看透一个免疫细胞：DC

 

来源公众号：Glyco-Immunology  作者：Bicycle 

树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）

树突状细胞（DCs）是功能强大的抗原呈递细胞（Antigen-Presenting Cells, APCs），在启动和调控先天性免疫和适应性免疫中发挥核心作用。DCs因其外形上多突起的分支状结构而得名。

1. DCs的发现与分类

发现历史：

DCs最早由Ralph Steinman和Zanvil Cohn于1973年在小鼠脾脏中发现，因其独特的形态和功能被命名为“树突状细胞”。Ralph Steinman因其在DC领域的研究于2011年获得诺贝尔生理学或医学奖。

分类：
根据发育来源和功能，DCs分为以下几类：

cDC1：特化于交叉呈递（Cross-Presentation）抗原给CD8⁺ T细胞。

cDC2：特化于呈递抗原给CD4⁺ T细胞。

经典DCs（Conventional DCs, cDCs）：主要负责抗原的摄取、加工和呈递，分为：

浆细胞样DCs（Plasmacytoid DCs, pDCs）：主要负责分泌I型干扰素（如IFN-α），在抗病毒免疫中关键。

单核细胞来源的DCs（Monocyte-Derived DCs, moDCs）：在炎症环境下由单核细胞分化而来。

朗格汉斯细胞（Langerhans Cells, LCs）：分布在皮肤表皮，具有DC功能，但属于独特的组织驻留细胞。

2. 分布与形态

分布：

DCs广泛存在于皮肤（如朗格汉斯细胞）、黏膜组织（如肺、肠道）、淋巴结、脾脏及其他组织。

在组织中，DCs主要以不成熟形式存在，负责监视微环境并捕获抗原。

在淋巴结等二级淋巴器官中，DCs通常以成熟形式呈现抗原。

形态：
DCs具有典型的分支样伪足结构，这种形态使其具有较大的表面积用于捕获和处理抗原。

3. 功能

抗原捕获与加工：

DCs通过模式识别受体（Pattern Recognition Receptors, PRRs）如Toll样受体（TLRs）、C型凝集素样受体（CLRs）识别并摄取抗原。

捕获方式包括吞噬（Phagocytosis）、胞饮（Macropinocytosis）和受体介导的内吞。

摄取的抗原被加工并装载到主要组织相容性复合体（MHC）分子上。

抗原呈递：

MHC I类分子：交叉呈递抗原给CD8⁺ T细胞（如杀伤性T细胞）。

MHC II类分子：呈递抗原给CD4⁺ T细胞（如辅助性T细胞）。

DCs将抗原片段呈递给T细胞，激活适应性免疫反应：

刺激免疫反应：

通过表达共刺激分子（如CD80/CD86）和分泌细胞因子（如IL-12、IL-10）调控T细胞的活化和分化。

耐受性诱导：

在稳态条件下，DCs可诱导T细胞免疫耐受，防止自身免疫反应。

与B细胞的互作：

提供抗原给B细胞并促进其活化。

4. DCs的发育与分化

起源： DCs由骨髓中的造血干细胞分化而来，通过不同发育路径生成特定亚群：

髓系DCs（Myeloid DCs）：由骨髓髓系祖细胞分化。

浆细胞样DCs（pDCs）：起源于髓系或淋巴系前体细胞。

发育关键因子：

转录因子：如BATF3（cDC1分化所需）、IRF8、IRF4等。

细胞因子：如GM-CSF（粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子）和Flt3L（Fms样酪氨酸激酶配体）。

5. 成熟与活化

不成熟DCs：

表达高水平的抗原捕获相关受体，但低水平的MHC分子和共刺激分子。

主要功能是抗原捕获。

成熟DCs：

在接触病原体或炎症信号后，DCs被激活并迁移到淋巴器官。

表达高水平的MHC分子、共刺激分子（如CD80、CD86）和趋化因子受体（如CCR7），促进与T细胞的相互作用。

6. DCs在疾病中的作用

感染性疾病：

DCs通过识别病原体相关分子模式（PAMPs）激活先天免疫。

分泌细胞因子（如IFN-α、IL-12）参与抗病毒和抗细菌免疫。

肿瘤免疫：

DCs可摄取肿瘤抗原并通过交叉呈递激活抗肿瘤CD8⁺ T细胞。

肿瘤微环境中的抑制信号可能导致DCs功能低下。

自身免疫：

异常激活的DCs可能在某些自身免疫疾病（如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎）中诱导免疫病理反应。

疫苗开发：

DCs因其优越的抗原呈递能力，广泛应用于癌症疫苗、传染病疫苗的研发。

7. 研究与应用前景

DC疫苗：

将DCs体外负载特定抗原后回输到患者体内，可用于癌症和传染病治疗。

已获批准的DC疫苗：Provenge（用于前列腺癌治疗）。

调控DC功能：

开发靶向DCs的免疫调节剂，用于治疗炎症性疾病和自身免疫病。

基因工程改造：

利用基因编辑技术增强DCs的抗原呈递能力或调节其细胞因子分泌。

参考文献：

Cell Immunol. 2012, 273 (2), 95.

Nature Nanotechnology, 2021, 16, 37–46

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