NK細(xì)胞確切的來源還不十分清楚,，一般認(rèn)為直接從骨髓中自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)衍生,，其發(fā)育成熟依賴于骨髓的微環(huán)境。小鼠和人的體外實(shí)驗(yàn)表明,，胸腺細(xì)胞在體外IL-2等細(xì)胞因子存在條件下培養(yǎng)也可誘導(dǎo)出NK細(xì)胞,。小鼠脾臟在體內(nèi)IL-3誘導(dǎo)下可促進(jìn)NK細(xì)胞的分化。NK細(xì)胞主要分布于外周血中,，占PBMC 5~10%,，淋巴結(jié)和骨髓中也有NK活性，但水平較外周血低,。

由于NK細(xì)胞具有部分T細(xì)胞分化抗原,，如80~90%NK細(xì)胞CD2+，20~30%NK細(xì)胞CD3+(表達(dá)CD3ζ鏈),，30%NK細(xì)胞CD8+(α/α)和75~90%NK細(xì)胞CD38+,，而且NK細(xì)胞具有IL-2中親和性受體，在IL-2刺激下可發(fā)生增殖反應(yīng),，活化NK細(xì)胞可產(chǎn)生IFN-γ,，因此一般認(rèn)為NK細(xì)胞與T細(xì)胞在發(fā)育上關(guān)系更為密切。

與T細(xì)胞,、B細(xì)胞相比,，NK細(xì)胞表面標(biāo)志的特異性是相對的。人NK細(xì)胞mIg-,，部分NK細(xì)胞CD2,、CD3和CD8陽性,，表達(dá)IL-2受體β鏈 (P75,CD122)，CD11b/CD18陽性,。常用檢測NK細(xì)胞的標(biāo)記有CD16,、CD56、CD57,、CD59,、CD11b、CD94和LAK-1(見表7-10),。

一種穩(wěn)定表達(dá)在NK和LAK細(xì)胞表面的LAK-1分子,，120kDa，NK細(xì)胞在IL-2條件下培養(yǎng)20天LAK-1仍為陽性,，而HNK-1(CD57)和CD16部分消失,。LAK的殺傷活性可被抗LAK-1 McAb所抑制。

表7-10 檢測人NK細(xì)胞常用的標(biāo)志

表7-11 NK細(xì)胞和其它細(xì)胞毒效應(yīng)細(xì)胞的表面標(biāo)志(%)

NK細(xì)胞不表達(dá)TCR/CD3復(fù)合物,，但部分NK細(xì)胞表達(dá)CD3ζ鏈,，當(dāng)用CD16抗體刺激NK細(xì)胞活化時(shí)，ζ鏈發(fā)生酪氨酸磷酸化,，引起胞漿內(nèi)Ca??2+? 濃度升高,，IP3水平增加，促進(jìn)細(xì)胞因子合成和ADCC作用,。

CD2與CD58相互作用或用CD2 McAb刺激可活化NK細(xì)胞,，CD3 ζ鏈發(fā)生酪氨酸磷酸化。

自然殺傷細(xì)胞刺激因子(natural killer cell stimulatory factor,NKSF) 對NK細(xì)胞有刺激作用,。

IL-2,、IL-12、IFN-α,、TNF-α以及白細(xì)胞調(diào)節(jié)素(leukoregulin,LR) 對NK細(xì)胞的活化和分化有正調(diào)節(jié)作用,， 體外培養(yǎng)時(shí)加入上述細(xì)胞因子可明顯提高NK的殺傷活性。前列腺素 (PG)E1,、E2,、D2和腎上腺皮質(zhì)激素等對NK細(xì)胞的活性有抑制作用。

NK細(xì)胞表面具有IL-2中親和性受體,，IL-2誘導(dǎo)NK的殺傷活性約需18~24小時(shí),。此外，IL-2還可誘導(dǎo)NK細(xì)胞的增殖,，一般在刺激后3~4天開始發(fā)生增殖,，其機(jī)理為IL-2可誘導(dǎo)NK細(xì)胞表達(dá)IL-2Rα鏈，新表達(dá)的α鏈與原先細(xì)胞表面的β鏈和γ鏈結(jié)合形成高親和性受體，在IL-2存在下刺激NK細(xì)胞發(fā)生增殖,。IL-2誘導(dǎo)NK細(xì)胞的活性機(jī)理尚不清楚,，可能與增加細(xì)胞粘附分子的表達(dá)，提高對NK抵抗靶細(xì)胞的殺傷活性有關(guān),，還可能增加NK細(xì)胞胞漿中的顆粒以及絲氨酸酯酶mRNA的表達(dá),，活化和促進(jìn)殺傷介質(zhì)的殺傷作用。

