引言
人类的历史长期受到各类传染病的侵扰。除了一些高度致命的传染病突然令死亡率激增之外,人类已与细菌和病毒共存了数千年。
后来,随着疫苗的开发,这些曾经致命的疾病得到了有效控制,这便是我们通常所称的免疫力。
免疫系统由免疫器官、免疫细胞以及免疫分子三大部分构成,它们共同筑起了人体强大的防护网。其中,自然杀伤细胞(NK细胞)就是构成免疫细胞军团的重要力量。
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什么是NK免疫细胞?
自然杀伤细胞(NK细胞),亦称大颗粒淋巴细胞(LGL),是一种形态上类似淋巴细胞的免疫细胞,它们在体内表达多种淋巴细胞的标志物,并在分化过程中属于淋巴细胞谱系。与T细胞和B细胞不同,NK细胞并不表达特有的T细胞受体(TCR)或B细胞受体(BCR),它们的形态特点是胞质内含有丰富的嗜天青颗粒,这些颗粒在NK细胞激活时会增多并且形态发生变化,暗示它们与NK细胞的杀伤功能紧密相关。
NK细胞的名称源于其独特的功能,即它们可以在不需经过抗原预先致敏的情况下直接破坏靶细胞,如病毒感染的细胞、某些类型的肿瘤细胞和已受损的细胞。这种杀伤活动不受主要组织相容性复合体(MHC)的限制,并且反应速度快,使得NK细胞在免疫应答的早期阶段就能快速发挥作用。
NK细胞在人体的固有免疫中扮演着重要角色,尤其是在初期防御机制中尤为关键。然而,近期的研究揭示了NK细胞超出传统固有免疫的界限,展现出某些适应性免疫细胞的特点,这一发现为理解免疫系统的多样性和复杂性提供了新的视角。
NK细胞表面诸多标志物的表达具有相对性,即其中多数也可见于其他免疫细胞表面,目前仅以CD3-CD56+ 作为人类NK细胞的专一表面分子。
NK细胞的发育
NK细胞主要分布在外周血中,占淋巴细胞总数的5%~15%,在肺脏、肝脏、脾脏、骨髓、淋巴结和胸腺中均有不同程度的分布。作为淋巴细胞谱系,NK细胞主要从造血干细胞CD34+HSC中分化而来,NK细胞从HSC发育成熟需要经历三个阶段:NK前体细胞(NKP)、未成熟NK细胞和成熟NK细胞,整个发育过程依赖骨髓基质微环境。

NK细胞发育过程
NK细胞亚群
根据细胞表面标志物分
(1)以CD56表达密度高低分为CD56bright和CD56Ddim两个亚群。CD56dim NK细胞主要分布在外周血中,以发挥杀伤功能为主,产生细胞因子的水平较低;CD56bright NK细胞主要在次级淋巴组织中聚集,可分泌细胞因子,如IFN-γ、TNF-β、IL-10、IL-13等,但细胞毒活性低。
(2)以分泌细胞因子类型分为NK1和NK2两个亚群。NK1细胞以分泌IFN-γ为主,NK2细胞以分泌IL-5和IL-13为主。
不同组织器官中具有特定的NK细胞亚群
环境不同可促使NK细胞在不同组织中向不同状态分化;也可能是外周循环的NK细胞在趋化因子的作用下迁移至局部组织中而展现出不同表型。
(1)肝脏是一种重要的天然免疫优势器官,人肝脏中NK细胞比例约占肝脏淋巴细胞的40%;
(2)黏膜系统CD56+ NKp44+ NK细胞。开放的黏膜环境存在多种抗原刺激,是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线。在人和鼠的黏膜系统中存在一群CD56+ NKp44+ NK细胞,该群细胞表达CCR6、CD96和CD103等多种向黏膜迁移的受体,此外还分泌CCR6的配体CCL20,不仅构成对自身向黏膜迁移的正反馈,也促进了其他免疫细胞向黏膜迁移。
