朗格汉斯细胞

关键词:朗格汉斯细胞;树突状细胞;专职抗原递呈细胞;皮肤

中图分类号: R392.12 文献标识码: A 文章编号: 1008-2409(2008)03-0577-03

皮肤不仅是构成机体抵御外界生物、物理及化学等因素对机体损害的第一道防线,同时 它是人体一个重要的免疫器官,积极参与免疫反应,使机体有一个稳定的内环境[1,2 ]。朗 格汉斯细胞是在1868年由德国医学学生朗格汉斯(Langerhans P.)用氯化金染色法在皮肤表 皮内首先发现的,以后即命名为朗格汉斯细胞(Langerhans Cell,LC)[3]。该细胞 分布于 表皮基底层以上部位[4],约占表皮细胞的3%~5%。自从1977年发现LC高表达有F c受体、补 体受体和主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex,MHC)I类及Ⅱ类分子 [5,6],人们逐渐对它的性质和功能有了新的认识,尤其是它的抗原递呈功能在皮 肤免疫系 统中的重要地位日益受到重视,它具有识别、摄取、处理和递呈抗原能力,并迁移至局部淋 巴结,刺激初始型T细胞(naive T cell)[7],是表皮固有的专职抗原递呈细胞(Antigen-Presenting Cells,APC)。

1 朗格汉斯细胞的起源

LC属于树突状细胞(Dendritic Cell,DC),树突状细胞均来源于骨髓[8]。198 4年Perre ault等研究发现,在再生障碍性贫血中,LC数量减少,而在骨髓移植后又恢复正常,于是提 出了LC起源于骨髓的观点[9]。Katz等报道,将亲代小鼠的皮肤移植给相应的F1 代杂交系受 体,随后在不同的时间测定LC的H-2及Ia抗原的特异性。结果显示LC的比例逐渐增 加,其 组织相容性表现型属该受体的表现型,而角朊细胞总是属于供体的表现型。以上结果说明, 供体的LC被受体的 LC所更新。Katz[10]等还进一步研究证明,供体的LC并非由邻 近皮肤迁 移而来,而是来源于骨髓细胞。鉴于伦理原因,关于LC如何分化的认识,基本来源于体外研 究。1992年Caux[11]等研究发现,利用CD34+造血干细胞与GM-CSF和TNF-a培 养后 ,分化为CD14+CD1a-和 CD14-CD1a+两类亚群,这两个亚群沿着两个不同的途径 发育分化出不同的结果,其 中CD1a+亚群细胞发育分化成具有LC特征的CD,含有伯贝克颗粒、表达Lag抗原和E-钙粘 素 。有许多报道,利用外周血某些亚型的树突状细胞与相应细胞因子培养后,可分化成LC [12-14]。从上述事实看,LC来源于骨髓,周围组织的LC因而得到不断的更新和补充 。在 骨髓 中的LC均不含伯贝克颗粒(Birbeck Granule,BG),因而LC中的Birbek颗粒可能是功能成熟 后形成的。

2002年,Merad[15]等发现经致死性放射处理后的小鼠,在骨髓移植治疗后 ,受体的LC在表皮中存在18个月以上,而其它器官中受体树突细胞于2个月内已完全被供体细胞代替。利用拥有各自的器官,而共用同一 循环血液的 并生小鼠研究,结果显示表皮LC未出现混合现象。但当皮肤受紫外线照射后,表皮LC很快消 失并于2周内被循环中的LC前体细胞代替。这些结果表明在稳定状态下,表皮中LC能进行自 我复制,以补充正常衰老和刺激后损伤的细胞;而在炎症状态下,表皮中LC却由血液中LC前 体细胞补充。该观点尚有待更多的实验研究证实。

也有人认为,LC的前体细胞是长期居住于皮肤中的细胞。Larregina[16]等研究显 示 真皮中CD14+细胞表达有Langerin/CD207,利用该细胞与TGF-β共培养可分化成L C。电镜下 曾见到LC穿过真皮-表皮连接。真皮中见到的LC也有可能是正在移入或移出表皮的。目前, 该观点尚缺少人类体内研究的支持,加上LC前体细胞共性和鉴定依据等这些方面的概念较模 糊,使得有关这个问题的研究工作复杂化。

