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朗格汉斯细胞的基本生物学特性

时间:2022-04-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:有研究者发现CD34+造血干细胞可分化发育为朗格汉斯细胞。在无炎症情况下,朗格汉斯细胞能在皮肤中长期存活,最长超过18个月,其数量维持依靠皮肤中的朗格汉斯细胞分裂或从局部真皮的前体细胞池中更换。这些分子的变化,成为朗格汉斯细胞是否成熟的标志。未成熟的朗格汉斯细胞高表达Langerin,成熟的朗格汉斯细胞Langerin明显下调。通过介导与KC的黏附,促进朗格汉斯细胞定居表皮。

一、朗格汉斯细胞的来源

朗格汉斯细胞是存在于表皮、支气管及消化道黏膜部位的树突状细胞,在机体的防御机制中发挥着重要作用。当受到抗原刺激时,朗格汉斯细胞迁移至淋巴结的T淋巴细胞区,激活幼稚T细胞(naive T cells)从而引起免疫反应。发现朗格汉斯细胞以后的很长一段时间都认为朗格汉斯细胞属于黑素细胞系神经系统,现在这些观点均已被否定。有研究者发现CD34造血干细胞可分化发育为朗格汉斯细胞。将脐带血通过密度梯度离心去除粒细胞和红细胞,粘贴分离方法去除单核细胞,再通过免疫磁珠的方法分离出CD34造血前体细胞。在含SCF、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)、TNF-α和含人AB血清的RPMI 1640培养基中培养6d得到类似朗格汉斯细胞的树突状细胞。另有实验将脐带血CD34细胞在含有SCF、GM-CSF、TNF-α、TGF-β1等细胞因子的培养基中培养6d后,继续在仅有GM-CSF、TGF-β1的培养基中培养到10d,细胞会高表达HLA-DR、CD1a,中等程度地表达Langerin,这与正常的朗格汉斯细胞非常相似。Barbaroux等先将脐带血中CD34细胞,用含有SCF、GM-CSF和TNF-α的RPMI 1640培养基培养5d,增加巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony-stimulating factor,M-CSF)继续培养3d,再用免疫磁珠分离出CD14细胞,继续在含有GM-CSF和TGF-β1的培养基中培养3d后,也可诱导出朗格汉斯细胞样的树突状细胞。

朗格汉斯细胞的另一个来源是外周血中的单核细胞。Fausch等将人外周血经Ficoll梯度离心后,所得到的细胞粘贴法去除悬浮细胞,贴壁细胞直接采用GM-CSF、IL-4和TGF-β1诱导培养6d后,细胞不表达CD3、CD19、CD56,即排除了T细胞、B细胞、NK细胞。70%的细胞表达上皮细胞钙黏蛋白(E-cadherin),电镜下细胞中含有伯贝克颗粒(Birbeck granule),两者皆是朗格汉斯细胞的重要标志。Hoshino将人外周血通过Ficoll密度梯度离心后得到单个核细胞,通过免疫磁珠阳性分选出CD14细胞,上述细胞在含有GM-CSF、TGF-β1和δ1配体的培养基培养7d后,细胞高表达CD1a和Langerin,中等量表达皮肤淋巴细胞相关抗原(cutaneous lymphocyte-associated antigen,CLA)、趋化因子受体6[chemokine(c-c motif)receptor 6,CCR6]和钙黏蛋白(E-cadherin),接近30%的细胞可见伯贝克颗粒。这些数据显示CD14单核细胞能被诱导为朗格汉斯细胞。

由于单核细胞也可由CD34造血干细胞分化发育而来,因此可以认为单核细胞是CD34造血干细胞向朗格汉斯细胞分化发育的一个中间阶段,这样上述两种关于朗格汉斯细胞分化发育的观点就可以得到统一。朗格汉斯细胞来源于骨髓多能造血干细胞,以祖细胞的形式存在于外周血,造血干细胞可先分化发育为单核细胞。单核细胞代表了一大群循环前体细胞,他们能分化为巨噬细胞或树突状细胞,再进一步分化发育为朗格汉斯细胞。朗格汉斯细胞是树突状细胞分化发育过程中的一个亚群,属未成熟树突状细胞,摄取并加工处理抗原后向T淋巴细胞区迁移时逐渐分化成熟,但其前体细胞如何分化发育为朗格汉斯细胞的确切途径仍不清楚。

