综述:肥大细胞对淋巴结解剖结构、细胞通讯和分子免疫网络的影响

《Clinical Reviews in Allergy & Immunology》:The Impact of Mast Cells on the Anatomy, Cellular Communication, and Molecular Immune Network of Lymph Nodes

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Clinical Reviews in Allergy & Immunology 8.4

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  这篇综述聚焦于肥大细胞(MCs)对淋巴结(LNs)的影响。阐述了 MCs 在 LNs 中的迁移、分布、激活及其介导的免疫反应,包括促进外周耐受、影响 LN 结构和功能等,还探讨了其在多种疾病中的作用及临床意义,为相关研究提供了全面参考。

  

引言

淋巴系统如同 “信息高速公路”,淋巴管将大部分炎症源输送到淋巴结(LNs),在这里,淋巴内容物被持续且细致地监测。人体淋巴系统解剖结构比小鼠复杂得多,人类有 500 - 800 个淋巴结,而雌性 BALB/cAnNCrl 小鼠仅有 22 个。淋巴结在免疫反应中发挥着关键作用,其独特的组织架构能让少量淋巴细胞接触大量入侵病原体和引发炎症的生物分子,多种抗原呈递细胞(APCs)可在此有效激活 B 和 T 细胞,识别抗原的淋巴细胞会进行克隆扩增。
肥大细胞(MCs)是存在于淋巴结中的免疫细胞之一,其表面表达 CD117(c - KIT,干细胞因子(SCF)的受体)和 FcεRI(免疫球蛋白 E(IgE)的高亲和力受体)。MCs 起源于造血 MC 祖细胞(MCps),在骨髓中呈 CD34 和 CD117 阳性。当 MCs 的激活表面受体与相应配体结合时,MCs 被激活并脱颗粒,释放出预先形成的介质(如组胺、肿瘤坏死因子(TNF)、类胰蛋白酶和糜蛋白酶等)、新合成的介质(如前列腺素(PG)D2、白三烯(LT)B4和 LTD4等)以及多种细胞因子(如 IL - 1β、IL - 3 和转化生长因子(TGF) - β 等)。
研究 MCs 在体内作用的有效工具是 c - kit 突变小鼠,如小鼠和小鼠,还有一些与 c - kit 无关突变的 MC 缺陷小鼠,如 Mcpt5 - Cre; R - DTA 小鼠和 - “Cre - Master” 小鼠。MCs 在淋巴结各区域均有分布,其分布和密度受淋巴结类型和病理状态影响,且 MCs 可与其他免疫细胞相互作用,塑造淋巴结微环境。1973 年,学者们首次意识到在涉及淋巴结的病理学研究中报告 MCs 的重要性,本综述将围绕 MCs 对淋巴结细胞组成、免疫细胞招募等方面的影响展开探讨。

淋巴结的组织架构、细胞分布和生理学

淋巴结呈卵圆形,凸面通过输入淋巴管接收淋巴细胞,淋巴管中的瓣膜保证淋巴单向流动。淋巴结由皮质、副皮质、髓质和窦四个基本部分组成,被膜由致密结缔组织构成,向内延伸形成小梁并分隔淋巴结。被膜下窦中的巨噬细胞是抵御淋巴携带抗原的第一道防线。
皮质位于淋巴结周边,分为外皮质和内皮质(副皮质)。外皮质富含 B 细胞,形成滤泡(B 区),初级滤泡由未接触过抗原的成熟 B 细胞组成,受到抗原刺激后会发育为次级滤泡。次级滤泡中的生发中心(GCs)在 T 细胞依赖的免疫反应中形成,包含暗区和亮区。暗区中,活化的 B 细胞分化为中心母细胞并进行克隆扩增,同时发生体细胞高频突变(SHM);亮区的中心细胞从滤泡树突状细胞(fDCs)获取抗原,经过阳性选择的细胞会发育为浆细胞或记忆 B 细胞。
副皮质是富含 T 细胞的区域(T 区),位于 B 细胞滤泡之间,包含小成熟 T 细胞、大转化免疫母细胞、交错突树突状细胞(iDCs)、浆细胞样树突状细胞(pDCs)和高内皮微静脉(HEVs)。HEVs 因其独特的 “高” 立方内皮细胞而得名,血管内淋巴细胞通过 HEVs 进入淋巴结。HEV 周围是成纤维网状细胞(FRCs),FRCs 不仅支持淋巴结结构和血管系统,还能产生细胞外基质(ECM)成分。炎症发生时,FRCs 可通过产生 IL - 7 维持 T 淋巴细胞亚群的稳态,同时释放趋化因子 CCL19 和 CCL21 吸引 CCR7 表达细胞(DCs、T 和 B 细胞)进入淋巴结。
髓质位于淋巴结核心,髓质索中含有丰富的浆细胞、巨噬细胞和记忆 T 细胞。窦是衬有内皮的淋巴运输血管,淋巴经输入淋巴管进入淋巴结的被膜下窦,再通过中间窦和髓质窦,最后汇入输出淋巴管。淋巴窦中存在多种细胞,如组织细胞、淋巴细胞、浆细胞和粒细胞等。

