导其具有迁移功能的关键因素。当然DC并不只是以这一种方式归巢,部分DC还可以从外周血中通过高内皮静脉(HEVs)进入引流淋巴结,也是基于多步骤的细胞粘附反应,涉及多种细胞因子及粘附分子。由于DC归巢的复杂性,目前还不能完全阐明DC的归巢机制。4dc有效归巢的机制及其对dc免疫治疗的启示DC作为体内功能最强的抗原提呈细胞,其生物学功能的发挥是在体内迁移的过程中实现的,首先是未成熟DC摄取抗原,然后伴随着其成熟过程,DC迁移归巢至引流淋巴结发挥抗原提呈功能,将抗原提呈给T细胞并刺激初始T细胞活化、增殖,激发机体有效的免疫应答。其中DC有效地归巢是其发挥生物学作用的关键步骤。近年来,对于DC的研究越来越深入,应用DC治疗肿瘤及感染性疾病也越来越热门,但是外源性DC无法有效归巢至引流淋巴结限制了其疗效的充分发挥。因此进一步深入研究DC归巢的机制、DC归巢的多种影响因素,从而促进外源性DC的有效归巢,提高DC免疫治疗的疗效是我们现阶段面临的一大难题。不过随着分子免疫学和生物学理论及相关技术的不断发展,对于这一难题将会有新的突破。DC归巢是一个复杂而连续的过程,涉及多个步骤。以DC自皮肤归巢至引流淋巴结为例,主要包括以下阶段:动员、分离、细胞间隙间迁移、进入输入淋巴管及通过输入淋巴管运输至引流淋巴结。在每一阶段都涉及相关的细胞因子、粘附分子的调控。3.1dc的局部动员DC前体在体内迁移的过程中逐渐分化发育为未成熟DC(immaturedendriticcell,iDC)分布于外周组织,此时iDC表达的趋化因子受体主要为CCR1、CCR2、CCR5和CXCR1等,受到促炎性因子刺激后iDC被动员。首次暴露于炎症刺激后,iDC先表现为短暂的静止状态增强其抗原摄取能力,在随后几小时的成熟过程中DCs恢