巨噬細胞

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一個位於老鼠體內的巨噬細胞,正在延伸其假足以吞沒兩粒可能是病原體的顆粒。

巨噬細胞英語macrophages,縮寫為[1])是一種位於組織內的白血球,源自單核細胞,而單核細胞又來源於骨髓中的前體細胞。巨噬細胞和單核細胞皆為吞噬細胞,在脊椎動物體內參與非特異性防衛(先天性免疫)和特異性防衛(細胞免疫)。它們的主要功能是以固定細胞或游離細胞的形式對細胞殘片及病原體進行噬菌作用(即吞噬以及消化),並激活淋巴球或其他免疫細胞,令其對病原體作出反應。

生命週期[編輯]

當單核細胞經血管內皮細胞層進入一已受損的組織時(這過程被稱為白血球外滲作用),它經過一連串轉變以成為巨噬細胞。單核細胞會因化學趨向性而被化學物質的刺激吸引至受損處,這些刺激包括受傷細胞、病原體、由肥大細胞嗜鹼性細胞所釋放的組織胺,以及由已於該處的巨噬細胞釋出的細胞因子。在某些地方,如睪丸,巨噬細胞已被證實會透過增殖以移殖於此。

與壽命較短的嗜中性細胞不同,其壽命可達數個月至數年不等。[2]

功能[編輯]

巨噬細胞攝取病原體之步驟︰
a. 透過吞噬作用攝取病原體,形成一吞噬體
b. 溶酶體融入吞噬體並形成吞解體;病原體被酶所分解
c. 廢料被排出或同化 (後者則未被繪成圖象)
部分︰
1. 病原體
2. 吞噬體
3. 溶酶體
4. 廢料
5. 細胞質
6. 細胞膜

吞噬作用[編輯]

巨噬細胞的其中一個重要角色是移除中的壞疽碎片及塵埃。另外,在慢性炎症中,移除已死細胞亦為重要。在炎症的早期,大量的嗜中性細胞會佔據患處。當這些細胞死去時,就會被巨噬細胞所攝取。

塵埃及壞疽組織的移除大部份由固定巨噬細胞負責,它們會駐守在一些戰略位置如肺臟、肝臟、神經中樞的組織、脾臟及結締組織,以攝取外來物質如塵埃和病原體。在有需要時,還會召集游離巨噬細胞。

當病原體被巨噬細胞吞噬後,病原體會被困於食物泡中並稍後與溶酶體融合。在溶酶體中,和有毒物質如過氧化物會把侵入者消化。但一些細菌結核分枝桿菌則對此消化方法產生抵抗。巨噬細胞可以同時消化多過一百個細菌,然而,它們最終會死於自己分泌的消化混合物。

在特異性免疫中的角色[編輯]

巨噬細胞是一種具多用途多功能的細胞。作為體內的「清道夫」,它們會去除體內那些壞掉死去的細胞以及其他廢料。它們是眾多個細胞中首個「呈遞」抗原的,所以它其中一個重要的功能啟動一個免疫反應。另外,作為一個分泌細胞,單核細胞及巨噬細胞對於免疫反應的調整和炎症的發展尤為必需。這是因為它們會大量地產生出一系列強勁的化學物質(單核因子),其中包括補體蛋白調節因子白細胞介素1。同時,因為它們身上有淋巴因子感受器,因此可以被激活為僅追擊單一的入侵微生物或者腫瘤細胞的狀態。

在病原體被消化後,巨噬細胞會把相應抗原(一個分子,常為病原體表面的蛋白質並被免疫系統作辨別之用)呈遞予對應的輔助型T細胞。呈遞過程中,它們將這些抗原整合至細胞膜,並把抗原結合在主要組織相容性複合體II型分子(MHC II)之上以告之其他白血球,雖然它有抗原在其表面,但它並非病原體。

隨後,抗原呈遞導致了抗體的產生。產生的抗體會依附在病原體的抗原上,這使病原體更易被巨噬細胞的細胞膜黏著,甚至被巨噬細胞所吞噬。在一些情況下,有部份病原體能夠有效抵抗巨噬細胞的黏附。抗體覆蓋著抗原的情形,就如維可牢(一種尼龍刺黏扣,一互碰即會黏合,一扯卻又分開)附著在某物的有毛表面上一樣。

淋巴結中,吞噬了病原體的巨噬細胞的表面所呈現的抗原(MHC II),會刺激I型T輔助細胞(TH1)的增值,而其主因是巨噬細胞分泌的白細胞介素12。當處於淋巴核的B細胞通過其表面的抗體來識別位於細菌表面的相同但未處理的抗原時,這些抗原則會被吞噬以及處理。其後,已被處理的抗原會通過B細胞表面上的MHCII進行呈遞。已經增值的TH1上的受體開始對抗原—MHCII複合物進行辨認(在共刺激因子CD40和CD40L存在的情況下),並導致B細胞產生可以幫助抗原調理作用的抗體,使得吞噬細胞可以更好地清除細菌。

