单核细胞和巨噬细胞的发育与功能

单核细胞和巨噬细胞系统是由单核细胞、巨噬细胞及其前体细胞组成的系统。组成该系统的细胞具有共同的起源,单核细胞和巨噬细胞是在骨髓由多能造血干细胞(CFU- GEMM)和定向祖细胞(CFUGM)相继发育而来,它们的产生受许多细胞因子的调节。单核细胞从骨髓释放入血,经短期的循环后,可随机或对趋化性刺激物起特异反应而移动到各种组织里。在这些组织里,它们对可溶性或者颗粒状的刺激物起反应,分化成具有不同形态和功能特征的组织巨噬细胞。这种巨噬细胞获得各异的、具更专门化功能的分化过程就是所谓的激活(activation),有许多因子可影响激活状态。基于单核细胞和巨噬细胞表面具有丰富的表面抗原和各种各样的表面受体,能组成性地或受刺激后合成和分泌大量具有生物活性物质的能力,以及具有运动/渗出、内吞/吞噬和趋化性等生物学活性,单核细胞和巨噬细胞在机体防御和自稳功能,诸如病原体的控制(包括抗细菌、病毒、真菌和原虫感染)、免疫调节(包括抗原提呈、树突状细胞的作用、抗肿瘤反应)以及组织维持(包括废弃物的管理、组织生长和修复、骨和钙的代谢、神经系统的再生等)等功能中起重要作用。尤其他们在先天免疫、抗肿瘤免疫、动脉粥样硬化病和艾滋病(AIDS)疾病状态中的作用正成为当前研究的又一热点。

大约在130多年前,就有人首次描述了功能性的巨噬细胞,当时在急性损伤的组织和炎症区,观察到具有非分叶核的大细胞存在。在慢性炎症区,这种细胞不仅多见,且其外形也显得更大,提示这种细胞可能具有消化已破坏的细胞和炎症碎物的能力。由于这种细胞显然有能力消化一些大的颗粒物,因此被命名为“巨噬细胞”(macrophage)。长期以来,这种清道夫的功能一直被认为是巨噬细胞的重要职责。直到1882年Robert Koch才注意到炎症区的吞噬细胞能够吞食结核菌。Metchnikoff于1882年曾推断,这种由上皮样细胞组成的结节状肉芽肿,实际上是由血液中的单核细胞衍生的。1913年单核细胞才被确立为一个独特的细胞类型。然而当时还是有不少病理学家仍然相信单核细胞和巨噬细胞是具有不同个体发育史的细胞。直到更晚些时候,代表循环血液中典型的单核细胞和组织巨噬细胞之间的中间体细胞被确认后,才确立了这两种细胞之间的联系。

1960年发现了单核细胞和巨噬细胞在消灭某些细胞内微生物中起着关键性作用。在皮肤、肺以及肠道这些组织器官中的巨噬细胞显然提供抗微生物和寄生虫感染的第一道防线。接触环境中的致病原能引起巨噬细胞膨大,增加其溶酶体数目,并使巨噬细胞更具吞噬力。还证明经病原体反复攻击的巨噬细胞可对这些病原体产生更强的抗性。这种改变的状态现被称为“激活”。

同时还观察到当巨噬细胞介导的急性炎症消退后,如果再用同样的外源性微生物去攻击时,将会导致巨噬细胞迅速的积聚和激活。这种“重激活”显然是一种由记忆淋巴细胞触发的抗原特异性识别事件,这表明在淋巴细胞和巨噬细胞之间存在一种重要的相互作用的关系。最近,关于巨噬细胞如何调节淋巴细胞的功能也已成为新的研究热点。当代免疫系统模式认为巨噬细胞参与宿主抗微生物病原体反应的所有阶段,包括最初对外源性抗原的摄取和处理,并提呈给淋巴细胞,其本身又受淋巴细胞作用而被激活,以及被激活的巨噬细胞又能对淋巴细胞起调节作用。因此,巨噬细胞在调节免疫系统的传入和传出这两个方面均起着积极的作用。在系统发生学上,这些古老的、非特异性的防御系统进化到具有相互制约和调节作用的更新、更特异的细胞和体液免疫防御系统。今天,甚至“居留的”或“固有的”(resident)巨噬细胞一词也正受到置疑,因为人们愈来愈清楚,这种细胞是能循环并穿越正常组织,进入淋巴并最终到达淋巴结。最后,单核细胞和巨噬细胞在宿主抗肿瘤反应、组织的维持以及诸如动脉粥样硬化病等这类疾病中的作用也是当前有待阐明的一个活跃的研究领域。

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