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人人学懂免疫学:第七期
2020-10-26 访问次数:648

        来源:药学速览

▉ 导读

       在这一期开始之前,我们先来复习一下往期的知识点:先天性免疫系统包括补体蛋白,专职吞噬细胞和自然杀伤细胞,专职吞噬细胞又包括了巨噬细胞和中性粒细胞。在上一期中我们主要介绍了中性粒细胞的功能以及他们迁移出血液并到达作用部位的途径,对中性粒细胞有了一定的了解。在今天的这一期中,小编将给大家介绍先天免疫系统团队中可以帮助抵御病毒感染的另一重要角色:自然杀伤细胞(natural killer cell,NK cell)。

图1. 自然杀伤细胞


▉ NK细胞——免疫系统的宪兵队
       由于类似专职吞噬细胞,自然杀伤细胞最初被称为大颗粒淋巴细胞。NK细胞是免疫细胞家族中的重要成员,常年奋战在保卫健康的第一道防线上,尤其在监视和消灭癌细胞的战场上NK细胞总是总是身先士卒,奋勇拼杀。像中性粒细胞一样,NK 细胞随时待命,他们也运用“滚动漂移、停止、离开”的策略离开血液,进入感染部位的组织并迅速增殖。当NK细胞到达战场后,NK细胞能释放出IFN-γ等细胞因子帮助防御,当NK细胞被激活后,它能释放出更大量的细胞因子,杀伤效果更好(病毒攻击期间,NK细胞可被其他免疫细胞释放的IFN-α和IFN-β激活;细菌入侵期间,NK细胞被细菌细胞膜成分LPS激活)。

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       NK细胞是体内负责杀伤老化细胞、受病毒感染的细胞、肿瘤细胞等异常细胞的最主要“战士”, 在杀灭肿瘤细胞时,NK细胞启动时间最快,杀敌的种类最多,他的激活只需接受到癌细胞的一些分子变化就可以立即投入战斗,因此NK细胞被医学界誉为抗癌的第一道防线
       你可能会好奇NK细胞是怎样行使他的杀伤功能的?十分有趣的是,NK细胞是通过强迫被感染细胞“自杀“来行使其杀伤功能:厉害的NK细胞总能迅速找到老化细胞、癌细胞、病毒等,并使用他的终极武器“穿孔素”,在靶细胞上“打洞”, 在把“自杀”酶(如颗粒酶B)运入靶细胞,“敌人”便裂解身亡;在其他情况下,NK细胞表面的一种名为 Fas配体的蛋白质(FasL)和靶细胞表面的名为Fas的蛋白质相互作用,起始靶细胞走向自杀的信号传递。

图3. 天然杀伤细胞(黄色)攻击肿瘤细胞(橙色)

▉NK细胞有“慧眼”
       了解了NK细胞通过让靶细胞“自杀”以杀伤靶细胞后,我们又会好奇NK细胞是怎样识别该杀伤的细胞的呢?实际上, NK细胞识别靶细胞的方法和杀伤性T细胞非常不同,NK细胞并没有TCR,它是通过两种信号识别靶细胞:“杀伤”信号和“不杀伤”信号

图4. NK细胞接受“杀伤”信号与“不杀伤”信号

       “不杀伤”信号是由抑制性受体传递的,这种受体是潜在靶细胞表面的MHCI类分子。我们身体中大多数的健康细胞的表面都有不同数量的MHC I类分子的表达,表达MHCI类分子的细胞被打上了“健康细胞”的标签,NK细胞通过识别自体MHC I分子的训练后获得了“区分敌我”的能力,因此NK细胞不会误伤健康细胞
       通过往期的介绍,你应该还记得杀伤性T细胞能够通过检测MHC I类分子提呈的多肽来探测细胞内部是否出现问题,因此,聪明的病毒设法想通过关闭其所感染的细胞的MHC分子的表达以躲避杀伤性T细胞的探测,从而躲过一劫。但是机体也不笨,在这种情况下,更好的处理方式是拥有另一种能够杀死那些表面不表达MHC分子的被病毒感染的细胞。这也正是NK细胞所在做的事情——杀死那些缺乏MHC分子的细胞。NK细胞之所以被称为“自然杀伤细胞”,也正是因为他们不需要事先激活即可杀死不含有MHC的细胞

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       相反,“杀伤”信号通常涉及NK细胞表面的激活受体靶细胞表面的特异性糖类分子或蛋白分子之间的相互作用。这些特殊的表面分子类似于一面旗子,表明细胞受到病毒感染或已成为肿瘤细胞,从而引起NK细胞行使杀伤功能。
       因此有两类细胞会激活NK细胞的杀伤作用,一类是丢失MHC I受体的细胞,他们可以逃脱T细胞的杀伤,但却因为丢失了NK细胞的“不杀伤”信号而成为了NK细胞消灭的目标;另一种是激活性配体上调的细胞,也即是大量表达“杀伤”信号的细胞,会让NK细胞的激活信号大增,从而开启杀伤。正是“杀伤”信号和“不杀伤”信号之间的平衡,决定了NK细胞是否要摧毁它的目标靶细胞

▉总结
       本期我们介绍了NK细胞是如何识别健康细胞与不健康细胞,如何通过识别“杀伤”信号与“不杀伤”信号从而行使其杀伤功能的。至此,我们已经为大家详细介绍了先天免疫系统家族的基本成员,那么,他们之间又是怎样联系的呢?各成员之间是怎样进行合作的呢?敬请期待下一期的讲解。
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参考资料:
图片1,3,5:https://www.google.com/imghp?hl=zh-C
图片2: https://www.sohu.com/a/279648459_645269
图片4:《How the immune system works》
参考书:《How the immune system works》、《免疫学概览》
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