肥大细胞是免疫系统的重要组成部分,主要分布在皮肤、呼吸道、消化道等黏膜及结缔组织中。它们参与过敏反应、炎症反应、宿主防御及组织修复等过程。
1. 肥大细胞的特性
形态特征:
圆形或卵圆形,胞质内富含颗粒(含组胺、肝素、蛋白酶等)。
表面表达高亲和力IgE受体(FcεRI),是介导过敏反应的关键分子。
分类:
结缔组织肥大细胞(CTMC) :主要分布在皮肤、血管周围。
黏膜肥大细胞(MMC) :主要分布在呼吸道、消化道黏膜。
来源:
由骨髓造血干细胞分化而来,在组织中成熟并长期存活。
2. 肥大细胞的功能
(1) 过敏反应(I型超敏反应)
当过敏原(如花粉、尘螨)进入机体时,IgE抗体结合到肥大细胞的FcεRI受体上。
再次接触过敏原时,IgE交联导致肥大细胞脱颗粒,释放:
组胺 → 血管扩张、瘙痒、水肿(荨麻疹)。
白三烯(LTs)、前列腺素(PGD₂) → 支气管收缩(哮喘)。
类胰蛋白酶(Tryptase)、糜蛋白酶(Chymase) → 组织重塑、炎症反应。
(2) 先天免疫与宿主防御
肥大细胞可识别病原体(如细菌、寄生虫),并通过释放:
抗菌肽(如cathelicidin)
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)
趋化因子(如CXCL8/IL-8)
招募中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等免疫细胞参与防御。
(3) 组织修复与血管生成
分泌:
血管内皮生长因子(VEGF) → 促进血管新生。
转化生长因子-β(TGF-β) → 促进纤维化修复。
在伤口愈合中起重要作用。
(4) 自身免疫与慢性炎症
肥大细胞参与类风湿关节炎、多发性硬化症等自身免疫疾病。
通过释放促炎因子(IL-6, IL-1β)加重炎症反应。
3. 肥大细胞的培养与研究
(1) 分离与培养方法
来源:
从外周血CD34⁺造血祖细胞诱导分化。
从组织(如皮肤、肺)中分离原代肥大细胞。
培养条件:
需要干细胞因子(SCF, KIT配体)维持存活。
IL-3、IL-6可促进增殖。
鉴定标志物:
表面标志:CD117(c-KIT)、FcεRI。
胞内标志:类胰蛋白酶(Tryptase)、糜蛋白酶(Chymase)。
(2) 实验模型
体外脱颗粒实验:用钙离子载体(A23187)或IgE/抗IgE刺激观察组胺释放。
动物模型:
肥大细胞缺陷小鼠(Kitᴬᵛʸ/Wᵛ) :用于研究肥大细胞功能。
被动皮肤过敏反应(PCA)模型:模拟人类过敏反应。
. 研究进展
靶向治疗:
抗IgE单抗(奥马珠单抗) :用于严重哮喘和慢性荨麻疹。
KIT抑制剂:用于系统性肥大细胞增多症。
肥大细胞与肿瘤微环境:
在某些癌症中促进血管生成(如黑色素瘤)。
在另一些癌症中可能抑制肿瘤生长(如结肠癌)。
6. 总结
人肥大细胞是关键的免疫效应细胞,不仅介导过敏反应,还在感染防御、组织修复及慢性炎症中发挥重要作用。研究其调控机制有助于开发新的过敏性疾病和自身免疫病治疗方法。
如果需要更详细的实验方法或特定疾病机制分析,可以进一步探讨!
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