综述:肥大细胞的生物活性
MC表达MHC分子、B7分子,具有APC功能,也表达大量的IgE Fc受体,释放过敏介质。肥大细胞具有弱的吞噬功能,和血液的嗜碱粒细胞同样为具有强嗜碱性颗粒的组织细胞。基于细胞的组织分布,可将肥大细胞分为结缔组织型肥大细胞(CTMC)和粘膜型肥大细胞(MMC)。
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肥大细胞生物活性
MC 是先天免疫细胞,源自骨髓的多能造血细胞,到达血管组织后就会成熟 。干细胞因子 (SCF)/c-Kit 受体通路和 IL-3 在 MC 的发育、成熟和增殖中起着关键作用。SCF 也是 MC 的主要趋化剂之一,与 CCL5 一起,后者与 CCR1 和 CCR4 结合。
MC 分布在身体的不同部位,如上皮、粘膜、胃肠道、粘液腺以及神经和血管周围的区域。然而,在某些物种中,如鼠类啮齿动物,MC 也存在于肺部、腹膜和间皮管中。MC 表面有多种受体,一旦被配体触发,就会释放各种不同的因子。这些因子包括预形成的分子(即组胺、类胰蛋白酶、蛋白酶和蛋白聚糖)和新合成的脂质介质(即白三烯和前列腺素)、细胞因子(即 IL-4、TNFα、TGF-β、IL-1β)和趋化因子(即 IL-8、CCL2、CCL4)。预形成的介质以大颗粒的形式沉淀在 MC 细胞质中。每个 MC 都具有大约 50-200 个颗粒,在受到适当刺激后,这些颗粒会在几秒钟内被输送到细胞外。这个过程称为 MC 脱颗粒。
根据位置,小鼠 MC 可分为两大类:粘膜型 MC 和结缔组织型 MC。前者的特征是表达 mMCP-1和mMCP-2,而后者具有 mMCP-4、-5、-6 和CPA。此外,根据丝氨酸蛋白酶含量,人类 MC 可分为三类:仅表达类胰蛋白酶 (MCT)、仅表达糜蛋白酶 (MCC) 和表达类胰蛋白酶和糜蛋白酶 (MCTC) 的 MC。尽管这些分类仍在使用,但在人类和小鼠 MC 亚群中都可以观察到混合表型 。然而,目前无法准确确定不同癌症环境中每种 MC 亚群的体内流行率,因此无法评估它们对最终疾病结果的具体影响。
MC 以其在过敏和炎症中的作用而闻名。MC 激活的关键机制涉及IgE 与其高亲和力 Fc"RI 受体的结合,从而引发巨大的分泌反应。FcεRI 是一种异四聚体受体,由 IgE 结合 α 亚基、膜四跨膜蛋白 β 亚基和两个二硫键连接的 γ 亚基形成,其中包含一个免疫受体酪氨酸活化基序 (ITAM) - 这对于通路的激活至关重要。信号传导始于 MC 表面的 IgE 和FcεRI 之间的连接。然后,当 IgE 与同源抗原 (Ag) 结合时,会诱导受体复合物的聚集。因此,Lyn 被激活并磷酸化 ITAM,同时激活脾脏酪氨酸激酶 (Syk)。反过来,Lyn 和 Syk 磷酸化下游蛋白质以诱导 MC 活化。此外,FcεRI 复合物促进另一种 Src 家族激酶 Fyn 的激活,后者磷酸化 Gab2,激活磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K) 通路。该过程最终导致组胺、肝素、蛋白酶、细胞因子和颗粒中存在的其他预形成介质的分泌。IgE/Ag 触发还会诱导脂质介质、趋化因子、生长因子和细胞因子的从头合成和释放。
FcεRI 依赖性 MC 脱颗粒可能被 SIGLEC 家族的抑制性受体(主要是 SIGLEC-8)抵消。除了 IgE/FcεRI 刺激外,MC 脱颗粒和介质释放也可由 MRGPRX2 受体(小鼠中为 MRGPRB2)触发,该受体几乎选择性地由皮肤 MC 表达。不同的化合物可以激活 MRGPRX2 受体,包括生长抑素、血管肽素、肥大细胞脱颗粒肽 (MCDP) 和 β-防御素。
MC 还在针对微生物的先天免疫中发挥着关键作用,因为它们表达多种受体,例如 Toll 样受体 (TLR) 和核苷酸结合寡聚化结构域 (NOD),它们能够识别病原体相关分子模式 (PAMP)。几乎所有 TLR 都在细胞膜上,除了 TLR3、TLR7、TLR8 和 TLR9,它们位于细胞内。
特定 TLR 可以与其他 TLR 相互作用,形成异二聚体(即 TLR2/TLR1、TLR2/TLR6 和 TLR4/TLR6),其中大多数(TLR3、TLR7 和 TLR9 除外)依赖 MyD88 作为其信号通路 。值得注意的是,TLR4 刺激可以通过 MyD88 起作用以激活 NF-κB,也可以独立刺激 I 型 IFN 反应。
MC 表面存在的其他受体可导致促炎介质的释放。IL-33 受体在 MC 生物学中起着至关重要的作用。它属于 TLR/IL-1R (TIR) 超家族,在受到刺激后,可诱导多种因子的分泌,例如 IL-1、IL-6、TNFα、CCL2 和 CCL3。IL-33 信号传导还参与 MC 的脱粒、归巢和存活 。此外,TSLPR 可触发 IL-4、IL-5、IL-9 和 IL-13 的释放,而 CD300 家族的受体可激活(CD300c、CD300lb、CD300lh)或抑制(CD300a、CD300f、CD300lf)细胞因子的产生,是 MC 生物学的关键受体。MC 还可以表达 PD-L1,这是一种已知的免疫检查点分子,可以抑制 T 细胞活化。有趣的是,在过敏原致敏阶段阻断 PD-L1 可以抑制 MC 脱颗粒。由于 MC 能够因独特的外部刺激而释放出如此多的因子,因此它们是多种生理和病理机制(包括癌症)的关键参与者。
肥大细胞是抗肿瘤免疫和肿瘤控制的协调者。肥大细胞通过趋化因子分泌和释放其他介质直接影响肿瘤细胞以及肿瘤微环境的免疫和非免疫成分,导致不同的促癌或抑癌特性。
小结
目前用来鉴定肥大细胞的关键指标是CD117 (c-kit)和FcεRIα,通过CD117+和FcεRIα+来确定肥大细胞。
可通过在体外添加白细胞介素3( IL-3) 和干细胞因子(SCF) 诱导小鼠髓细胞向肥大细胞的分化与活化。
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