肥大细胞向淋巴结的迁移

在许多疾病中,炎症组织中的局部肥大细胞密度(MCD)会显著增加,这与临床症状和预后相关。例如,在华氏巨球蛋白血症患者的骨髓中,MCs 的局部积累与较差的预后和较低的总生存率相关;在多发性骨髓瘤患者中,MCD 与基质金属蛋白酶 - 9(MMP - 9)、核因子 κB 受体激活剂配体(RANKL)和骨质溶解有关。
MCs 在淋巴结中的积累机制可能是 MCps 迁移增加,也可能是成熟 MCs 向其他组织迁移。已有研究证实造血干细胞和祖细胞(HSPCs)可通过淋巴循环从髓外组织回流到骨髓。在动物实验中,用二硝基氟苯(DNFB)致敏小鼠后,发现 DNFB 可诱导皮肤中 MIP - 1α 和 MIP - 1β mRNA 和蛋白表达,激活 MCs,使皮肤中 MCD 降低,而淋巴结中 MCD 增加,且引流淋巴结重量和有核细胞数量增多。通过追踪标记的 MCs 发现,DNFB 暴露后,MCs 可从皮肤迁移到淋巴结,且主要通过淋巴系统而非血液循环。目前虽已知淋巴结中 MCD 在多种病理状态下会增加并影响疾病预后,但 MCs 迁移至淋巴结的具体机制,尤其是在人类中的机制,仍有待进一步研究。

肥大细胞介导的外周耐受诱导

MCs 可通过多种方式参与免疫调节,如表达免疫调节受体(如 OX40L、4 - 1BB(CD137)和程序性死亡配体(PD - L1))、产生抗炎介质(主要是 IL - 10)以及与调节性 T 细胞(Tregs)相互作用。
在自身免疫性肾脏疾病和坏死性肾小球肾炎的研究中,利用野生型(WT)和小鼠进行实验。诱导实验性抗髓过氧化物酶(MPO)肾小球肾炎后发现,小鼠的局灶性肾小球坏死、纤维蛋白沉积、肾小球 CD4+ T 细胞、巨噬细胞和蛋白尿情况比对照 C57BL/6 小鼠更严重。对局部淋巴结的研究表明,小鼠中 foxp3+ CD4+ Tregs 的百分比和 IL - 10 的产生减少,而在 MC 缺陷小鼠中重建 MC 群体可减轻肾小球损伤,且淋巴结中 CD4+ foxp3+细胞的百分比也会升高。体外共培养实验显示,WT MCs 可显著增强 MPO 特异性 Treg 的抑制作用,而 IL - 10- / - MCs 则无此作用,表明 MC 产生的 IL - 10 在这一过程中起关键作用。
紫外线辐射(UV),尤其是 UVB 波长(280 - 320nm),具有免疫抑制活性。研究发现,MCs 在 UVB 诱导的免疫抑制中起作用。不同品系小鼠的实验表明,皮肤 MCD 与 UVB 诱导的免疫抑制程度呈线性关系,在小鼠皮肤中重建 WT - BMMCs 可恢复其对 UVB 辐射的敏感性。进一步研究发现,UVB 照射后,MCs 会从皮肤迁移到引流淋巴结的 B 细胞区,这是由于 UVB 可上调淋巴结 B 细胞中 CXCL12 的表达,CXCL12 配体招募 CXCR4 表达的 MCs 从皮肤迁移到淋巴结,使用 CXCR4 拮抗剂 AMD3100 可消除 UV 诱导的免疫抑制。
喷气推进 - 8(JP - 8)是一种能抑制小鼠接触性超敏反应(CHS)、迟发型超敏反应和 T 细胞增殖的喷气燃料。研究发现,JP - 8 可使小鼠皮肤和淋巴结中的 MCD 增加,在小鼠中,JP - 8 无法抑制 CHS,但重建 WT 小鼠的 BMMCs 可恢复 JP - 8 诱导的免疫抑制,且 PGE2缺陷小鼠的 BMMCs 无法恢复该效应,表明 PGD2在此过程中起作用,同时 CXCL12:CXCR4 轴负责招募 MCs 进入淋巴结。

