血小板,原來你也是免疫細胞

幹細胞者說 發佈 2020-01-11T11:21:29+00:00

參考文獻CraigN. Morrell etc,The Platelet Napoleon Complex—Small Cells, but Big Immune Regulatory Functions,Annu. Rev. Immunol. 2019. 37:125–44Lu

人生小哲理

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正文

血小板功能不限於凝血,在調節天然免疫和適應性免疫方面有重要作用,同時也介導了腫瘤的免疫耐受。(喵評

撰文:挑食的免疫喵

來源:閒談 Immunology

血小板(blood platelet,簡稱:PLT)是哺乳動物血液中的有形成分之一,是從骨髓成熟的巨核細胞胞質裂解脫落下來的具有生物活性的小塊胞質。體積小,無細胞核結構,即沒有染色體。

血小板具有特定的形態結構和生化組成,在正常血液中有較恆定的數量,在止血、傷口癒合、炎症反應、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理過程中有重要作用。

血小板只存在於哺乳動物血液中。

1 血小板簡述

免疫系統執行多種功能,包括防禦病原體入侵,確保適當的組織內穩態,並促進無菌組織損 傷修理。因此,免疫系統必須總是對侵入的微生物作出反應,諸如病毒、細菌和寄生蟲等;識別和清除死亡或衰老細胞。

血小板,通常被認為是血栓形成的細胞介質,但血小板也是免疫系統的重要組成部分,在調節和誘導組織損傷和病原體反應方面起著直接作用。許多導致嚴重併發症和死亡的血管炎症,如動脈粥樣硬化、心肌梗死和自身免疫性疾病,現在已經被證明有血小板介導的成分。

雖然小而無核,但它們含有並釋放或再產生大量的免疫分子,直接影響炎症性疾病的發展和結果。血小板不僅支持免疫應答,而且也是維持免疫細胞內穩態的中心。

1 血小板起源

血小板來源於巨核細胞,循環血小板約為2-4μm。人類每μl血液中大約有10*5到2X10*5個血小板,而老鼠血液中血小板數量含量要大得多,大約為6X10*5-8X10*5/μl。

在血液細胞中,血小板數量僅次於紅細胞,是白細胞的50倍,巨核細胞從造血幹細胞(HSC)分化而來。血小板從骨髓到血管的延伸細胞質釋放出來,與血小板釋放的最終過程所需的相關的血管剪切應力有關。另一種方法是由IL-1α驅動的巨核細胞胞漿碎裂導致大量血小板的快速釋放。

這一發現進一步將炎症和血小板產生聯繫在一起,因為血小板生成素(TPO)的產生導致血小板計數的增加與急性炎症有關。

長期以來的觀點認為,血小板產生的巨核細胞存在於骨髓中。雖然人們已經注意到巨核細胞存在於其他組織中,如脾臟和肺,但直到最近才證明肺巨核細胞也可能是循環血小板的來源。

來自遠方的呼喚----跨器官細胞因子如何影響幹細胞微環境

當巨核細胞分化並產生血小板時,它們會將大量的Cargo打包到這些小的循環細胞中,包括許多血栓形成和炎症的分子調節因子。

大部分的血小板Cargo被儲存在三種類型的顆粒中:α-granules,dense granules (有時候稱為 δ-granules),lysosomal granules。顆粒內容物見下表

炎症引發或加重急性心血管疾病,如心肌梗塞,和慢性心血管疾病,如動脈粥樣硬化。這些主要原因全球發病率和死亡率由血管炎症和/或對無菌組織損傷的不當免疫反應驅動。因此,持續的、非血栓形成的血小板活化有助於血管炎症、白細胞活化和疾病進展。

2 血小板調節天然免疫

血小板不僅直接參與免疫防禦,而且還能輔助和調節先天免疫細胞。

血小板直接參與免疫細胞功能的調節,通過與它們進行物理連接,或通過釋放血小板衍生的微泡(PMVS)、脂質介質、核側和mtDNA、細胞因子和趨化因子(CXCL4,CXCL7,CXCL12,CCL5等)。