在无炎症情况下,朗格汉斯细胞能在皮肤中长期存活,最长超过18个月,其数量维持依靠皮肤中的朗格汉斯细胞分裂或从局部真皮的前体细胞池中更换。在炎症情况下,大量招募外周血中的前体细胞。而前体细胞须首先离开血管并穿过内皮细胞屏障。这一过程可分为以下几个连续步骤,即锚定、滚动、激活、黏附、渗出和穿出基底膜,上述过程受选择素、细胞间黏附分子2(intercellular adhesion molecule 2,ICAM-2)、整合素、血小板内皮细胞黏附分子1和CD99等控制。

二、朗格汉斯细胞的成熟与移行

(一)与朗格汉斯细胞成熟有关的表面分子

表皮中的朗格汉斯细胞属于不成熟树突状细胞,具有很强的识别、摄取和呈递外源性抗原的能力,捕捉抗原并向局部淋巴结迁移,在那里完全成熟,最终激活幼稚淋巴细胞,启动一连串的免疫反应。在朗格汉斯细胞成熟的过程中,伴随着一些表面分子的表达和另一些表面分子的丢失。这些分子的变化,成为朗格汉斯细胞是否成熟的标志。

1.Langerin Langerin(CD207)是一种Ⅱ型膜相关的C型凝集素,唯一表达于朗格汉斯细胞,能通过它的单糖识别区识别甘露糖残基,Langerin的功能是胞吞定向运输甘露糖配体至伯贝克颗粒的受体。伯贝克颗粒是朗格汉斯细胞重要的细胞器,在电子显微镜下由指状、拉链状膜组成。Langerin不仅位于细胞表面,还与细胞内伯贝克颗粒紧密相连,Langerin是伯贝克颗粒有力的诱导物。Adrien等敲除了小鼠Langerin,朗格汉斯细胞无法出现伯贝克颗粒结构,但尚未发现对朗格汉斯细胞其他结构和功能的影响。未成熟的朗格汉斯细胞高表达Langerin,成熟的朗格汉斯细胞Langerin明显下调。

2.E-cadherin 人、鼠表皮朗格汉斯细胞均表达E-cadherin,是介导朗格汉斯细胞和KC连接的一种细胞黏附分子。通过介导与KC的黏附,促进朗格汉斯细胞定居表皮。遇到炎性刺激或抗原时,朗格汉斯细胞下调E-cadherin的表达,是离开表皮移行的重要因素。成熟的朗格汉斯细胞和体外培养的朗格汉斯细胞其表面E-cadherin明显下调。

3.CCR6 CCR6最初发现于树突状细胞、脾、胸腺小肠、外周血粒细胞,现在发现B细胞、记忆T细胞也有表达。表达于朗格汉斯细胞表面的CCR6是趋化因子配体20(chemokine ligand 20,CCL20)的唯一受体,在不成熟树突状细胞的早期高表达。当缺乏炎症和抗原的刺激时,表皮、阴道上皮细胞低水平分泌CCL20,选择性招募并固定朗格汉斯细胞前体细胞或其他CCR6细胞(如记忆T细胞)停留在上皮细胞中。如受到炎性刺激,上皮细胞能通过CCL20增强吸引朗格汉斯细胞前体细胞的能力。朗格汉斯细胞的成熟与CCR6-CCR7共受体开关有关,当朗格汉斯细胞捕捉到抗原后,CCR6表达下调,CCR7上调。这个时候,细胞在CCR7配体CCL19或CCL21的作用下迁移。

(二)与抗原识别及活化T细胞有关的分子

1.B7-1(CD80)和B7-2(CD86) T细胞在移植排斥反应中起核心作用,其活化、克隆增殖和产生细胞因子需要2种信号参与。第一信号是T细胞受体与APC表面的抗原-主要组织相容性复合体(major histocompability complex,MHC)相互作用时产生。第二信号是共刺激信号,由APC表面B7分子等与T细胞表面CD28作用产生。如果缺乏共刺激信号,IL-2等重要细胞因子基因不能发生转录激活,T细胞无法进入增殖分化阶段,因此可以诱导T细胞产生抗原特异的免疫耐受。作为专职APC,朗格汉斯细胞表达协同刺激分子B7是抗原呈递的决定因素。B7抗原包括3种独特分子B7-1、B7-2、B7-3。目前对朗格汉斯细胞的B7分子的研究主要集中于B7-1、B7-2,对B7-3所知甚少。不成熟的朗格汉斯细胞B7分子表达量很少,被抗原激活后或在体外培养时,这些分子可被迅速地诱导表达,而且B7-2的表达明显早于B7-1,水平高于B7-1。两者结构上明显不同,在不同抗原呈递细胞表面的分布和表达的时间动力学上不同。B7-2在诱导特异性免疫反应和免疫耐受过程中起主要作用,而B7-1在肿瘤免疫中起主要作用。B7-1和B7-2的表达受T细胞源性细胞因子的调节,在IL-4作用下呈正向量效关系,IL-2对其影响较小。B7-1表达在IFN-γ和IL-10作用下呈明显剂量依赖性下调,GM-CSF可部分恢复受IFN-γ抑制的B7-1表达,但对IL-10诱导的抑制无效。B7-2表达受IL-10抑制,但不受IFN-γ影响。培养72h,上述细胞因子明显上调朗格汉斯细胞的MHCⅡ类分子表达和所有黏附分子的表达。可以这样认为IL-10、IFN-γ通过抑制B7-1表达而抑制朗格汉斯细胞的抗原呈递作用,IFN-γ对B7-1抑制效应部分是通过抑制KC产生的GMCSF来实现的。