肥大细胞在淋巴结中的积累和激活

人类淋巴结中的肥大细胞积累

正常情况下,MCs 在淋巴结中数量不多,但当淋巴结受到肿瘤(如淋巴瘤)、转移或病原体侵袭等病理影响时,MCD 会增加。在人类肿瘤引流淋巴结中,MCs 的存在可能与其他免疫细胞的偏斜和极化有关。例如,在冷三阴性乳腺癌肿瘤引流淋巴结中,IL4+ MCs 与 Th2 极化相关,且冷肿瘤引流淋巴结中的 IL4+ MCs 数量显著高于热肿瘤。此外,在肺癌等疾病患者的淋巴结中,MCs 主要积累在 T 细胞区而非 B 滤泡,但 MCs 的定位在很大程度上取决于病理类型或感染类型。

啮齿动物淋巴结中的肥大细胞积累

在啮齿动物中,淋巴结中 MCs 的积累受淋巴结位置、淋巴结分区、动物年龄和其他淋巴组织正常功能等因素影响。研究发现,衰老通常伴随着 MCD 的增加,尤其是在无胸腺大鼠中。在一些老年无胸腺和有胸腺大鼠的部分淋巴结分区中,髓质上方的滤泡外区域 MCD 显著增加,同时伴有 MCs 脱颗粒和纤维化。在年轻有胸腺大鼠中,MCs 主要位于髓质窦,皮质中的 MCs 数量远少于髓质窦。
抗原类型也会影响 MCs 在淋巴结中的积累。注射蛋白质抗原(如牛血清白蛋白(BSA)、猪 γ 球蛋白和铁蛋白)后,MCs 会在 24 小时内快速积累到引流淋巴结的滤泡间皮质或髓质,且这种积累具有时间、剂量依赖性,并局限于淋巴结的特定解剖部位。而注射非免疫原性或免疫原性低的物质(如绵羊红细胞或同基因肾细胞)也会改变小鼠淋巴结的 MCD。此外,物理因素也可诱导淋巴结中 MCs 的积累,如部分门静脉结扎可使 Wistar 大鼠肠道和肠系膜淋巴结中 MCs 浸润增加。

淋巴结微环境与肥大细胞的激活

尽管在多种人类和小鼠疾病中,常观察到 MCs 在淋巴结中的积累、脱颗粒和分布情况,但对其激活机制的了解仍有限。研究发现,淋巴结微环境及其细胞可激活 MCs。给 BALB/C 小鼠腹腔注射马血清后,从免疫小鼠淋巴结悬浮细胞培养物中可检测到 MCs,且免疫小鼠培养物中的 MCs 数量更多、克隆更大,同时免疫小鼠培养物中游离组胺含量更高,表明存在激活和脱颗粒系统,且该激活机制可能与 IgG1 有关,而非 IgE。
不同解剖部位分离的 MCs 对激活刺激的反应不同。感染巴西日圆线虫的大鼠实验中,肠系膜淋巴结来源的 MCs()和肠黏膜来源的 MCs()在组胺和大鼠 MC 蛋白酶 II(rMCP - 2)含量、对激活刺激的反应性等方面与腹膜肥大细胞(pMCs)存在差异。
由于 B 细胞和浆细胞产生的抗原特异性 IgE 所在的区域有 MCs 分布,因此 IgE 被认为在淋巴结 MCs 的激活中起作用。感染巴西日圆线虫的 Wistar 大鼠实验显示,肠系膜淋巴结是 IgE 产生的主要部位,且在淋巴结的包膜和门区有大量终末分化的 MCs(阿尔辛蓝阳性 / 抗 IgE 结合细胞)。

肥大细胞释放的介质在淋巴结免疫反应中的调控作用

肥大细胞介质与淋巴结肥大

淋巴结驻留 MCs 和组织 MCs 均可影响淋巴结免疫反应的调控。在细菌介导的局部感染小鼠模型中,WT 小鼠的局部淋巴结肥大反应比 MC 缺陷的 W/Wv 小鼠更明显。激活 WT 小鼠的 MCs 可导致大量 MCs 活化和淋巴结肿胀,在 W/Wv 小鼠中重建 MC 群体可恢复淋巴结的肥大反应。进一步研究发现,MC 释放的 TNF 在淋巴结中显著增加,可能有助于免疫细胞的招募,但类胰蛋白酶和组胺与淋巴结肥大无关。
此外,肽聚糖可激活先天免疫细胞,诱导淋巴结肥大和朗格汉斯细胞迁移。研究表明,肽聚糖诱导的朗格汉斯细胞迁移部分不依赖于 TNF,而 IgE/Ag 诱导的朗格汉斯细胞迁移则依赖于 TNF。