由于NK細(xì)胞的殺傷活性無MHC限制,，不依賴抗體,，因此稱為自然殺傷活性。NK細(xì)胞胞漿豐富,，含有較大的嗜天青顆粒,，顆粒的含量與NK細(xì)胞的殺傷活性呈正相關(guān)。NK細(xì)胞作用于靶細(xì)胞后殺傷作用出現(xiàn)早,，在體外1小時(shí),、體內(nèi)4小時(shí)即可見到殺傷效應(yīng)。NK細(xì)胞的靶細(xì)胞主要有某些腫瘤細(xì)胞(包括部分細(xì)胞系),、病毒感染細(xì)胞、某些自身組織細(xì)胞(如血細(xì)胞),、寄生蟲等,，因此NK細(xì)胞是機(jī)體抗腫瘤、抗感染的重要免疫因素,，也參與第Ⅱ型超敏反應(yīng)和移植物抗宿主反應(yīng),。

⒈ 識別靶細(xì)胞 NK細(xì)胞識別靶細(xì)胞是非特異性的，這與CTL識別靶細(xì)胞機(jī)理不同,，但確切的機(jī)理尚未明了?，F(xiàn)已知淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1(LFA-1) 與靶細(xì)胞表面的細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)的作用參與NK細(xì)胞的識別過程，抗LFA-1或抗ICAM-1 McAb可抑制NK細(xì)胞的殺傷活性,。此外CD2與LFA-3(CD58)結(jié)合以及CD56也可能介導(dǎo)NK細(xì)胞與靶細(xì)胞的結(jié)合,。有關(guān)白細(xì)胞分化抗原和粘附分子分別參見第一章和第二章。

⒉ 殺傷介質(zhì) 主要有穿孔素,、NK細(xì)胞毒因子和TNF等,。

⑴ 穿孔素: 穿孔素是一種由NK、CTL,、LAK等殺傷細(xì)胞胞漿顆粒釋放的殺傷靶細(xì)胞的介質(zhì),，有關(guān)穿孔素的結(jié)構(gòu)和功能參見本章第二節(jié)。從胞漿顆粒中純化的穿孔素在體外能溶解多種腫瘤細(xì)胞,，抗穿孔素抗體可抑制殺傷活性,。IL-2可提高穿孔素基因的轉(zhuǎn)錄。IL-6可以促進(jìn)IL-2對穿孔素基因轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)作用,。絲氨酸酯酶可能有活化穿孔素的作用,。

⑵ NK細(xì)胞毒因子: NK細(xì)胞可釋放可溶性NK細(xì)胞毒因子(NK cytotoxic factor,NKCF),，靶細(xì)胞表面有NKCF受體，NKCF與靶細(xì)胞結(jié)合后可選擇性殺傷和裂解靶細(xì)胞,。

⑶ TNF:活化的NK細(xì)胞可釋放TNF-α和TNF-β(LT),，TNF通過①改變靶細(xì)胞溶酶體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致多種水解酶外漏;②影響細(xì)胞膜磷脂代謝;③改變靶細(xì)胞糖代謝使組織中pH降低;④以及活化靶細(xì)胞核酸內(nèi)切酶,，降解基因組DNA從而引起程序性細(xì)胞死亡等機(jī)理殺傷靶細(xì)胞,。TNF引起細(xì)胞死亡過程要明顯慢于穿孔素溶解細(xì)胞的作用過程。

表7-12 人和小鼠NK敏感和不敏感靶細(xì)胞(二)ADCC (antibody-dependentcell-mediated cytotoxicity) 表7-13 NK細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子

NK細(xì)胞表面具有FcγRⅢA,，主要結(jié)合人IgG1和IgG3的Fc段(Cγ2,、Cγ3功能區(qū))，在針對靶細(xì)胞特異性IgG抗體的介導(dǎo)下可殺傷相應(yīng)靶細(xì)胞,。IL-2和IFN-γ明顯增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC作用,。以前認(rèn)為在淋巴細(xì)胞中由K細(xì)胞介導(dǎo)ADCC，但至今仍未發(fā)現(xiàn)K細(xì)胞特異的表面標(biāo)記,，也不能證實(shí)K細(xì)胞是否屬于一個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞群,， 很可能NK是介導(dǎo)ADCC的一個(gè)主要淋巴細(xì)胞群。具有ADCC功能的細(xì)胞群除NK外,，還有單核細(xì)胞,、巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞,。