巨噬細胞亦會針對腫瘤細胞和一些受菌類寄生物所感染的細胞作出防衛。當一個T細胞辨認出異常細胞表面的獨特抗原時,T細胞會變成一個活躍的效應細胞以釋放一種被稱之為淋巴因子的化學介質,而這種物質會刺激巨噬細胞令其變得更具侵略性。其後,這些被激活的或「憤怒的」巨噬細胞則更容易去吞噬及消化這些已受感染的細胞。[3] 這種巨噬細胞是不會對抗原產生特異性防衛反應,反而會攻擊所有在它被激活之地周圍的細胞。[3]

固定巨噬細胞[編輯]

大部份的巨噬細胞會聚集在一些易於被微生物入侵或囤積塵埃的組織器官中。每一種固定巨噬細胞都會因所在部位的不同而得到不同的特定名稱。

巨噬細胞
細胞名稱 位置
肺泡巨噬細胞 肺泡
組織細胞 結締組織
庫佛氏細胞
神經膠質細胞 神經組織
上皮樣細胞 肉芽腫
蝕骨細胞
竇內皮細胞
系膜細胞

庫佛氏細胞的研究受到限制,因為只有來自活檢或屍檢的人類庫佛氏細胞可以用於免疫組織化學分析。而要在老鼠中把之分離是非常困難的,而且在提純以後,亦只能從一隻鼠身上獲得大約五百萬個細胞。

巨噬細胞在器官中亦有旁泌性功能,這也是為該器官的功能而獨有的。以睪丸為例,巨噬細胞能夠分泌氧類固醇以及25-羥基膽固醇(可以在睪丸間質細胞附近轉換為睾丸酮)來與睪丸間質細胞相互作用。而且,在睪丸中睪丸巨噬細胞能夠參與形成一個免疫特化的環境,以及在睪丸發炎期間介導不育

涉入病症的症狀[編輯]

因為它的功能—吞噬,巨噬細胞亦涉入許多免疫系統的症狀。譬如它們會參與形成肉芽瘤的過程,及可由多種病症引起的炎症病變

下文中會形容一些有關巨噬細胞功能和非有效吞噬的疾病,而大部份亦為罕見。

巨噬細胞亦被涉入動脈硬化症愈趨嚴重的血小板病變的具能力細胞。

當與流行性感冒展開「戰爭」時,巨噬細胞會被派至喉嚨。但是在殺手T細胞將感冒病毒找出前,巨噬細胞是破壞多於幫忙。它們不只破壞受感冒病毒感染的喉嚨細胞,亦會破壞數個位處附近且未被感染的細胞。

當人體受到人體免疫缺損病毒(HIV)感染時,如T細胞般,巨噬細胞也會受到感染,更在身體之中被變成持續複製的病毒的倉庫。

再者,巨噬細胞亦被相信它會幫助癌細胞增生。它們會被吸引到缺氧(低氧)的腫瘤細胞附近並促進慢性炎症。巨噬細胞會釋出致炎物質如腫瘤壞死因子(TNF)從而活化NF-κB基因。其後,NF-κB 會進入腫瘤細胞核並啟動多種可以停止細胞凋亡及促進細胞增生及發炎的蛋白質的產生。[4]

多媒體[編輯]

視頻圖示
巨噬細胞 (J774) 與分生胞子之互動

在協作系統中一個活躍的 J774 巨噬細胞會於片中吞噬最少三個
分生胞子。在拍攝之前,這些 J774 細胞先以5 ng/ml干擾素伽瑪
作一夜的處理。總共觀察時長2.5小時,影片每幀間隔30秒。


肺泡巨噬細胞與分生胞子之互動

兩個高度活躍的肺泡巨噬細胞正在吞噬分生胞子。
總共觀察時長2.5小時,影片每幀間隔30秒。



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相關細胞[編輯]

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Kidney International - Abstract of article: P-selection-dependent...英語
  2. ^ Macrophages and the Pathogenesis of COPD*(巨噬細胞與COPD的病因)英語
  3. ^ 3.0 3.1 人類免疫系統︰淋巴球的故事. New Scientist. 1988.三月, (1605): 1 [2007-09-13].  英語
  4. ^ Gary Stix: "A Malignant Flame", 科學人雜誌, July 2007, pages 46-49 英語

外部連結[編輯]