2.CD83 CD83是成熟树突状细胞最具特性的表面分子之一,它同时表达在激活的B细胞和T细胞表面。虽然已经知道CD83与免疫反应有关,但其作用于树突状细胞、T细胞的功能仍未完全清楚。Aerts等使用RNA干扰技术下调人树突状细胞的CD83表达,导致其体外刺激异基因T细胞的增殖能力明显下降,减少了T细胞IFN-γ的分泌量,并降低了功能性肿瘤抗原特异性CD8T细胞的能力。如果将CD83的mRNA转入树突状细胞可明显增强刺激T细胞的能力。因此,推测表达在T细胞和树突状细胞的CD83调节免疫反应一方面是通过激活树突状细胞,另一方面转移共刺激信号给幼稚T细胞。

CD83存在两种表型,即膜型和可溶型,不同的细胞亚型产生不同的表型。正常人血清中含有低水平的可溶型CD83分子。激活的树突状细胞和B细胞释放较多CD83分子。两种表型生物学功能各异,膜型CD83具有免疫刺激的功能,能激活T细胞,并分泌淋巴细胞因子;可溶型CD83具有免疫抑制的功能,如抑制树突状细胞介导的T细胞激活和树突状细胞的成熟。基于可溶型CD83的免疫抑制功能,其在治疗自身免疫性疾病、器官移植等方面有着巨大的潜力。

3.HLA-DR 人白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)基因系统是人类MHC,是迄今所知人类多态性最丰富的遗传系统,与免疫功能高度相关,包括HLA-Ⅰ类(HLA-A、B、C)和HLA-Ⅱ类(HLA-DR、DQ、DP),其中对HLA-DR的研究较为深入。HLA-DR是一种糖基化的跨膜蛋白,位于APC表面。APC表达HLA-DR对于呈递摄入微生物的肽段给CD4T细胞,从而启动特异性免疫反应是必要的。

朗格汉斯细胞表达HLA-DR与GMCSF的作用密不可分,GM-CSF在其转录水平、转录后修饰等多个环节发挥作用。TGF-β1对朗格汉斯细胞的成熟有抑制作用,体外培养过程中,添加TGF-β1时朗格汉斯细胞的HLA-DR分子及活化T细胞的重要共刺激信号CD80和CD86表达均减少。另外,TGF-β1能和IL-10联合,共同抑制IFN-γ在转录水平对各种细胞表面HLA-DR的诱导表达。

4.ICAM ICAM是淋巴细胞功能相关抗原1(lymphocyte function associated antigen 1,LFA-1)的配体,研究发现ICAM-1在培养的朗格汉斯细胞表达,参与抗原特异性的T细胞应答,但在新分离朗格汉斯细胞不表达。ICAM-1是触发T细胞介导免疫反应中关键的组成部分,已有实验发现将MHC错配的野生型ICAM-1阴性小鼠心脏移植入异体小鼠后,存活期明显延长;相反移植入ICAM-1阳性的小鼠心脏很快被排斥。另外从ICAM-1阴性小鼠体内分离的树突状细胞刺激异体T细胞增殖的能力较野生型树突状细胞明显降低。但是受体小鼠一旦经野生型树突状细胞处理后再移植ICAM-1阴性小鼠心脏,移植物很快被排斥,这说明ICAM-1对激活异体反应性T细胞具有积极的作用,一旦T细胞被激活,激发的一系列免疫反应不受ICAM-1表达的影响。ICAM-2在新分离和培养的朗格汉斯细胞均不表达,不参与T细胞应答。ICAM-3在新分离朗格汉斯细胞高表达,在体外培养中该分子水平保持不变达4d。抗原特异性T细胞应答可被ICAM-3抗体抑制,同时加入抗ICAM-1和抗ICAM-3可协同抑制T细胞应答,但不能达到完全阻断。免疫组化和表皮细胞悬液培养显示,加入抗ICAM-3抗体后,抗原呈递功能下降50%,加入抗LFA-1抗体下降77%,所以认为ICAM-3是CD4T细胞上LFA-1的主要配体。