2 朗格汉斯细胞的免疫表型

LC的免疫表型与它的来源和功能是相一致的,它有白细胞共同抗原CD45及骨髓细胞样的 标 志CD33、CD13,缺乏CD3、CD19、CD20、 CD14、CD16和CD56。人类LC表达CD1a分子,CD1a属 第三类抗原递呈分子,称为MHC I样分子,主要递呈疏水肽和非肽类抗原[17]。LC 还表达细 胞粘附分子如β1、整合素、CD44、CD54、CD15s、皮肤淋巴细胞相关抗原(Cutaneous Lym phocyte Associated Protein,CLA) 和E-钙粘附分子。LC表达E-钙粘附分子在人表皮LC与角朊细胞相互作用中起重要作用 [18 ]。Langerin/CD207是识别表皮LC的标志[19,20]。 LC表达IgGFc受体Ⅱ型FcrR /CD32和IgE 结合蛋白(IgE Binding Protein,EBP)与摄取抗原有关。象所有强效的抗原递呈细胞(Antig en Presenting Cell,APC)一样,LC表达MHC-Ⅱ类抗原分子。

LC这些表型在一定条件下可以改变,有报道LC体外与细胞因子如粒细胞/巨噬细胞克隆 刺激因子(Granulocyte/Macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF)及白细胞介素 1(I nterleukin,IL-1)短期培养,表型可发生改变。不同免疫表型的LC,其摄取、处理和递呈 抗原的能力亦有差别。

3 朗格汉斯细胞的抗原递呈作用

细胞在其表面以能被T细胞受体(TcR)特异性识别的方式表达抗原的过程称为抗原递呈。 自上世纪80年代发现LC高表达有Fc受体、补体受体、MHC Ⅰ类和MHC Ⅱ类分子,表皮LC摄取 、处理 和递呈抗原的能力备受关注。LC既能递呈蛋白质肽类抗原给T细胞,也能递呈非肽类抗原 [1 7]。研究认为,对于不同的抗原加工递呈途径亦有所不同,LC主要以MHCⅡ类分子 限制的方 式将蛋白质肽类抗原递呈给辅助T细胞[7];而外源性脂类抗原主要通过CD1途径递 呈,Hunge r[17]等研究结果进一步表明,该途径需要LC独特的Birbeck颗粒和CD1分子共同作 用来完成,C D1a诱导抗原结合到CD1a或有关分子上,使之向BG内内在化。近年还发现LC具有交叉递呈(Cr oss-presentation)抗原的能力[21],能够将抗原递呈给辅助T细胞和杀伤T细胞,产生交叉激活和交叉耐 受,这 对宿主抵抗病毒和其他病原微生物、诱导抗肿瘤免疫、在疫苗设计中产生CD8+T细胞及产 生 和维持外周耐受中发挥着重要作用。对以上这些LC对抗原加工递呈途径的作用机制,目前并 不完全清楚。

不成熟的和成熟的LC,其摄取、处理和递呈抗原的能力不同。从表皮中新分离的LC具有 处理抗原且将蛋白抗原递呈给幼稚T细胞的能力,而淋巴结中具有成熟表现型的LC能有效地 协同刺激T细胞,但不能摄取和处理抗原蛋白。位于表皮的LC是不成熟的,具有强大的噬菌 和内吞能力,其识别、摄取和处理抗原能力强,但抗原递呈的作用弱。表皮LC摄取抗原后, 经皮肤通道基膜和真皮淋巴管转移至淋巴结,将抗原递呈给T淋巴细胞[22]。在迁 移过程中 ,LC在各种细胞因子的作用下逐渐成熟,细胞表面高水平表达MHCⅠ类和MHCⅡ类分子、粘 附分子、协同刺激分子(CD80、CD86)和细胞因子受体,成为抗原递呈能力强,而抗原摄取和 处理能力减弱成熟的LC[23]。在此过程中,LC自身亦可产生IL-1,IL-1作用于Th 细 胞,使之活化增殖并分泌IL-2及IFN γ等,IL-2和IFN γ反作用于LC而产生免疫放大效应 。

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(收稿日期: 2008-03-12)

[责任编辑 高莉丽 王慧瑾]