血小板與免疫細胞的接觸依賴性相互作用,血小板表達的P-選擇素(CD62P),中性粒細胞表達P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)。P-選擇素和PSGL-1相互作用促進了中性粒細胞在炎症或受損內皮細胞上沉積的部位的滾動,並促進了循環中血小板-中性粒細胞聚集的形成,增強了中性粒細胞的炎症活動。

血小板及釋放的顆粒包容物對分化、遷移、吞噬和殺微生物活性有更廣泛的影響,此外先天免疫細胞形成細胞外陷阱清除病原體和介導細胞因子應答。

3 血小板調節適應性免疫

血小板通常被認為調節天然免疫,現在研究證明,血小板也可調節獲得性免疫。

樹突狀細胞(DC)聯結天然免疫與T細胞活化。適當的DC功能是通過抗原呈遞到T細胞,來啟動抗原特異性T細胞,從而提供了天然免疫和獲得性免疫之間的功能橋樑。

  • 增加DC細胞的抗原呈遞

血小板可以幫助血液抗原和細菌抗原的DC細胞呈遞。血小板活化也會影響DC細胞的活化。活化血小板會增加CD154/CD40L是最主要的循環中的可溶性CD40L的來源。

通過CD40-SCD40L相互作用增強了DC的活化。可溶性CD40L增強SLE,血小板活化程度與SLE嚴重程度相關。

SLE相關免疫複合物由自身抗體組成,這些抗體驅動疾病,並可能以一種依賴於FC受體的方式激活血小板。活化後的血小板可與抗原提呈細胞(包括單核細胞和類漿細胞DC)形成聚集體。血小板衍生的SCD40L可以增加來自漿細胞樣DC的細胞因子分泌,血小板衍生的SCD40L也足以引發心臟移植排斥反應。

血小板也可以通過sCD40L非依賴的方式來調節DC細胞。PF4促進單核細胞向DC的分化,血小板源性RANTES增加DC細胞因子的分泌。單核細胞來源的DC表達血小板活化因子的功能受體。

ATP通過激活和吸收肺髓樣DC來加速哮喘。血小板緻密顆粒是ATP的主要來源,血小板衍生核苷酸也以不依賴接觸的方式增加DC的活化。

  • 表達MHC-1

血小板MHC-I主要是表面結合,游離的MHC-I,來源於其他細胞。雖然血小板確實從循環中吸收MHC-I,但血小板本身同時表達豐富的β2M和MHC-I相關的mRNA和蛋白質,並且隨著刺激增加,MHC-I在血小板表面增加。

我們還證明了血小板在體內加載抗原以MHC-I依賴的方式誘導CD8T細胞應答,其他人在體外系統中證明成熟的巨核細胞可以處理和直接向CD8T細胞遞呈抗原。

4 血小板與腫瘤免疫耐受

抑制天然免疫

在血管中和腫瘤細胞糾纏在一起的血小板,周圍聚集NK細胞和T細胞,血小板釋放TGF-β,下調NK細胞表面的活性受體NKG2D,從而抑制NK細胞的免疫功能。

血小板-中性粒細胞的相互作用,在腫瘤轉移的後期過程有重要作用。CTC會引起血小板-腫瘤細胞遮蓋,進而血小板釋放趨化因子,CXCL5 和CXCL7,識別中性粒細胞表面的CXCR2,從而實現轉移。

此外也發現,在血小板作用下,巨噬細胞和DC細胞等釋放IL-10增加,IL-12和TNF減少。

血小板通過TGF-β/GARP軸發生抗腫瘤免疫調節作用。GARP高親和力的TGF-beta的受體,表達於激活的調節性T細胞和血小板,進而抑制特異性的抗腫瘤細胞毒性T細胞,從而產生免疫抑制。

參考文獻

Craig N. Morrell etc,The Platelet Napoleon Complex—Small Cells, but Big Immune Regulatory Functions,Annu. Rev. Immunol. 2019. 37:125–44

Lucas Secchim Ribeiro,Platelets Modulate Innate Immune Cells,Frontiers in Immunology,2019

Zihai Li etc,The Role of Platelets in Tumor Growth, Metastasis, and Immune Evasion,Platelets,2019

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