DC細胞, 1973年Steiman和Cohn首次從脾臟中分離出壹類與粒細胞、巨噬細胞和淋巴細胞形態和功都不同的白細胞,因其細胞膜向外伸出,形成與神經細胞軸突相似的膜性樹狀突起,故而命名為樹突狀細胞。
DC細胞圖(dendritic cells,DCs)。它是機體功能最強的專職抗原遞呈細胞(Antigen presenting cells, APC),它能高效地攝取、加工處理和遞呈抗原,未成熟DC具有較強的遷移能力,成熟DC能有效激活初始型T細胞,處於啟動、調控、並維持免疫應答的中心環節。
DC與腫瘤的發生、發展有著密切關系,大部分實體瘤內浸潤的DC數量多則患者預後好。有效的抗腫瘤免疫反應的核心是產生以CD8+ T細胞為主體的細胞免疫應答,這也是DC作為免疫治療手段的基礎。
美國杜克大學遺傳和細胞治療學中心的研究主任埃利-吉爾波瓦說過:“DC是激發機體免疫系統激發抵禦癌癥侵襲最有效的途徑之壹。”“DC作為高度專職化的主要抗原遞呈細胞,在誘導針對相關抗原的高效、特異性T細胞免疫應答中起到關鍵作用。”
來源
人樹突狀細胞起源於造血幹細胞(hemopoieticstemcell)。DC的來源有兩條途徑:
①髓樣幹細胞在GM-CSF的刺激下分化為DC,稱為髓樣DC(myeloid dendritic cells,MDC),也稱DCl,與單核細胞和粒細胞有***同的前體細胞;包括朗格漢斯細胞(Langerhans cells ,LCs),間皮(或真皮)DCs以及單核細胞衍生的DCs等。
②來源於淋巴樣幹細胞,稱為淋巴樣DC(Lymophoid dendritic cells,LDC)或漿細胞樣DC(plasmacytoid dendritic cells,piX;),即DC2,與T細胞和NK細胞有***同的前體細胞。樹突狀細胞(DC)盡管數量不足外周血單核細胞的1%,但表面具有豐富的抗原遞呈分子(MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ)、***刺激因子(CD80/B7-1、CD86/B7-2、CD40、CD40L等)和粘附因子(ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3、LFA-1、LFA-3等),是功能強大的專職抗原遞呈細胞(APC)。
DC自身具有免疫刺激能力,是惟壹能激活未致敏的初始型T細胞的APC。
DC細胞在人體免疫機制中跨器官的運作。
知識體系
1. Dendritic Cell的定義與功能:
1)樹突狀細胞(DCs)是壹類特殊的抗原呈遞細胞,存在於大多數的組織中。
2)樹突狀細胞(DCs)具有啟動免疫機制的作用,包括對許多不同病原體的反應,且將先天對病原體的反應與適應性免疫的發展聯系起來。
3)樹突狀細胞(DCs)也可以介導免疫耐受或免疫沈默,這是防止對自身和環境抗原的不必要的免疫反應所必需的。
2. Dendritic Cell的來源(亞群/子集):****主要的五種類型DCs。
1)plasmacytoid DCs (PDCs):
血漿DCs,通過核酸傳感器Toll樣受體7(TLR7)和TLR9產生大量的I型 IFN(幹擾素)以應對病毒。
2)classic or tissue-resident DC (cDCs):
經典或組織駐留DCs,存在於淋巴細胞中,例如脾臟和淋巴結。
3)migratory DCs:
可遷移型DCs,存在於非淋巴器官(如皮膚、肺和腸),遷移樹突狀細胞對周圍環境進行采樣,然後遷移到引流淋巴結,充當哨兵身份,向T細胞提供組織源性抗原,以誘導免疫或耐受。
4)monocyte-derived DCs (Mo-DCs):
單核細胞來源性DCs,由單核細胞轉化形成的樹突狀細胞。
5)Langerhans cells(LS):
郎格罕細胞,存在於層狀鱗狀上皮,例如皮膚和口腔及生殖器表面的類似上皮中。
DCs的不同子集具有不同的固有特性。這意味著每個子集都可以定量或定性地表達特定的表面受體,特別是參與抗原攝取和呈遞的凝集素、信號受體(特定的toll樣受體)、細胞因子/趨化因子等。
所有的亞群都能將先天免疫與適應性免疫聯系起來,但是需要更多的研究來確定不同的亞群是否能夠誘導不同形式的耐受。
3.Dendritic Cell特性和標記
1) 經典的DC限制性前體(preDC)和PDC來自骨髓中的***同DC祖細胞(CDP),其已失去形成單核細胞的潛力。preDCs和PDC離開骨髓後通過血液循環到淋巴器官(例如脾臟和淋巴結)。
2)鼠源血液系統 (BLOOD)中,preDCs的主要組織相容性復合體II (MHC II)表達低水平和晚期分化成經典DC或組織駐留的 CD8α+和CD8α?DCs。
3)人血液中有兩種表達高MHCII的樹突狀細胞:BDCA-1/CD1c+和BDCA-3/CD141+。
(BDCA:blood dendritic cell antigen,血液樹突狀細胞抗原。)
4)在皮膚引流的淋巴結中(SKIN DRAINING LN),Mo-DCs,具有將抗原呈遞給CD4 +和CD8 + T細胞的高能力。在穩定狀態下,皮膚引流淋巴結中很少發現Mo-DCs,但在使用TLR4激動劑(如脂多糖LPS)刺激後,這類亞群細胞顯著增多。
