细胞科普丨抗癌新视角:免疫细胞的“战斗日记”(一)

作者: 中启源
发布于: 2025-03-21 10:42
阅读: 6

点击蓝字 关注我们

ENTERPRISE



01

一、免疫细胞的抗癌过程


免疫识别

抗原呈递:在癌症的发生与发展过程中,癌细胞会产生一些与正常细胞截然不同的蛋白质,这些蛋白质被称为肿瘤抗原。抗原呈递细胞,例如树突状细胞,能够摄取并加工这些肿瘤抗原,随后将其精准地呈递给T细胞。这一过程使得T细胞得以精准识别癌细胞,从而发挥其免疫防御功能。

免疫监视:免疫监视机制中,自然杀伤细胞(NK细胞)扮演着关键角色。它们可以直接识别癌细胞表面出现的异常分子模式,例如某些糖类或蛋白质的改变。凭借这种识别能力,NK细胞能够精准区分癌细胞与正常细胞,并迅速对癌细胞发动攻击,为机体的免疫防御筑起一道坚固的防线。



免疫激活

T细胞激活机制:当初始T细胞识别肿瘤特异性抗原后,会经历激活和分化过程,最终形成效应T细胞群。这一群体主要包括细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes, CTLs)和辅助性T细胞(T helper cells, Th cells)。其中,CTLs通过释放穿孔素(perforin)和颗粒酶(granzyme)等效应分子,直接诱导肿瘤细胞凋亡;而Th细胞则通过分泌IL-2、IFN-γ等细胞因子,不仅增强CTLs的杀伤活性,还能调控其他免疫细胞的功能,形成协同抗肿瘤免疫应答。

B细胞激活机制:B细胞在识别肿瘤抗原后,在Th细胞的协同作用下被激活并分化为浆细胞。这些浆细胞能够分泌特异性抗肿瘤抗体,通过多种机制发挥抗肿瘤作用:

(1)抗体与肿瘤细胞表面抗原结合后,可激活补体系统,形成膜攻击复合物(MAC),导致肿瘤细胞裂解;

(2)通过抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC),促使自然杀伤细胞(NK cells)等效应细胞识别并杀伤肿瘤细胞;

(3)抗体还可通过调理作用增强吞噬细胞对肿瘤细胞的清除能力。这些机制共同构成了B细胞介导的抗肿瘤免疫应答网络。



免疫杀伤

细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的杀伤机制:CTL通过其表面特异性T细胞受体(TCR)识别并结合癌细胞表面由MHCⅠ类分子呈递的肿瘤抗原后,启动杀伤程序。这一过程主要依赖于两种关键效应分子:穿孔素(perforin)和颗粒酶(granzyme)。穿孔素在靶细胞膜上形成跨膜孔道,促进颗粒酶进入癌细胞质内。颗粒酶通过激活caspase级联反应,最终诱导癌细胞发生程序性死亡。此外,CTL还可通过Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡,进一步增强其抗肿瘤效应。


自然杀伤细胞(NK细胞)的杀伤机制:NK细胞具有独特的肿瘤识别能力,主要通过以下三种机制发挥抗肿瘤作用:(1)通过释放穿孔素和颗粒酶,直接诱导肿瘤细胞凋亡;(2)分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)等细胞因子,诱导肿瘤细胞凋亡并增强抗肿瘤免疫应答;(3)通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用(ADCC),识别被抗体包被的肿瘤细胞并发挥杀伤作用。NK细胞的活性受其表面抑制性和激活性受体的精确调控,确保对异常细胞的特异性识别。


巨噬细胞的抗肿瘤机制:活化的巨噬细胞通过多种途径发挥抗肿瘤作用:(1)通过模式识别受体(PRRs)识别肿瘤相关分子模式,直接吞噬和清除肿瘤细胞;(2)分泌TNF-α、活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)等效应分子,诱导肿瘤细胞死亡;(3)产生基质金属蛋白酶(MMPs)等酶类,破坏肿瘤微环境;(4)通过抗原呈递功能激活适应性免疫应答。值得注意的是,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)具有双重作用,既可发挥抗肿瘤效应,在某些情况下也可能促进肿瘤生长和转移。