(3)子宫蜕膜层CD56high C016- NK细胞。孕期,人类子宫蜕膜层出现一种特有的CD56high C016- NK细胞亚群,同时表达CD9和CD103,高表达一种或多种KIR分子。
NK细胞功能

(2)杀伤机制:NK细胞可以通过多种方式杀伤靶细胞,包括释放穿孔蛋白质(如穿孔素)、诱导凋亡(通过释放细胞毒素如颗粒酶)和调动其他免疫细胞(如巨噬细胞)来清除靶细胞。
(4)免疫调节:NK细胞在免疫调节中也扮演重要角色,可以产生干扰素和其他细胞因子,调节其他免疫细胞的活性,影响免疫应答的方向和强度。
(5)免疫监视:NK细胞参与机体的免疫监视,监测和清除早期肿瘤细胞,预防肿瘤的发生和发展。
(6)免疫治疗:近年来,利用NK细胞进行免疫治疗的研究逐渐成为热点。采用NK细胞治疗、CAR-NK细胞治疗等方法,可以增强NK细胞的活性和数量,提高对肿瘤细胞的杀伤能力。
介绍了NK细胞的基本内容,下面我们看看NK细胞在抗肿瘤、抗感染和抗衰老方面是如何发挥作用的吧。
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NK细胞在抗肿瘤中的作用
在抗肿瘤过程中,NK细胞不仅可以直接杀伤肿瘤细胞,还能调节肿瘤微环境,影响肿瘤细胞的生长和扩散。通过产生细胞因子如干扰素和肿瘤坏死因子,NK细胞可以抑制肿瘤细胞的增殖,并影响肿瘤相关的免疫抑制细胞,如调节T细胞和肿瘤相关巨噬细胞的功能,从而增强整体抗肿瘤免疫应答。
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NK细胞在抗感染中的作用
NK细胞抗感染作用如下:
(1)直接杀伤病毒感染细胞:NK细胞可以通过释放穿孔蛋白质(如穿孔素)和细胞毒素(如颗粒酶),直接杀伤病毒感染的细胞。这种机制对于清除病毒感染的细胞起着关键作用,帮助控制病毒复制和传播。
(2)产生干扰素:NK细胞可以产生干扰素(如IFN-γ),这是一种重要的抗病毒细胞因子。干扰素可以抑制病毒复制,激活其他免疫细胞(如巨噬细胞和T细胞),加强对病毒感染的免疫应答。
(4)免疫记忆:NK细胞虽然没有典型的免疫记忆,但研究表明,它们可能通过某些机制对先前病毒感染做出更快、更有效的反应。这种“记忆”效应有助于提高机体对再次感染的抵抗力。
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NK细胞在抗衰老中的作用
NK细胞抗衰老作用如下:
(2)清除老化细胞:NK细胞具有清除老化细胞的能力,这些老化细胞会释放有害物质,导致炎症和组织损伤。通过激活NK细胞,可以帮助清除这些老化细胞,减少机体受到的损害,延缓衰老过程。
(3)抗炎作用:NK细胞可以调节炎症反应,帮助控制炎症过程。慢性炎症是导致衰老加速的重要因素之一。通过调节老年人的炎症反应,NK细胞可以帮助减少慢性炎症对机体的损害,延缓衰老的发生。
(5)免疫调节:NK细胞在免疫调节中发挥重要作用,可以平衡免疫应答,防止过度炎症或自身免疫反应。通过调节老年人的免疫平衡,NK细胞可以帮助维持身体的稳定状态,延缓衰老的发生。
NK细胞在抗衰老过程中的作用主要体现在清除老化细胞、调节炎症反应、促进细胞凋亡等方面。保持老年人NK细胞的活性和功能,有助于减缓机体衰老的进程,延缓衰老相关疾病的发生。通过综合干预措施,包括营养、运动、免疫调节等,可以促进老年人NK细胞功能的维持和改善,从而实现抗衰老的目标。