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人体免疫细胞:NK细胞,在健康和疾病中的重要作用

 干细胞与外泌体 2023-08-07 发布于广东

不到 40 年前,它们被认为是微不足道的,如今自然杀伤细胞已用于晚期癌症治疗和疾病预防。

大约有20亿个自然杀伤细胞(NK细胞)在全身不断循环。与特定免疫系统中的细胞不同,它们可以立即杀死癌细胞和病毒感染的细胞。它们还有有助于控制其他免疫细胞对侵害者的反应,并有助于维持免疫系统的平衡。

什么是自然杀伤细胞(NK 细胞)?

自然杀伤 (NK) 细胞约占人类血液中外周淋巴细胞的 10-15%。NK 细胞是先天免疫系统的一部分,因为它们能够自发裂解肿瘤和病毒感染的细胞。与 B 细胞和 T 细胞等适应性免疫细胞相比,它们不需要事先致敏。

自然杀伤细胞(NK 细胞)是白细胞,可以破坏体内受感染的细胞和癌细胞。NK 细胞是免疫系统中的重要战士。您的免疫系统可以保护您免受病原体(病毒、细菌和寄生虫)和癌细胞等有害入侵者的侵害。

NK 细胞属于称为淋巴细胞的特定白细胞群体,其中还包括B 细胞和T 细胞。

NK 细胞被称为“自然”杀手,因为它们可以在不事先接触特定病原体的情况下消灭潜在的威胁。其他消灭有害细胞的淋巴细胞,如细胞毒性 T 细胞,需要事先接触病原体才能消灭它。

自然杀伤细胞有什么作用?

NK 细胞会破坏曾经健康但现在构成威胁的细胞。这包括感染病毒的细胞和已变成恶性的细胞(癌细胞)。NK 细胞在早期消灭这些有害细胞,防止扩散。

自然杀伤细胞是先天免疫系统中的战士,是免疫系统的重要组成部分。您的先天免疫系统是您身体抵御所有威胁的第一道防线。它包括物理屏障,如皮肤和粘膜,可防止细菌进入。它包括精选的免疫细胞,如 NK 细胞,可以摧毁那些突破身体屏障的威胁。

虽然 NK 细胞的主要工作是杀伤细胞,但这些细胞也可以进行交流。它们释放称为细胞因子的蛋白质,引导免疫系统中的其他细胞攻击有害细胞和病原体。

自然杀伤细胞如何在免疫系统中发挥作用?

自然杀伤细胞在您的身体中巡逻,扫描细胞中指示健康或患病细胞的标记。如果它们检测到细胞有害的迹象,就会向细胞中释放致命的化学物质来杀死它。NK 细胞是否杀伤取决于它从它扫描的细胞(目标细胞)接收(或不接收)的信号。

NK 细胞的表面含有多个受体,这些受体共同作用以激活或抑制(防止)NK 细胞杀死目标。

抑制

自然杀伤细胞不会攻击带有标记的细胞,这些标记表明它们是属于您体内的健康细胞。MHC-1 是 NK 细胞识别为归属或“自身”的最常见细胞标记。靶细胞上的 MHC-1 附着(结合)到 NK 细胞的抑制性受体上。这种结合会关闭 NK 细胞的杀伤功能。

NK 细胞不进行攻击,而是转移到下一个细胞。

激活

自然杀伤细胞激活以破坏它们不认为属于的目标细胞。这些包括:

  • 释放激活信号的细胞:癌细胞和受感染的细胞有时会释放化学信号,导致 NK 细胞攻击。
  • MHC-1 缺失或降级的细胞:NK 细胞会破坏不表达 MHC-1 的细胞。有时,细胞具有 MHC-1,但其等级已被降级。这意味着它的含量比正常值要少。例如,病毒感染会降低健康细胞 MHC-1 的表达。

NK 细胞释放穿孔素和颗粒酶来杀死靶细胞。穿孔素在靶细胞中创建一个开口,以便 NK 细胞可以插入颗粒酶。

激活的 NK 细胞会释放细胞因子,告诉其他白细胞帮助您的身体摆脱威胁。

自然杀伤细胞位于哪里?

NK 细胞开始在一些骨骼内称为骨髓的海绵组织中发育。随着 NK 细胞的不断发育,它们可能会留在您的骨髓中。它们可能会移动到淋巴系统中的其他组织和器官,例如:

  • 淋巴结。
  • 脾。
  • 扁桃体。
  • 胸腺。

一旦它们成熟,您的身体就会将 NK 细胞释放到您的血液中。成熟的 NK 细胞也存在于淋巴组织和相关器官中。它们位于肝脏和肺等器官中。

人体内有多少自然杀伤细胞?

血液中循环的淋巴细胞中大约 5% 到 10%是 NK 细胞。它们的寿命很短,大约两周。在任何特定时间,成年人都拥有超过 20 亿个 NK 细胞。

与自然杀伤细胞相关的病症和疾病有哪些?