免疫记忆

记忆 T 细胞和 B 细胞的形成:在免疫反应过程中,一部分 T 细胞和 B 细胞会分化为记忆细胞。这些记忆细胞能够长期存活于体内,当再次遇到相同的肿瘤抗原时,它们会迅速被激活并发起快速而强烈的免疫反应,从而有效地清除癌细胞,预防肿瘤的复发。




02

二、免疫细胞的重要武器——细胞因子


在免疫细胞抗癌过程中,会分泌多种细胞因子发挥免疫调节、杀伤癌细胞等作用,以下是一些主要的细胞因子:


白细胞介素类

IL-2(白细胞介素-2):作为关键的免疫调节因子,IL-2主要由CD4+ T细胞在抗原刺激后产生。其生物学功能包括:

(1)通过自分泌和旁分泌方式促进T细胞的克隆性增殖和分化;

(2)增强细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和自然杀伤细胞(NK细胞)的细胞毒活性;

(3)诱导淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)的生成;

(4)调节调节性T细胞(Treg)的功能,维持免疫稳态。

IL-2在免疫细胞的激活和免疫反应的放大中起关键作用。


IL-12(白细胞介素-12):IL-12主要由抗原呈递细胞(包括树突状细胞和巨噬细胞)产生。

它的抗癌作用体现在:

(1)引导T细胞发展成具有抗癌能力的Th1细胞;

(2)刺激T细胞和NK细胞增殖,增强它们杀死癌细胞的能力;

(3)促进另一种抗癌分子IFN-γ的产生,形成良性循环;

(4)阻止肿瘤血管的生长,切断癌细胞的营养供应;

(5)直接导致癌细胞死亡。

IL-12通过激活细胞内的信号通路,在免疫系统中扮演着“桥梁”的角色,连接先天免疫和后天免疫。



干扰素类

IFN-α 和 IFN-β:主要由病毒感染的细胞或免疫细胞如巨噬细胞、树突状细胞等产生。它们具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用,可直接抑制肿瘤细胞的增殖,诱导肿瘤细胞凋亡,还能增强 NK 细胞和 CTL 的活性,促进 MHCⅠ 类分子的表达,增强免疫细胞对肿瘤细胞的识别。


IFN-γ:主要由活化的 T 细胞和 NK 细胞产生,具有强大的免疫调节功能,可激活巨噬细胞,增强其吞噬和杀伤肿瘤细胞的能力,促进 MHC 分子的表达,增强抗原呈递,诱导 Th1 细胞分化,抑制肿瘤血管生成等。



肿瘤坏死因子类

TNF-α:主要由巨噬细胞和 T 细胞产生,对肿瘤细胞具有直接的细胞毒作用,可通过与肿瘤细胞表面的受体结合,诱导肿瘤细胞凋亡或坏死。还能激活免疫细胞,促进炎症反应,增强免疫细胞对肿瘤的杀伤作用,同时可抑制肿瘤血管生成。



集落刺激因子类

GM-CSF:由多种细胞如 T 细胞、巨噬细胞、内皮细胞等产生,可刺激造血干细胞增殖和分化为粒细胞和巨噬细胞,增强免疫细胞的数量和功能,促进抗原呈递细胞的成熟和功能,间接增强机体的抗肿瘤免疫反应。


G-CSF:主要由巨噬细胞、内皮细胞等产生,能刺激骨髓造血干细胞增殖和分化为中性粒细胞,提高外周血中性粒细胞的数量和功能,增强机体的抗感染和抗肿瘤能力。



趋化因子类

CXCL9、CXCL10 和 CXCL11:它们可趋化并激活 T 细胞和 NK 细胞,使其迁移到肿瘤部位,增强免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。同时,还能抑制肿瘤血管生成,减少肿瘤的血液供应。

CCL2、CCL3 和 CCL5:主要由免疫细胞和肿瘤细胞分泌,能够招募单核细胞、巨噬细胞、NK 细胞和 T 细胞等免疫细胞到肿瘤微环境中,参与免疫细胞的浸润和肿瘤免疫反应的启动。


·结语·


免疫细胞种类繁多,产生的细胞因子也五花八门,且作用各有优势。然而,正是因为其杀伤力十足,对人的身体还是会有一些负面影响。下期,我们继续了解细胞因子对身体产生的一系列作用,以及预防措施。






本篇文章来源于微信公众号:中启源生物科技
分享