活化的NK細(xì)胞可合成和分泌多種細(xì)胞因子,，發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫和造血作用以及直接殺傷靶細(xì)胞的作用。

此外,，NK細(xì)胞可抑制PWM體外誘導(dǎo)B細(xì)胞的 分化及抗體應(yīng)答,， 其機(jī)理可能通過直接抑制B 細(xì)胞或抑制輔佐細(xì)胞的抗原提呈作用。NK細(xì)胞通過自然殺傷和ADCC發(fā)揮的細(xì)胞毒作用,，在機(jī)體抗病毒感染,、免疫監(jiān)視中起重要作用。⑴ 抗病毒感染: NK可選擇性地殺傷病 毒感染的靶細(xì)胞,。由輔佐細(xì)胞或NK細(xì)胞所產(chǎn)生 的IFN可協(xié)同NK的抗病毒作用,， 而對正常細(xì)胞 有保護(hù)作用。另一方面,，病毒感染細(xì)胞表面的 病毒抗原和其它表面分子使得其對NK的殺傷細(xì) 胞作用變得更加敏感,。在體外，NK可溶解皰疹病毒,、牛痘病毒,、麻疹病毒、腮腺炎病毒、巨細(xì)胞病毒和流感病毒感染的靶細(xì)胞,。體內(nèi)試驗(yàn)表明,， NK低活性小鼠品系對某些病毒感染更加敏感;注射抑制NK細(xì)胞的抗Asialo GM1抗體可加重小鼠流感病毒性肺炎。此外,，NK細(xì)胞在體外還可殺傷某些細(xì)菌,、真菌、原蟲等,，可能與NK細(xì)胞釋放某些殺傷介質(zhì)有關(guān),。⑵NK細(xì)胞在免疫監(jiān)視、殺傷突變的腫瘤細(xì)胞可能比T細(xì)胞具有更重要的作用,。某些疾病如Chediak-Higashi或X性聯(lián)淋巴增殖綜合征患者,， 由于NK功能缺陷對惡性淋巴細(xì)胞增殖疾病特別易感。⑶參與骨髓移植后移植物抗白血病效應(yīng) (graft-versus-leukemia effect,GVL): 在體外NK細(xì)胞可殺傷某些淋巴樣和髓樣白血病細(xì)胞,。骨髓移植后數(shù)周內(nèi),，來自供體的NK細(xì)胞在PBL中占相當(dāng)高的比例。此外,，在體內(nèi)NK細(xì)胞還可殺傷某些不成熟細(xì)胞如骨髓干細(xì)胞,、胸腺細(xì)胞亞群等。

自然殺傷細(xì)胞是一種細(xì)胞質(zhì)中具有大顆粒的細(xì)胞,，也稱NK細(xì)胞,。因?yàn)槠浞菍Ｒ恍缘募?xì)胞毒殺作用而被命名。沒有T細(xì)胞B細(xì)胞所具的受體,，不會進(jìn)行受體的基因重組。但仍具有一些特殊受體,，可以活化或抑制其作用,。占循環(huán)中淋巴細(xì)胞族群的5-10%。和殺死腫瘤細(xì)胞有關(guān),，可利用分泌穿孔素及腫瘤壞死因子,，摧毀目標(biāo)細(xì)胞。

自然殺傷細(xì)胞屬于粒狀淋巴細(xì)胞,，是人體免疫系統(tǒng)的組成部分,。它能迅速溶解某些腫瘤細(xì)胞，因此開發(fā)它的抗癌功能是近年來癌癥研究的重點(diǎn),。特別是21世紀(jì)初人類開始的生命方舟計(jì)劃在開發(fā)自然殺傷細(xì)胞的抗癌功能方面取得了長足的進(jìn)步,。

自然殺傷細(xì)胞(黃色)在它們嚴(yán)重破壞機(jī)體之前識別并殺死癌細(xì)胞(粉紅色)或病毒感染的細(xì)胞。(圖片來源:科學(xué)的眼睛)