昆虫叮咬依赖的肥大细胞激活与淋巴结免疫反应的调控

昆虫分泌的毒液或唾液注入宿主后,因其化学性质和高免疫原性可诱导免疫反应。以感染疟蚊的小鼠为模型研究发现,MCs 在细胞向局部淋巴结的迁移和相关免疫反应中起作用。被疟蚊叮咬后,WT 小鼠叮咬部位出现蓝色染色,表明血管通透性增加,而 W/Wv 小鼠无此现象,重建 W/Wv 小鼠的 MC 群体可恢复该效应。叮咬后,WT 小鼠和 MC 恢复的 W/Wv 小鼠腹股沟淋巴结显著肥大,白细胞密度和 CD11c+细胞增多,且叮咬部位周围 MCs 出现脱颗粒现象,同时淋巴结中 TNF 水平升高,但未发现 TNF 与细胞流入淋巴结之间的关联。

肥大细胞与淋巴管生成

淋巴管生成是指从已有的淋巴管产生新的淋巴管的过程,在转移和炎症中发挥重要作用。MCs 可通过释放 VEGFC 和 - D 等介质促进淋巴管生成。在眼部表面淋巴管生成的研究中,发现 Balb/c 小鼠角膜缝合后,MCs 靠近外周淋巴管,且新的淋巴管与浸润的 MCs 一同发育,同时角膜中 VEGF - D 的 mRNA 表达显著增加。体外实验表明,与 LAD - 2 细胞共培养的人原发性淋巴管内皮细胞(LECs)具有更高的管形成活性和增殖率,且 MCs 可产生 VEGF - D 诱导 LECs 的增殖和发育。小鼠与 WT 小鼠相比,VEGF - D 表达无明显变化,而用色甘酸钠处理的角膜 VEGF - D 表达水平较低。

肥大细胞与淋巴结血管系统的扩张

MCs 可通过释放促血管生成介质(如 IL - 8、TNF、VEGF、bFGF 和 TGF - β)在不同情况下促进血管生成。在乳腺癌前哨淋巴结的研究中发现,血管生成程度与类胰蛋白酶+ MCs 的数量相关,有微转移的淋巴结中 MCD 显著高于无转移的淋巴结。在胃癌研究中,发现类胰蛋白酶+ MCs 与淋巴结微血管密度(MVD)之间存在显著相关性。在犬淋巴瘤研究中,也证实了 MCD 与肿瘤微血管密度(TMD)呈正相关,且在肿瘤侵袭边缘观察到血管化增加和 MCs 增多。

肥大细胞在霍奇金淋巴瘤中的作用

霍奇金淋巴瘤的细胞学特征是存在少量恶性细胞,即单核增殖的霍奇金细胞(直径 20 - 30μm)和多核的里德 - 斯腾伯格(HRS)细胞(直径可达 100μm)。HRS 细胞虽起源于成熟 B 细胞,但却异常共表达不同造血细胞的标记物,且可释放细胞因子(包括趋化因子)招募其他细胞进入淋巴结。
在霍奇金淋巴瘤(HD)受累的淋巴结中,MCD 会增加,且 MCD 与较差的诊断相关。研究发现,HDLM - 2、L540 和 KM - H2 等 HD 细胞系可表达 CCL5 mRNA 并释放 CCL5 蛋白,HRS 细胞可产生 CCL5,CCL5 可诱导脐带血 MCs(CBMCs)迁移,使用抗 CCL5 单克隆抗体可抑制该效应。
MCs 与 HRS 细胞存在直接的细胞间相互作用。超过一半的类胰蛋白酶+ MCs 表达 CD30L,且 CD30L - CD30 轴的激活可诱导应答细胞的 DNA 合成,使用抗 CD30L 单克隆抗体可逆转该效应。在经典霍奇金淋巴瘤的结节硬化亚型(NSCHL)和非 NSCHL 中,NSCHL 的 MCD 显著高于非 NSCHL,且 MCD 与纤维化呈正相关,MCs 可能通过 IL - 13 产生的 HRS 细胞浸润淋巴结,并释放 IL - 13 和 TGF - β 促进 NSCHL 中的纤维化。

淋巴结在肥大细胞增多症和系统性肥大细胞疾病(SMCD)中的作用

肥大细胞增多症是指异常 MCs 在一个或多个器官和组织(包括皮肤、骨髓、脾脏、肝脏和淋巴结)中过度增殖和积累,在形态和表型上均出现异常。对肥大细胞增多症患者淋巴结的研究发现,大多数淋巴结(80%)有 MCs 浸润,主要位于髓质索和窦,同时还观察到生发中心增生、血管增生、嗜酸性粒细胞增多、浆细胞增多和胶原纤维化等组织学改变,MCs 浸润存在局灶性和弥漫性两种模式,且多数浸润淋巴结的结构受到破坏。
系统性肥大细胞增多症(SM)是一种罕见疾病,其特征是克隆性 MCs 在多个器官中积累,由于 c - KIT 的体细胞突变(超过 90% 的成年患者存在 D<

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