没有足够的 NK 细胞会使您容易受到感染和癌症。研究表明 NK 细胞也可能在其他疾病中发挥重要作用,包括:

自身免疫性疾病:NK 细胞功能问题可能在自身免疫性疾病中发挥作用。对于自身免疫性疾病,免疫细胞会攻击身体的健康细胞,而不仅仅是患病或受感染的细胞。

哮喘:NK 细胞在哮喘引起的身体炎症反应中发挥作用。NK 细胞可能会增加或减少炎症,具体取决于多种因素。

炎症性肠病 (IBD):NK 细胞在人体对肠道细菌感染的炎症反应中发挥重要作用。

哪些状况和疾病会影响自然杀伤细胞?

两种免疫缺陷病症是 NK 细胞特有的。两者都是由出生时存在的基因突变造成的。基因突变是 DNA 的变化,DNA 是告诉细胞如何工作的指令。

  • 经典自然杀伤细胞缺乏症 (NKD):血液中没有或很少有 NK 细胞。要患有经典 NKD,您的循环淋巴细胞中只有不到 1% 是 NK 细胞。
  • 功能性自然杀伤细胞缺陷 (NKD):涉及 NK 细胞不能像正常 NK 细胞那样有效地发挥作用。

这两种情况都会使您更容易受到感染,包括:

  • HPV。
  • 疱疹。
  • 巨细胞病毒(CMV)。
  • 爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)。
  • 水痘带状疱疹病毒(引起水痘的病毒)。
自然杀伤细胞的发现史

20 世纪 70 年代 | 噪音。研究人员 Rolf Kiessling、Eva Klein 和 Hans Wigzell 研究 T 细胞如何识别和杀死小鼠体内的癌细胞时,他们发现了一些不仅仅是普通 T 细胞的东西。最初在实验中,它被认为NK细胞是“令人不安的背景噪音”。

1975 | 检测到细胞。几年后,同一研究小组表明,背景噪音实际上是由一种以前未知的免疫细胞引起的,这种免疫细胞一发现癌细胞就会杀死它们。因此,它们被称为自然杀伤细胞或 NK 细胞。

1978 | 病毒杀手。Wistar 研究所和卡罗林斯卡学院的研究人员表明,NK 细胞可以被病毒感染细胞的蛋白质激活。这为大量研究铺平了道路,这些研究表明 NK 细胞在防御一系列病毒感染方面非常重要。

1981 | 质疑假设。卡罗林斯卡学院的 Klas Kärre 在他的博士论文中提出了一个假设来解释 NK 细胞如何区分自己的细胞和外来细胞:外来细胞受到攻击不是因为它们显示出未知的蛋白质,而是因为它们缺乏细胞表面蛋白质,一种细胞表面蛋白质。自我标记。该假设在公开辩护期间遭到批评,并被反对者认为是推测性的,但在未来的出版物中得到了进一步发展。

1985 年和 1986 年 | 蛋白质狩猎。 一天早上,Klas Kärre 和博士生 Hans-Gustaf Ljunggren 发现,他们的实验小鼠在注射了不含某种膜蛋白(MHC 1 类)的癌细胞后,并没有发展成肿瘤。在接下来的研究中,他们表明正是小鼠体内的NK细胞杀死了缺乏膜蛋白的癌细胞。

1997年l类似。NK细胞细胞的工作原理模拟了武装部队关于居住在群岛及周边地区的人们如何区敌我的重要指示。与NK细胞细胞一样,他们只要求报告那些缺乏异常属性的队列。他们需要学习识别所有相应的属性。

2002年|没有他们就生活艰难。缺乏NK细胞细胞的年轻患者的个体案例展示,没有NK细胞细胞就很难生存。死亡原因包括幼年时感染流感病毒。病毒已经发展出逃避时间细胞的机制,因此NK细胞细胞在防御这些特定感染方面极为重要。

2005年-2007年|细胞治疗。在杰弗里磨坊主进行的一项临床试验中,使用捐赠的NK细胞细胞痊愈了19名急性骨髓性白血病患者中的5名。这是NK细胞细胞首次作为免疫治疗发挥有效作用,这引发了对未来如何设计NK细胞细胞治疗的广泛分析。

正在开发的活药

早在研究人员意识到这一点之前,NK 细胞就已成为 20 世纪 70 年代首次针对白血病进行骨髓移植的细胞的一部分。下一代癌症免疫疗法的开发正在进行中,其中 NK 细胞经过修饰,可以特异性攻击患者独特的肿瘤细胞。而且进展很快。世界各地正在进行大量的临床试验。

未来的挑战

更好的适应能力: 研究人员能够刺激 NK 细胞攻击癌细胞。但为了让它们成为治疗不同癌症变异和其他疾病的药物,研究人员需要更多地了解 NK 细胞如何适应不同的任务。

找到回家的路:将激活的免疫细胞引导至患者的实体瘤是很困难的。如果研究人员能够帮助 NK 细胞更容易地找到目标,那么它们就可以用于对抗比血液中更多的癌症变体。

物流和价格:在开发激活NK细胞抗癌的新型药物的过程中,需要学术界和工业界密切合作来解决物流问题。例如,需要解决的一个问题是如何将活细胞用作药物。

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