人類的免疫系統(tǒng)是非常復(fù)雜的,，它有著大量不同的細(xì)胞具有各種各樣的功能,，這確保侵入的微生物如病毒或細(xì)菌能夠迅速地使之無害并保持整個(gè)機(jī)體的健康。

免疫系統(tǒng)還包括自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)，其識別并消除腫瘤或病毒感染的細(xì)胞,。因此,，NK細(xì)胞對抗人體自身的應(yīng)激細(xì)胞以防止它們成為一個(gè)潛在的危險(xiǎn)。然而,，這種承擔(dān)是有風(fēng)險(xiǎn)性的,。其他的免疫細(xì)胞--特異性殺傷細(xì)胞，也被稱為CD8 + T細(xì)胞,，響應(yīng)于病毒感染時(shí)不斷地繁殖和變得成熟,，也可以表現(xiàn)出應(yīng)激癥狀，從而可能終結(jié)在NK細(xì)胞的名單上,。

干擾素偽裝免疫細(xì)胞

免疫生物學(xué)教授Annette Oxenius的研究小組現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),，是什么阻止nk細(xì)胞殺死免疫系統(tǒng)的"來自于其他部門的同事":健康CD8 +T細(xì)胞能夠檢測免疫信使物質(zhì)1型干擾素，1型干擾素通過與這些免疫細(xì)胞的特定表面受體結(jié)合,，從而隱藏它們的應(yīng)激,。換句話說，1型干擾素作為一種偽裝斗篷使得免疫細(xì)胞不被NK細(xì)胞看見,。如果T細(xì)胞缺乏1型干擾素的停泊位點(diǎn),，那么它們就會被NK細(xì)胞追殺直至滅絕。

使用感染兩種模型病毒的小鼠,，研究人員發(fā)現(xiàn),，如果動(dòng)物的CD8 +t細(xì)胞缺乏這些干擾素的受體，不僅NK細(xì)胞消除感染病毒的細(xì)胞,，而且免疫細(xì)胞也被認(rèn)為采取了行動(dòng),，從而削弱了抗病毒的免疫反應(yīng)。

訓(xùn)練有素的細(xì)胞死亡信號

研究人員使用CD8 + T細(xì)胞沒有任何1型干擾素受體的小鼠探索工作機(jī)制是如何運(yùn)作的,，以及缺乏1型干擾素的CD8 + T細(xì)胞是如何耗盡NK細(xì)胞的,。如果沒有自然殺手的存在，盡管缺乏干擾素檢測,，但T細(xì)胞依然會增多,，成熟和發(fā)育。此外,，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的免疫生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),，這些無需傳感器的T細(xì)胞逐漸形成其表面的"識別標(biāo)簽"，一旦與NK細(xì)胞接觸,，就會引發(fā)NK細(xì)胞的殺傷作用,。因此，這些"應(yīng)激標(biāo)簽"的表達(dá)通過干擾素結(jié)合以及通過T細(xì)胞上的干擾素受體發(fā)出信號被抑制,。如果由于受體的缺乏而阻止了信號的傳輸,，那么細(xì)胞會大量表達(dá)這些應(yīng)激分子,。

自身免疫性疾病的機(jī)制?

到目前為止，尚不清楚人類是否具有相同的機(jī)制,。然而,，人類免疫系統(tǒng)用來保護(hù)T細(xì)胞避免NK細(xì)胞攻擊的基本過程很可能是類似的。在一方面,，研究人員現(xiàn)在揭示應(yīng)激T細(xì)胞需要保護(hù)自己免受NK細(xì)胞攻擊的機(jī)制,。另一方面，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)形成了新的假設(shè),。例如,，可以想到的是，缺乏干擾素受體的T細(xì)胞活化顯示出它們?yōu)?應(yīng)激的",，并因此殺死了,。自身免疫反應(yīng)性T細(xì)胞的活化過程中可能會出現(xiàn)這樣的情況，例如,，它通常發(fā)生在不存在高濃度的1型干擾素,。Oxenius和她的團(tuán)隊(duì)有很濃厚的興趣將在未來幾年內(nèi)測試這些令人興奮的假設(shè)。

原文摘要:

Type I Interferons Protect T Cells against NK Cell Attack Mediated by the Activating Receptor NCR1