5)在皮膚系統 (SKIN),CD103+的表皮LCs (epidermal Langerhans cells, LCs)和真皮樹突細胞(dermal DCs)均能表達凝集素 Langerin並遷移至皮膚引流淋巴結。表皮LCs最初來源於胎肝或卵黃囊中的祖細胞,其依賴於巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)。壹旦LCs進入表皮,它們就具有耐輻照性。
6)相比之下,CD103+真皮樹突狀細胞來源於血液 preDC,它們依賴於FSM樣酪氨酸激酶3配體(FLT-3L),對輻射敏感。在真皮中,CD103+ CD11b - 和CD103? CD11b+真皮DCs可以進壹步細分為其他子集使用額外的標記。(其他 LC 標誌物包括上皮細胞粘附分子(EpCAM)、F4/80、E-cadherin和CD11b。LCs和CD103+真皮DCs均表達DEC-205/ CD205。)
7)CD8α+ cDCs and CD103+ CD11b?migratory DCs 都依賴於轉錄因子堿性亮氨酸拉鏈轉錄因子ATF-like 3 (Batf3)、DNA結合抑制劑2 (Id2)和幹擾素調節因子8 (IRF8)。此外,CD8α+ cDC和CD103 + DC表現出優異的交叉呈遞抗原和啟動CD8 + T細胞的能力。
8) 另壹方面,雖然目前識別DC子集的標記較少,已知研究發現 CD8α-cDC類似於CD103-CD11b +migratory DC。淋巴器官中的cDC比來自其他組織(例如肺,皮膚和腸)的migratory DC表達更多的CD11c和更少的MHC II。
9)在脾臟(SPLEEN),CD8α+ cDCs 從血液流中選擇性捕獲死亡細胞,通過受體配體接觸模式識別,包括CD36,αvβ5,Treml4 ( triggering receptor expressed on myeloid cells-like 4) ,CLEC9A 或 DNGR1 和 CLEC12A。CD8αα的主要標誌是小鼠淋巴器官的DC子集,並非其他物種。
10) 腸道中 (INTESTINE),migratory DCs 的壹個子集,被報道位於腸道固有層的絨毛核的中央,且同時表達CD11b和CD103。
11)CD103+ CD11b+ 和CD103+ CD11b?腸道DC亞群均源自preDCs,它們以 C-C趨化因子受體7型(CCR7) 依賴的方式遷移到腸系膜淋巴結。
12)CX3CR1high CD11c+ MHC II+細胞表達多種組織巨噬細胞標誌物,包括F4/80,當M-CSF受體在小鼠中被破壞時,這些標誌物會選擇性地表達減少,這類細胞群可以將柱狀上皮細胞之間的過程延伸到腸腔中以取樣抗原,但是在穩定狀態下其不能遷移到淋巴結。
13)Peyer 's patch上的上皮細胞和其他與粘膜相關的淋巴器官有壹種特殊的上皮細胞,稱為M細胞,或微褶細胞。M細胞將抗原運輸到下層組織,然後被局部DC 吸收。樹突狀細胞通過M細胞接受抗原,然後遷移到內臟相關淋巴組織(GALT)並將其呈現給T細胞。
14)在縱隔/腸系膜淋巴結中(mediastinal/mesenteric LN),小腸CD103 + DC(14)產生維生素A代謝物維甲酸(RA),其與TGF-β協同作用以促進Foxp3 +調節性T細胞(Treg)的分化。此外,RA還誘導T細胞上的歸巢受體CCR9和α4β7的表達。
15)在皮膚中,與腸道中的膳食來源維生素A (RA)類似,皮膚中的紫外線B (UBV)輻射也促進T細胞的組織歸巢。UVB在皮膚局部產生的維生素D3可被 DCs 代謝為其活性化合物1,23(OH)2 D3,從而誘導T細胞中CCR10 的上調並向皮膚定向轉移。
16)在肺組織中,導氣管內排列有CD103+內上皮DC,C其可以通過在上皮細胞之間延伸它們的樹突來從氣道腔中取樣抗原。
DC細胞刺激免疫反應的特點
治療流程
1.抽取病人外周血50-60ml——分離單個核細胞,體外誘導DC細胞——DC細胞負載腫瘤抗原,通過靜脈回輸給病人或經皮下註射——經腫瘤抗原負載DC能刺激自體T細胞——產生強烈的抗腫瘤免疫應答。
2.抽取病人外周血200ml——分離單個核細胞,體外誘導DC細胞——DC細胞負載腫瘤抗原並與自體的淋巴細胞混合,刺激自體T細胞產生細胞毒性T淋巴細胞——將這些細胞毒性T淋巴細胞,通過皮下註射回輸給病人——直接殺傷腫瘤細胞。
DC細胞免疫效應機理
DC細胞是已知體內功能最強、惟壹能活化靜息T細胞的專職抗原提呈細胞,是啟動、調控和維持免疫應答的中心環節。通過大量體外活化培養負載腫瘤抗原的DC細胞,當細胞數量達到壹定數量後回輸給病人,可誘導機體產生強烈的抗腫瘤免疫反應。
DC是腫瘤細胞免疫治療的重要成分。DC細胞疫苗在操作上具有很大的靈活性,包括DC細胞的來源、分離方法、抗原引入方法、延長存活時間、提高活性等各個方面都有許多不同的操作方法,每種方法都各有優勢,因此可以通過不同的優化、組合衍化出多種治療方法,從而適應於不同條件的患者。大量研究顯示DC疫苗安全,易於操作,對於壹系列類型的腫瘤均有免疫抑制作用,並在腫瘤的免疫治療取得了令人鼓舞的初步結果。
DC細胞治療腫瘤的作用機制
在腫瘤免疫中,DC不能直接殺傷腫瘤細胞,但能通過識別腫瘤細胞特異性抗原,將其信號呈遞給具殺傷效應的T細胞來達到監測、殺滅腫瘤的功能。