《红细胞免疫功能研究进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红细胞免疫功能研究进展（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、红细胞免疫系统及其应用研究进展国纪垒 （s2009556）（山东农业大学动物科技学院 山东泰安 271018）摘要：在很长一段时间内,人们都认为白细胞负责机体的特异性免疫应答、非特异免疫应答、体液免疫应答和细胞免疫应答;而红细胞仅在血液的气体运输中担负着呼吸和血液 pH 调节功能,没有免疫功能,但后来人们发现事实上并非如此。伴随分子生物学的发展，红细胞免疫功能的研究取得了明显进展,且在临床上有了一些应用。本文就红细胞免疫系统及在动物领域中应用的最新研究作一综述。关键词: 红细胞免疫系统；免疫功能；检测方法；进展；应用1 红细胞免疫系统的研究历史早在1928年,Leapold 偶见锥虫粘连小鼠红
2、细胞，1930年Duck等观察到锥虫在抗血清存在时粘附于红细胞，1953 年Nelson命名抗原抗体复合物和红细胞免疫粘附，1963 年Nishioka等证实红细胞免疫粘附的物质基础是红细胞膜上补体受体( bReceptor ,CbR)，因未受重视和时代技术水平限制，红细胞免疫领域研究工作长期不能取得突破性进展。直到1979年，Fearon从人红细胞上实际分离到补体C 3b受体。1981 年,美国生殖免疫学家Siegel 1在总结前人研究的基础上提出了红细胞免疫系统( Red Cell Immune System ,RCIS) 的新概念,更新了人们对红细胞功能的认识。1982 年我国学者郭峰教
3、授在红细胞免疫的基础理论和应用研究方面取得了许多突破性进展,在国内率先发表了“红细胞免疫功能的初步研究”的论文 2 ,并且发现血清中存在有红细胞免疫粘附促进因子、红细胞有增强各类免疫细胞的免疫功能,建立了许多红细胞免疫功能的检测方法,大大推动了我国红细胞免疫研究工作的迅速发展。1986年郭峰等人发现红细胞可增加T细胞产生干扰素。 1987 年M.T.Rugeles发现红细胞可增强单核细胞原发性和继发性特异性抗体应答。1988年H.Shan发现了红细胞能促进NK细胞的杀伤能力, 并找到了红细胞与NK细胞之间有促进关系的最佳浓度。此后的许多研究均证实红细胞免疫系统是一个至关重要的免疫子系统。2.
4、红细胞免疫的分子学基础 经过长期的研究发现，红细胞具有很多与免疫有关的物质：2.1 红细胞的骨架 红细胞骨架是一种蛋白网状结构, 在细胞膜内表面形成一薄片层。由血红蛋白、肌动蛋白和蛋白互相连接而成。此外, 这网状结构还通过一些包括锚蛋白在内的不同蛋白固定在细胞膜上。这种细胞骨架的构型是调节细胞形态的动力因素, 使红细胞具有适当的抵抗力和变形能力。与骨架相互作用的跨膜蛋白包括: 区带3 蛋白和唾液酸糖蛋白等。区带3蛋白具有阴离子交换的功能, 其聚糖部分与位于多肽链外键上的天冬酰胺残基相连, 含有聚氨葡萄糖并含有一系列抗原, 如A、B、H 抗原, I 抗原及衰老红细胞识别抗原。唾液酸糖蛋白链携有M
5、和N 血型抗原。2.2 膜结构生物膜的基本结构是功能蛋白质分子浮动镶嵌于类脂双分子层中。但由于细胞骨架和其他组分的作用以及膜中蛋白质分子的相互作用, 使蛋白扩散运动受到限制。此外, 磷脂分子在双层膜中的排列方式会时刻发生改变。采用荧光漂白恢复技术(FPR)测定膜上组分的侧向扩散运动, 研究红细胞膜上血型蛋白的扩散运动时发现: (1) 若在细胞质侧的尾部较小, 则可以自由通过收缩蛋白屏障, 实现快速扩散；(2)如具有较大尾部, 则和收缩蛋白的聚合状态有关；(3)若和带3蛋白结合形成复合体则和带3蛋白具有同样的运动性。某些外界因子通过跨膜传递而改变细胞膜的某些重要生物学功能。2.3 CR1、CR