Josh Crouse, Gregor Bedenikovic, Melanie Wiesel, Mark Ibberson, Ioannis Xenarios, Dorothee Von Laer, Ulrich Kalinke, Eric Vivier,Stipan Jonjic, Annette Oxenius

Direct type I interferon (IFN) signaling on T cells is necessary for the proper expansion, differentiation, and survival of responding T cells following infection with viruses prominently inducing type I IFN. The reasons for the abortive response of T cells lacking the type I IFN receptor (Ifnar1?/?) remain unclear. We report here thatIfnar1?/? T cells were highly susceptible to natural killer (NK) cell-mediated killing in a perforin-dependent manner. Depletion of NK cells prior to lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) infection completely restored the early expansion of Ifnar1?/? T cells. Ifnar1?/? T cells had elevated expression of natural cytotoxicity triggering receptor 1 (NCR1) ligands upon infection, rendering them targets for NCR1 mediated NK cell attack. Thus, direct sensing of type I IFNs by T cells protects them from NK cell killing by regulating the expression of NCR1 ligands, thereby revealing a mechanism by which T cells can evade the potent cytotoxic activity of NK cells.

【中文名稱】

自然殺傷細(xì)胞活性測定

【概述】

自然殺傷細(xì)胞(NK)介導(dǎo)天然免疫應(yīng)答,，它不依賴抗體和補(bǔ)體,，即能直接殺傷靶細(xì)胞，如腫瘤細(xì)胞或受病毒感染的細(xì)胞等;此外,，尚有免疫調(diào)節(jié)功能,，也參與移植排斥反應(yīng)和某些自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。

【參考值】

51Cr釋放法:自然釋放率<10%~15%;自然殺傷率為47.6%~76.8%;51Cr利用率為6.5%~47.8%,。酶釋放法:細(xì)胞毒指數(shù)為27.5%~52.5%,。流式細(xì)胞術(shù)法為13.8%±5.9%。

【臨床意義】

NK細(xì)胞活性可作為判斷機(jī)體抗腫瘤和抗病毒感染的指標(biāo)之一,。在血液系統(tǒng)腫瘤,、實(shí)體瘤、免疫缺陷病,、艾滋病和某些病毒感染患者，NK活性減低;宿主抗移植物反應(yīng)者,，NK活性升高,。

圣祖德兒童研究醫(yī)院的坎帕納博士等人在新一期《血液》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文說，此前用自然殺傷細(xì)胞治療白血病的研究進(jìn)展不快,，主要是因?yàn)樽匀粴?xì)胞對白血病細(xì)胞不敏感,，也難以在實(shí)驗(yàn)室大量培養(yǎng)，而他們在這兩個(gè)方面都取得了進(jìn)展,。

研究人員首先使用了含有各種免疫細(xì)胞的血樣,，將其與經(jīng)過轉(zhuǎn)基因處理的K562人類白血病細(xì)胞混合培養(yǎng),。這種白血病細(xì)胞經(jīng)轉(zhuǎn)基因處理后，表面帶有"4-1BBL"和"IL-15"兩種蛋白質(zhì),。研究人員發(fā)現(xiàn),，轉(zhuǎn)基因白血病細(xì)胞能刺激血樣中自然殺傷細(xì)胞大量生長，其數(shù)量很快達(dá)到原先的1萬倍,，這使得自然殺傷細(xì)胞能提純出來,。

此后，研究人員對自然殺傷細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因處理,，使其表面生成能識別白血病細(xì)胞的受體蛋白,。這種受體蛋白能與白血病細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)"CD19"結(jié)合，促使自然殺傷細(xì)胞溶解白血病細(xì)胞,。

坎帕納等人在論文中說,，他們的方法能從少量血樣中培養(yǎng)大量自然殺傷細(xì)胞，從而使自然殺傷細(xì)胞能實(shí)際應(yīng)用于白血病治療,，這尤其適用于接受骨髓移植治療的白血病患者,。醫(yī)生可以用骨髓捐獻(xiàn)者的血樣大量培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因自然殺傷細(xì)胞，然后在移植手術(shù)后注射到接受骨髓移植的患者體內(nèi),，消滅殘余的白血病細(xì)胞,。

研究人員說，他們將很快對患有急性淋巴性白血病的兒童進(jìn)行臨床試驗(yàn),。如果試驗(yàn)顯示積極效果,，這種方法會成為白血病治療的"利器"之一。