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嗜酸性粒细胞的黏附作用

嗜酸性粒细胞和其他白细胞一样,其迁移到组织中的关键性变化是其与血管内皮细胞发生黏附。已证实嗜酸性粒细胞与内皮细胞相互黏附包括三种不同机制的黏附作用,用嗜酸性粒细胞与培养的人脐带内皮细胞(HEC)发生黏附的实验结果表明:①未激活的嗜酸性粒细胞有一部分可以黏附到静息的HEC上。这种黏附的嗜酸性粒细胞大约占15%~17%,这部分黏附称基础性黏附。②趋化因子PAF 或PMA激活的嗜酸性粒细胞与静息HEC发生黏附,主要由白细胞黏附分子复合体CD11/CD18、CD49d/CD29等参与,绝大部分嗜酸性粒细胞参与此种黏附作用。黏附作用发生需Ca2+和Mg2+或Mg2+单独存在,但Ca2+单独存在时无此作用。由于黏附作用主要由嗜酸性粒细胞运作,故称此为嗜酸性粒细胞依存性黏附。③内皮细胞被LPS、TNF或IL-1激活与未激活的嗜酸性粒细胞发生黏附作用,主要由内皮细胞上的黏附分子VCAM-1(也称INCAM-110)作为配体与嗜酸性粒细胞表面相应受体VLA-4(CD49d/CD29)相互作用介导产生,称作内皮细胞依存性黏附作用。

嗜酸性粒细胞依存性黏附作用的机制类似于中性粒细胞对内皮细胞的黏附机制,整合蛋白是嗜酸性粒细胞在血管内皮细胞上滚动、黏附和穿越内皮迁徙的主要协调者,这是近年嗜酸性粒细胞功能及炎症研究中的新突破。已知嗜酸性粒细胞表达有7个异二聚体整合蛋白黏附分子:α4β1(CD49d/29)、α6β1(CD49f/29)、αMβ2(CD11b/18)、αLβ2 (CD11a/18)、αXβ2(CD11c/18)、αDβ2(CD11d/18)和α4β7(CD49d/β7)、嗜酸性粒细胞表达的整合蛋白有独特的异二聚体结构,其主要功能是调节嗜酸性粒细胞滚动、黏附、迁移、呼吸暴发、脱颗粒作用及生存能力,这些功能在协调气喘患者的嗜酸性粒细胞与呼吸道细胞表达的配体作用方面非常重要。α4β1和αMβ2可能是最重要的承担这种功能的整合蛋白,它们调节嗜酸性粒细胞的黏附性和运动,血液中未激活的嗜酸性粒细胞沿着呼吸道微细血管的表达有VCAM-1的内皮细胞滚动就受到α4β1的调节。α4β1能与VCAM-1组件1和组件4结合,αMβ2的结构活性较小,只能与VCAM-1的组件4相结合、业已证明嗜酸性粒细胞沿着内皮细胞滚动黏附是α4β1和αMβ2共同协调实现的,同时还促使内皮细胞释放苯巴比妥配体如VCAM-1。

循环血中嗜酸性粒细胞表达的α4β1被过敏原反应激活后对7d-VCAM-1的组件1或6d-VCAM-1的识别能力大为增强。αMβ1和αMβ2在嗜酸性粒细胞与内皮细胞黏附后,会竞争性地与7d-VCAM-1的组件4结合,使黏附强化。当αMβ2为IL-5或趋化因子进一步激活后,在识别组件1和组件4中起关键作用。αMβ2介导的与VCAM-1相结合的黏附作用在IL-5充足时,αMβ2在数秒内可脱离VCAM-1,而α4β1也可通过伪足小体中的蛋白溶解作用脱离VCAM-1,为嗜酸性粒细胞黏附在内皮细胞上后穿越内皮细胞,继而迁向血管外作准备。实质上嗜酸性粒细胞从黏附到内皮细胞到穿越内皮细胞、并迁移到呼吸道组织是以一种传球(hand-off)方式进行的,从这点出发,αMβ2似乎取代了α4β1成为促动嗜酸性粒细胞黏附、迁移最重要的整合蛋白。IL-5或趋化因子eotaxin(嗜酸性粒细胞活化趋化因子)家族成员对触发传球方式有非常重要的作用,而且通过传球方式实现整合蛋白α4β1向α4β2的传递。IL-5甚至可以抑制15/7抗β1(一种构型敏感型抗体)与过敏患者嗜酸性粒细胞的结合。而且还促使L-选择素的脱落以及内皮细胞释放L-选择素。6d-VCAM-1具有一个为整合蛋白可识别的组件,而7d-VCAM-1具有两个可识别的组件。在调节嗜酸性粒细胞集结过程中它们是以拼接方式提高效能,但调节方式可能不同,这可能与组件4或整合蛋白在内皮细胞表达的结合点的不同距离有关。αMβ2的激活和肺血管的血细胞渗出会促进伪足小体中的金属蛋白酶开启脱颗粒作用,而且也促进血液呼吸道的嗜酸性粒细胞在瞬间完善黏附性结构。

