有關樹突狀細胞的故事十分有趣,因為直至數年前,人們對其還懷著一種好奇心,然而,當前的共識是:由于樹突狀細胞能通過激活原初T細胞(Naive T)而啟動免疫應答,因此這些既往無名的細胞是最重要的抗原提呈細胞。其作用過程如下。
最先被描述的樹突狀細胞是海星狀的“朗罕細胞”,這是一種僅發現于皮下組織的細胞,然而,隨后發現樹突狀細胞定位于全身各部位。已清楚的是,樹突狀細胞作為哨兵細胞,守衛著上皮細胞屏障之下的部位。在正常組織中,樹突狀細
胞為重量級吞飲者,它們每小時可吸收 4
倍于其體積的細胞外液。通常,它們僅只是把細胞外液吞飲進去,然后將其吐出細胞外。在這一靜息狀態,樹突狀細胞表面表達有一些 B7 分子和相對低水平的
MHC 分子。因此,靜息態樹突狀細胞不擅長于提呈抗原至 T 細胞,尤其不擅長于將抗原提呈至原初 T 細胞——提呈抗原至原初 T
細胞要求有MHC-多肽復合體及強有力的共刺激介導的大量受體交聯。
一旦有微生物入侵,樹突狀細胞定居的組織將成為戰場,這一“重量級吞飲
者”的生活方式因被激活而將發生顯著的改變,這一情況發生于當樹突狀細胞表 面的受體識別微生物入侵者的特征性分子(如革蘭氏陰性菌的
LPS)或能提供信號提示先天免疫系統正忙于戰斗的細胞因子時。例如,當戰斗性巨噬細胞所分 泌的 TNF
結合于樹突狀細胞表面的受體時,吞噬作用結束,隨之發生的事情是 樹突狀細胞離開組織,經由淋巴系統遷移至最近的淋巴結。正是這種“一經戰斗
信號刺激即游走”的能力使得樹突狀抗原提呈細胞如此特別。
在靜息狀態樹突狀細胞內有大量的
MHCII分子正等候著被裝載。當靜息樹突狀細胞被激活時,這些“儲備”的 MHC
II分子與來自戰區的抗原裝載。當樹突狀細胞抵達目的地時,這些裝載抗原的 MHCII分子被展示于樹突狀細胞表面。 同時在游走過程中,樹突狀細胞上調
MHC I類分子的表達。因而,當樹突狀細胞在戰區被病毒或寄生物感染時,由這些侵襲寄生物產生的蛋白片段可以在淋巴 結中由
MHCI類分子有效提呈,最后,在移行過程中,樹突狀細胞也增加 B7 共刺激蛋白產生。所以,當抵達淋巴結時,游走樹突狀細胞已具備激活原初 T
細胞所必需的一切條件——高水平的 MHC I類和II類分子及足夠量的 B7 蛋白。
現在,你知道為什么樹突狀細胞在組織中大量獲取抗原標本,而當它們開始向淋巴遷移時即終止其“取樣”會是一個好主意了嗎?當然。樹突狀細胞以“快照”
形式抓拍正在前線發生的事情,并把這些音像帶至淋巴結,在這里它們激活原初 T 細胞,而原初 T 細胞的受體可識別“照片”上的入侵者。由于淋巴結是
T 細胞經 常去的“約會酒吧”,游走的樹突狀細胞可以將從戰區攜帶的可以帶至原初 T 細胞 的聚集點,而諸如 TNF
等細胞因子可激發樹突狀細胞遷移至淋巴結,這一現象 同樣也十分有意義。總而言之,只要戰斗還在繼續,機體就需要 DC 游走并提呈抗原。
當國家安全遭受威脅時,我們的國防部門必須作出回應,此時應遵從“相稱反應原則”。例如,如果恐怖分子攻擊我們的某個大使館,我們不會反擊投放原子彈,我們會根據這一局限的攻擊作出恰當的反應。同樣地,免疫應答的強度要與遭受攻擊的嚴重程度相稱,這也是很重要的。幸運的是,免疫系統正是基于這
一原則設計出來并進行工作的。下面我來作一解釋。
當細胞因子激活樹突狀細胞后,樹突狀細胞只遷移至臨近的淋巴結。如果感
染嚴重,產生大量的細胞因子,就會有大量的樹突狀細胞開始遷移。而且,在離 開組織之前,樹突狀細胞產生特殊的細胞因子(亦稱趨化因子)來影響前體細胞
(單核細胞),使其離開血液,進入組織,且成為樹突狀細胞。因而,激活的樹 突狀細胞可募集自身替代者。這些新抵達的樹突狀細胞繼而被激活,并被派遣至
淋巴結,從而擴大了針對入侵的免疫應答。另一方面,如果攻擊相對溫和,則戰斗性細胞因子的產生相對較少,相應地,也有較少的樹突狀細胞參與游走,替換
補充者也較少。由于在淋巴結中被激活的 B 細胞和 T 細胞的數量取決于攜帶有
戰斗信息的樹突狀細胞,因此建立了一個“懲罰措施與犯罪行為相適應”的系統, 使免疫應答的強度取決于感染的嚴重性。
一旦激活(免疫學家通常稱其為“成熟”)的樹突狀細胞抵達淋巴結,它們僅
存活數天,乍一看,這一短暫的壽命似乎不可思議,畢竟,幾天的時間不足以使 樹突狀細胞較長時間地與原初 T 細胞會面(接觸),而這些原初 T
細胞正循環于淋巴結之間,尋求其同源抗原。但是,這一短暫的“提呈”壽命確保了由樹突狀細
胞所攜帶的戰斗“信息”總是最新的。實際上,由于樹突狀細胞募集自身替換者, 如果戰斗持續進行,更多的樹突狀細胞將被激活,攜帶新的戰斗信息至淋巴結。
而且,當入侵者被制服,DC 即結束游走,成熟樹突狀細胞的短暫壽命使得免疫 系統更容易回復到為應答狀態。
因而,樹突狀細胞是組織中哨兵細胞,如果有入侵,DC
將被激活,并游走至最近的淋巴結。此處,它們通過將從戰區收集到的抗原提呈給原初 T 細胞, 激發獲得性免疫應答。激活的 DC 壽命很短,DC
快速更新確保其攜帶至淋巴結的“信息”是最新的。而且,從組織中派遣出來的樹突狀細胞和替換補充的樹突狀
細胞數量將取決于受攻擊的嚴重程度。因而,針對入侵引發的危險,免疫系統能
夠組織起相對應的應答水平,你還能想像出比這更精巧的抗原提呈系統嗎?我想不能。