第五节 NK细胞的免疫突触形成与细胞活化
一、NK细胞的免疫突触形成
(一)NK细胞免疫突触的基本概念
NK细胞和靶细胞相互接触的界面可形成免疫突触(synapse)。目前有关免疫突触的知识许多是来自NK细胞的研究。NK细胞免疫突触的形成主要有3个阶段：触发阶段、效应阶段、终止阶段。活化型突触形成后NK细胞颗粒酶极化，启动对靶细胞的杀伤。NK细胞有两种类型的免疫突触：分别称为超分子活化簇(supramolecular activation cluster，SMAC)和超分子抑制簇(supramolecular inhibitory cluster，SMIC)。在效靶细胞免疫突触的极化界面区域中将完成NK细胞识别受体对靶细胞配体的识别、识别信号的扩大与整合、共刺激分子表达与结合、细胞毒效应的完成(溶酶颗粒释放)、NK细胞向靶细胞的蛋白转运并决定靶细胞最终命运。
(二)NK细胞抑制性免疫突触
当NK细胞与非敏感靶细胞接触后，KIR(NK细胞抑制性受体)诱导靶细胞上HLAⅠ类分子成簇，形成KIR/HLA外环，其中心为黏附分子(ICAM-1/LFA 1)，从而形成抑制性免疫突触，NK细胞骨架蛋白、微管中心不发生极化，从而无法活化。
(三)NK细胞活化性免疫突触
当NK细胞与易感靶细胞接触，黏附分子(LFA-1)形成外环，中心包含活化受体及一系列信号分子(如p56lck、ZAP-70、PKC-q和SHP-1等)，形成成熟免疫突触，致使NK细胞活化，NK细胞骨架蛋白、微管中心极化，溶解颗粒极化，靶细胞被杀伤。
二、NK细胞的活化
(一)引起NK细胞活化的各种受体
可引起NK细胞活化的受体包括多种细胞因子受体、整合素、杀伤受体(CD16、NKp46、NKp30、NKp44)、识别“应激诱导”表达分子的受体(NKG2D、DNAM-1/CD226)、识别非己抗原分子的受体(Ly49H)以及其他一些受体如NKp80、SLAMs(SLAM、2B4、NTB2A、CD84)等。NK细胞抑制性受体包括多种识别MHCⅠ类分子的特异性受体(Ly49s、KIRs、CD94/NKG2A/B)，靶细胞上这些受体的配体表达下降也可引起NK细胞活化。
(二)引起NK细胞活化的细胞因子
Ⅰ型干扰素(IFN-α和IFN-β)是NK细胞最强有力的活化细胞因子，可引起NK细胞快速分泌IFN-γ、TNF-α、GM-SCF和启动NK细胞杀伤途径。IL-7和IL-15是早期NK成熟和增殖的关键细胞因子，具有抗NK细胞凋亡的效应。IL-2可以活化并维持NK细胞短期存活且具有活化诱导凋亡效应(AICD)。IL-12和IL-18主要活化NK细胞，使NK细胞快速活化和行使功能。
NK细胞还可以通过抗体IgG1和IgG3作为桥梁，其Fab段特异性识别抗原，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)。免疫复合物也可以通过NK细胞FcRγⅢa活化NK细胞。
三、NK细胞活化及其信号转导
NK细胞受体是其发挥功能的分子基础，关系到NK细胞启动杀伤功能和分泌细胞因子二大功能。NK细胞新受体的不断涌现为NK细胞功能研究提供了新契机。鉴定各种受体及其对应的配体，以及解析其下游信号传导途径对NK功能理解及应用至关重要。
(一)NK细胞活化与信号通路
NK细胞活化有两种途径：通过IL-12、IL-18和Ⅰ型干扰素等细胞因子或通过活化性受体交联。成熟NK细胞可组成性表达活化性受体(如前所述)，当活化性NK细胞受配体交联时，这些Ⅰ型跨膜蛋白胞内段ITAM基序发生Src磷酸化，招募酪氨酸激酶Syk或ZAP-70并再使PI3K等蛋白传递活化信号。有趣的是ZAP-70和Syk缺陷并不影响NK细胞发挥杀伤功能，FcεRI-γ、CD3-ζ和DAP12联合缺陷也不影响NK细胞发育以及活化，提示还存在目前尚不知的NK细胞活化信号转导通路，仍需进一步探索。
(二)NK细胞抑制性受体与信号通路
抑制性NK细胞受体根据其结构特征分为KIRs、Ly49、CD94-NKG2等类型，胞内段都有一段ITIM基序，其酪氨酸残基被Src磷酸化，可招募SHIP-1、SHP-1或SHP-2，从而通过对活化性NK受体下游激酶进行去磷酸化，以终止胞内Ca2+信号，抑制NK细胞活化增殖。值得注意的是，尽管每种抑制性受体都经过ITIM传递信号，其下游行使功能的磷酸酶则不尽相同，而各磷酸酶调控的靶点对于不同活化性受体也不尽相同，这些对应关系需要进一步确认。ITIM传递的抑制性信号比较短暂，靶细胞一旦发生MHC-Ⅰ分子下调，被抑制的NK细胞便会迅速恢复活性行使杀伤。提示NK细胞存在对ITIM信号调控的机制，其分子基础值得探讨。
(三)其他NK细胞受体与信号通路
除经典NK活化及抑制性受体外，非经典的信号分子也参与到NK细胞信号转导，并越发引起关注。例如SLAM家族受体分子通过接头蛋白SAP、ERT及EAT-2协同作用，利用Vav-1诱发NK细胞对造血系靶细胞进行杀伤。在缺失SAP接头蛋白后，SLAM家族受体分子又转而利用SHIP-1传导抑制性信号，以下调NK细胞活性。尽管有研究提出NK细胞活化性受体可由抑制性受体进化而来，其分子机制仍然不明。此外NK细胞活化过程中的免疫突触(NK细胞突触)的形成也需要充分研究。
四、NK细胞活化的研究热点
围绕NK细胞活化而涉及的NK细胞受体及信号转导、NK细胞受体转录后调节、NK细胞免疫突触形成等领域仍然是主要的研究领域。尽管已经发现的活化性NK细胞受体和抑制性NK细胞受体有百余种，但是仍然有众多研究领域等待开拓：①每年均有新的受体被发现，新型NK细胞受体的发现仍然是一个十分有挑战的领域；②有相当部分的NK细胞的受体没有发现对应的配体，各NK细胞受体的配体的发现仍然仅仅开始；③尽管已知IL-12、IL-18和Ⅰ型干扰素等细胞因子可以上调活化性受体表达，可以部分解释这些细胞因子为何可以促进NK细胞功能，NK细胞受体及其配体的表达的调节因素及其分子机制仍然没有系统描述；④NK细胞受体的信号通路研究远比T细胞和B细胞落后，研究的信号通路比较单一。
由于NK细胞的活化遵循“丢失自我”学说，NK细胞抑制性受体的作用备受关注。每种抑制性受体都经过ITIM传递信号，有趣的是其下游的磷酸酶不尽相同，尤其是各磷酸酶对不同活化性受体的调控及其靶点需要进一步确认。被抑制的NK细胞接触到MHCⅠ类分子下调的靶细胞会迅速被活化，提示NK细胞存在对ITIM信号的强大调控机制。NK细胞活化过程中的免疫突触(NK细胞突触)的形成对于NK细胞发挥功能至关重要，但是对于突触部位的蛋白质分子群谱的研究仍然十分缺乏，导致无法完整了解NK细胞活化的过程。