6、33,4CR1、CR 3，即红细胞膜上的型补体受体和型补体受体。CR l 是一种单链的糖蛋白,具有明显的多态性。CR 1 在红细胞膜上呈簇状分布,每簇含215个CRl 单体,红细胞CR l总数与簇数和CR 1单体数高度相关。由于红细胞的数量远多于白细胞,因此CR 1的总数比白细胞多。CIC 与红细胞相遇的机会比白细胞高5001 000 倍,容易与红细胞的CR l 发生免疫粘附,从而红细胞担负着清除免疫复合物（CIC）的任务从总体上看,红细胞对CIC及旁路激活粘附C 3b分子的抗原(如肿瘤细胞、细菌等)的亲和力显著大于吞噬细胞,红细胞在清除CIC及致病抗原中占有重要地位。近年来研究表明,红细胞C
7、R 1 基因序列已明确,并已重组和克隆。红细胞CR 1分子量表达的数量、基因型序列与自身免疫性疾病发病机制及循环免疫复合物清除之间的关系,是国外临床研究的重点。研究发现CR 1分子量有先天表达的差异,这种差异在后天自身免疫性疾病的发病中有重要的意义。后天影响CR 1分子量的主要因素是自身免疫性疾病的严重程度,特别是免疫循环复合物产生速度、数量和持续时间的长短。2.4 CD585CD58，即淋巴细胞功能相关抗原-3(LFA23),是红细胞膜上一种糖蛋白分子。LFA23能与T 细胞CD2结合,激活T淋巴细胞的免疫功能,并间接增强B淋巴细胞的免疫功能。2.5 MCP6人类补体膜辅助因子蛋白,是红细胞
8、膜上功能蛋白的一种,能与CR1、DAF协调完成红细胞对补体活性的调节。2.6 DAF降解加速因子,为补体衰变加速因子,能与红细胞膜上MCP、CR1 等多种功能蛋白协调共同完成红细胞对补体活性的调节。2.7 过氧化物酶 1 红细胞直接销毁粘附的抗原物质,具有效应细胞样作用。2.8 SOD 过氧化物歧化酶,清除体内随时产生的对人体有毒害的超氧化物阴离子自由基,有保护和增强免疫细胞( T、B、K、N K、吞噬细胞等) 免疫功能的作用。2.9 阿片肽受体阿片肽受体存在于红细胞膜上,该受体能与血液中的2内啡肽结合,后者对人体免疫功能有调节作用,与抗体的合成、淋巴细胞的增殖及N K细胞的毒作用有关。2.1
9、0 NKEF NK细胞激活因子,1993 年,ShahH 等发现它是一种可溶性的细胞因子。NKEF为抗氧化剂家族中的重要成员,能增强NK细胞对肿瘤细胞的杀伤和抑制作用 7。在抗肿瘤、抗感染及保护机体重要蛋白质与DNA 等分子免遭氧化剂的损伤中起着非常重要的作用。2.11 红细胞趋化因子受体 8,如IL28R ,参与IL28R 与粒细胞之间的调节等作用。3. 红细胞免疫功能研究进展3.1 清除循环免疫复合物(CIC)研究表明,红细胞膜上已明确的补体受体有型补体受体(CR 1) 和型补体受体(CR 3)9。目前认为,大多数C3b -免疫复合物(C 3b - IC) 通过CR 1连接。CR 1存在于
10、红细胞、多形核白细胞、巨噬细胞及淋巴细胞的膜表面。Jean通过电镜观察发现,红细胞膜上CR 1的分布有两种形式:散在分布和集簇分布。红细胞膜上有50%的CR 1呈集簇分布,而多形核白细胞上CR 1集簇分布率却小于15%。CR 1的集簇分布方式使它与C 3b - IC的结合位点呈多价性,且连接更牢固。试验证明,尽管单个白细胞表面CR 1受体较红细胞多,但在细胞浓度相同时,两种细胞的免疫复合物结合率相同,由于血液中红细胞总数远远超过白细胞,循环系统中约95 %的C 3b受体位于红细胞上,所以红细胞与CIC结合的机会为白细胞的5001000倍。因此,体内对清除CIC起主要作用的是红细胞,而不是白细胞
11、。Nedaff的体外实验结果证明了这一推测。红细胞清除免疫复合物的机理是:红细胞通过表面的CR 1受体与循环中C 3b - IC 结合(即发生粘附) ,复合物被血流带到肝、脾等器官的固定吞噬系统。固定吞噬系统捕获红细胞结合的IC ,通过巨噬细胞膜表面的Fc受体与IC中的抗体Fc段结合,此时,红细胞从IC上解离,再度进入循环,而捕获了IC的巨噬细胞则通过膜表面的CR 1受体再与IC的补体C 3b结合,Fc受体与CR 1受体的协同作用使巨噬细胞的吞噬作用加强,而将IC吞噬并清除到体外。Sherwood 10经实验研究发现，红细胞表面所粘附的循环免疫复合物(CIC)被转运到吞噬细胞上,吞噬细胞所接受
