第二章 NK细胞研究进展
第一节 NK细胞概述
一、NK细胞基本概念
自然杀伤细胞(nature killer,NK细胞)是淋巴细胞的一个亚群,约占外周血淋巴细胞的10%~15%。常用的人NK细胞的表型标志是CD56+、CD16+、CD19-、CD3-,既不表达T细胞的表型(TCRαβ或TCRδγ或CD3),又不表达B细胞的表型(CD19或BCR受体)。NK细胞的胞浆内含有嗜天青颗粒,因此也称其为大颗粒淋巴细胞。骨髓、肝脏、淋巴结、脾脏和肺脏等器官亦含有较多NK细胞,尤其在肝脏和肺脏中比例较高(可达30%),其生物学意义尚不清楚。
二、NK细胞的来源和分布
(一)NK细胞来源
NK细胞由造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)发育分化而来,依次经历NK细胞前体(NK precursor,NKp)、不成熟NK(immature NK,iNK)细胞和成熟NK(mature NK,mNK)细胞等不同分化阶段,各种过渡型NK细胞和成熟NK细胞具备各自特有的表型标志,可根据需要向各类器官或组织迁移并进一步成熟分化。
(二)NK细胞亚群及其分布
根据人类NK细胞表达CD56分子的表面密度可将NK细胞分为CD56bright和CD56dim二个亚群。CD56dimNK亚群占外周血NK细胞的90%,为终末分化的NK细胞亚群,以杀伤功能为主;CD56dimNK细胞亚群高表达趋化因子CXCR1、CX3CR1以及ChemR23受体,提示能够趋化招募至外周炎症部位。CD56bright NK细胞亚群占外周血NK细胞的10%,为中间期过渡分化的NK细胞亚群,具备对细胞因子的增殖应答能力,以分泌细胞因子为主;CD56brightNK细胞亚群优势表达CD62L、CCR7、CXCR4以及一系列黏附分子,提示该群细胞易于在次级淋巴组织及非淋巴组织中聚集;CD3s信号接头分子在CD56brightNK细胞的表达水平明显低于CD56dimNK细胞,可能是其杀伤功能差异的重要原因。小鼠NK细胞目前主要分为两大类:从骨髓发育而来,并随血液循环全身流动的NK细胞为经典NK细胞;定居在组织局部,不随血液流动的为组织驻留NK细胞,有着独特的发育分化路径。
三、NK细胞的功能特点
(一)NK细胞抑制型受体
NK细胞识别靶细胞是MHC非限制性的,主要识别靶细胞MHC-Ⅰ类抗原,这种识别对NK细胞杀伤活性产生抑制信号,从而避免NK细胞对“自己”的攻击;肿瘤细胞因为可以丢失MHC-Ⅰ类抗原而无法传递抑制信号,从而导致NK细胞活化并诱发杀伤作用,这是最早期的NK识别假说—“丢失自我”学说。NK细胞抑制型受体包括多种识别MHC-Ⅰ类分子的特异性受体,人类NK细胞抑制型受体主要有“杀伤免疫球蛋白样受体(KIR)”家族和C型凝集素样受体家族(CD94/NKG2A-B;CD94/NKG2C-E)。
(二)NK细胞活化型受体
NK细胞还可通过多种受体而被活化,这些活化受体包括各种天然细胞毒受体(CD16、NKp46、NKp30、NKp44、NKp80)、各种免疫球蛋白样杀伤受体(NKG2家族、DNAM-1家族,SLAM家族)、各种细胞因子受体(Ⅰ型干扰素、IL-12、IL-15、IL-18等)、各种膜整合素分子和其他活化受体(如CD18、CD2、TLR-3/-9等)。
(三)NK细胞的杀伤功能
NK细胞释放的杀伤介质穿孔素和颗粒酶使靶细胞凋亡,该过程需要NK细胞识别受体与靶细胞的直接接触方可实现,CD56dimNK细胞亚群主要借此方式杀伤靶细胞;NK细胞可以通过膜TNF家族分子(FasL、TRIAL、mTNF等)与靶细胞膜配体结合诱导靶细胞凋亡,该过程不需要NK细胞识别受体与靶细胞的直接接触,CD56brightNK细胞亚群可借此方式杀伤靶细胞。NK细胞还可以通过抗肿瘤抗体IgG1和IgG3作为桥梁,其Fab端特异性识别肿瘤,Fc段与NK细胞FcRγⅢa结合,产生依赖抗体的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。