其他几种整合蛋白——αDβ2、α4β1、α6β1、αLβ2及αXβ2则对α4β1和αMβ2调节嗜酸性粒细胞集结有加强作用。αDβ2和αXβ2能加强αMβ2 对VCAM-1和其他受体的识别,呼吸道内腔中嗜酸性粒细胞的存活性可能与其结合可溶性α4β7及黏附性配体(如纤连蛋白)有关,当嗜酸性粒细胞瞬间透过血管基底膜迁移时,α6β1与层粘连蛋白发生反应。α1β2则与ICAMs结合。总之,αDβ2、α4β7、α6β1、αLβ2及αXβ2的功能尚待进一步探索。

Dobrina的研究还指出嗜酸性粒细胞的黏附作用在若干方面有别于中性粒细胞的黏附作用:①嗜酸性粒细胞的基础黏附水平比中性的基础黏附水平高,而且对温度37℃有明显的依赖性,还需Ca2+和Mg2+存在;②嗜酸性粒细胞与细胞因子激活的内皮细胞发生黏附作用,主要是通过内皮细胞上的配体分子VCAM-1和嗜酸性粒细胞上的整合蛋白的受体分子VLA-4相互结合进行。这与淋巴细胞或单核细胞对内皮细胞的黏附作用相似。而内皮细胞上可结合于中性粒细胞和单核细胞的白细胞黏附分子-1 (ELAM-1),则不参与对LPS、TNF或IL-1激活后的内皮细胞的黏附作用。

嗜酸性粒细胞一旦从骨髓中释放,会在血液中循环达12小时,最后在特异性组织:大部分在大肠和肺中归巢。

嗜酸性粒细胞自外周血进入组织的细节,已是近年研究的活跃领域。多种肺炎性介质如IL-1、IL-3、IL-4、IL-5、IL-9、IL-13,以及GM-CSF、RANTES、MCP-3、MCP-4、CC趋化因子配体Ⅱ(CCL11,也称eotaxin-1)、CCL24(eotaxin-2)和CCL26(eotaxin-3),已被证明与嗜酸性粒细胞的聚集有关。IL-3、IL-5 和GM-CSF能促进嗜酸性粒细胞的生成、成熟及释放到血液中,并且能增强其效应器的功能,然而这些因子对促使嗜酸性粒细胞通过趋化活性进入组织的功能却很弱。此外,IL-4和IL-13是辅助性T细胞的Ⅱ型细胞因子,两者能通过增加表达上皮细胞黏附分子VCAM-1和P-选择素糖蛋白受体及升调节支气管上皮细胞、成纤维细胞的eotaxin,而调节嗜酸性粒细胞的移行。IL-1、IL-12和TNF-α通过促进内皮细胞上包括VCAM-1在内的黏附分子的升调节,也能调节嗜酸性粒细胞的移行。与此相反,IL-6和IL-11似乎能通过VCAM-1的表达及生成Ⅱ型细胞因子,而减少嗜酸性粒细胞的增多。

CCL11、CCL24和CCL26是募集嗜酸性粒细胞的重要因子,这三种趋化因子也能通过升调节VLA-4(very late antigen 4,最后抗原4)的表达,增强对内皮细胞的黏附。随着VLA-4与VCAM-1的相互作用,就促使嗜酸性粒细胞向组织迁移。

除了细胞因子和趋化因子外,白三烯中的LTB4、前列腺素中的PGD2、补体中的C5a和PF均是嗜酸性粒细胞的强趋化因子。

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