12、的CIC多少与红细胞CIC的浓度呈平行关系,同时红细胞没有受到任何损伤或被吞噬。有实验证明,肝脏内巨噬细胞表面的Fc受体和CR 1 受体密度较高,且Fc受体比红细胞膜上CR 1受体活性强,致使肝、脾内巨噬细胞对免疫复合物( IC)有更强的作用,因而可以从CR 1 密度低的红细胞上夺取IC。3.2 增强吞噬细胞的吞噬功能1953 年Nelson将经抗体、补体调理过的肺类球菌复合物注入猴体,发现100%球菌被粘附于红细胞上 11。实验证明,被粘附的复合物( IC) 较悬浮于血浆中未被粘附的更容易被吞噬。1982 年Forslod 进一步证实了上述现象作用机理 10:用C 3b及IgG(兔抗酵母菌I
13、gG) 调理过的酵母菌与吞噬细胞一起孵育,当加入红细胞后,吞噬细胞酵母菌的吞噬率比未加入红细胞组增强了34%;当加入红细胞溶解产物后,其吞噬率增加75%。用过氧化氢酶及超氧化物歧化酶代替红细胞后,吞噬率增加程度相似。这可能是因为红细胞首先粘附酵母菌,然后红细胞酵母菌复合物与吞噬细胞作用,由于红细胞内含有高浓度的过氧化氢酶(Cat)及超氧化物歧化酶(SOD)具有强力的抗氧化作用,能够清除吞噬过程中产生的氧化代谢产物(ROM),从而促进吞噬作用 12。近年来,人们将红细胞作为SOD的载体以延长在体内的存活时间,提高血液相溶性,防治缺氧、缺血过程中活性氧造成的组织损伤,取得了良好的效果 13。3.3
14、 识别、储存、提呈抗原1982 年Garvey 将3H 标记的牛血清白蛋白(BSA)注入新生兔体,用放射自显影方法发现外周血液循环中的红细胞和肝血管内的红细胞表面均粘附有3HBSA ,且可持续存在46 周以上 9,10 。若将兔血清白蛋白注入新生兔体内,则不出现上述现象。此实验表明红细胞对自我和非我抗原具有识别功能,且具有储存抗原的能力。红细胞不仅能识别和储存抗原,而且其免疫粘附特性具有双重性 14 ,即红细胞上的CR1 与IC 相粘附的同时,又可粘附自身胸腺细胞和T细胞,形成自身玫瑰花环,这样IC 中的抗原就与T淋巴细胞紧密靠拢,即红细胞将抗原提呈给T 淋巴细胞,使T淋巴细胞俘获抗原的能力增
15、强。3.4 效应细胞样作用美国学者Siegel 于1964 首次发现红细胞膜表面存在过氧化物酶和细胞色素氧化酶 10。红细胞的CR 1通过C 3b 粘附致病原(即IC 中的抗原) ,粘附处过氧化物酶可消毁粘附的致病原,从而起到效应细胞样作用;并且红细胞发生粘附后,粘附区域的过氧化物酶活性增强,促进抗原被吞噬。4. 红细胞免疫功能的影响因素4.1 神经内分泌系统因素国内外大量研究已表明, 红细胞免疫功能(EIF)受神经内分泌系统的调控。Abood及Aronstam等首先发现人红细胞膜上存在-内啡肽受体。黄盛东和孙志扬体外实验都证实,-内啡肽对红细胞CR 1有双重调节作用 15。在一定范围内,EI
16、F随-内啡肽含量的增加而增强,但超过一定范围,则随-内啡肽含量的增加EIF反而降低,-内啡肽的这种重调控作用可被红细胞CR 1单抗所阻断。吗啡、杜冷丁成瘾者, EIF 明显下降,而一旦戒毒后EIF会逐渐恢复。郭峰等证实胸腺素可以提高EIF,且能增强红细胞与淋巴细胞之间的网络联系,还可以增强红细胞补体受体的活性。另外,肾上腺素和胰岛素过高时会抑制红细胞CR 1活性。4.2 红细胞免疫调节因子的影响红细胞免疫粘附(RCIA)抑制因子是一种不耐热的球蛋白,存在于血清中,58 30分钟即被灭活。该因子可抑制RCIA活性,不能通过胎盘。胎儿和新生儿血清中RCIA抑制因子的含量低于母体和成年人。不同年龄人群血清中RCIA抑制因子也可不同。这表明体内有控制该因子合成的生理机制,可能通过这一机制来影响红细胞的免疫功能。郭峰等的实验也证实RCIA抑制因子的存在。并发现血清中还存在着RCIA 促进因子,56 30分钟不能被灭