5.介导朗格汉斯细胞趋化的因子 朗格汉斯细胞能从外周血进入皮肤,摄取抗原后再迁移到淋巴结从而完成抗原呈递,在此过程中趋化因子起着非常重要的作用。趋化因子不仅能介导朗格汉斯细胞前体细胞的趋化,而且能调节其功能,包括细胞骨架的收缩活性、胞内Ca2+浓度的瞬时升高、白细胞的聚集及其黏附分子的表达等。也有研究表明趋化因子还能促进树突状细胞间抗原信息的传递,从而更有利于将抗原呈递给T淋巴细胞。

CCR6的配体CCL20,在皮肤、结肠、肺等多种组织中组成性的分泌,是上皮分泌的唯一选择性吸引朗格汉斯细胞前体细胞的趋化因子。在缺乏炎症和抗原的刺激下,低组成性的CCL20的产量能使朗格汉斯细胞前体细胞(或其他CCR6细胞,如记忆T细胞)停留在原位。如受到炎性刺激,上皮细胞能通过CCL20增强吸引朗格汉斯细胞前体细胞的能力。细菌成分或病毒能诱导多种上皮细胞分泌CCL20来吸引朗格汉斯细胞前体细胞。上皮细胞和免疫细胞通过化学因子(如细胞因子、趋化因子)的相互作用直接影响黏膜的免疫系统,决定免疫反应。当朗格汉斯细胞捕捉到抗原后,它经历了一个功能和表型的改变,这包括CCR6表达下调,伴随着CCR7的上调。朗格汉斯细胞在CCR7配体CCL19或CCL21的作用下迁移,从黏膜向引流淋巴器官迁移。CCR7对于朗格汉斯细胞向淋巴结迁移中发挥着重要作用,在未成熟朗格汉斯细胞不表达或低表达,但TNF-α能诱导未成熟朗格汉斯细胞上调CCR7表达,后者在其配体作用下向区域淋巴结趋化。

单核细胞炎性蛋白2γ(monocyte inflammatory protein 2γ,MIP-2γ)是正常表皮组成性分泌的趋化因子,近来发现其对招募朗格汉斯细胞前体细胞并诱导其原位发育为朗格汉斯细胞具有重要意义。体外实验中,无论从CD34人脐带血来源的或血中单核细胞来源的,还是真皮来源的细胞,趋化因子配体14[chemokine(c-x-c motif)ligand,CXCL14]对CD14树突状细胞前体细胞均有独特的选择性。这个趋化因子不吸引其他骨髓来源的细胞(包括血中树突状细胞亚型,其他单核细胞来源的树突状细胞、朗格汉斯细胞)或其他细胞系(包括T细胞、B细胞、NK细胞),这个严格的靶细胞选择性与其他趋化因子有着截然不同的区别。CXCL14在上皮组织中大量转录,表皮中的表达量明显高于其他趋化因子。在皮肤中,KC和真皮细胞是其主要生成者。新分离的KC和真皮细胞(包括Fb、内皮细胞)表达CXCL14的mRNA。经IL-1β和TNF-α处理后,这些细胞明显减少CXCL14的mRNA表达,明显增加了CCL20的mRNA表达。延长这些细胞的培养时间和永生细胞株无法测得CXCL14的mRNA表达。

6.影响朗格汉斯细胞的成熟和迁移的细胞因子 朗格汉斯细胞是树突状细胞发育成熟过程中的一个未成熟阶段,朗格汉斯细胞在上皮组织中代谢的十分缓慢,长期处于不成熟状态,与局部的细胞因子有着密切的关系。多种上皮细胞能够分泌TGF-β1,它是朗格汉斯细胞体内和体外培养的一个强制性细胞因子。TGF-β1阴性的小鼠缺乏朗格汉斯细胞,另外体外培养中GM-CSF和IL-4诱导的单核细胞无法生成朗格汉斯细胞,增加TGF-β1使单核细胞向朗格汉斯细胞分化。在培养的后期撤掉TGF-β1,可使部分朗格汉斯细胞在炎性介质的刺激下成熟。研究显示TGF-β1激活PI3-K途径,PI3-K的活化抑制了朗格汉斯细胞表面标记上调所需的信号级联的活化,即抑制朗格汉斯细胞的活化。TGF-β1从以下2个方面调控朗格汉斯细胞的成熟:①TGF-β1允许在TNF-α和IL-1存在的情况下下调E-cadherin的表达,但其抑制朗格汉斯细胞的成熟;②同源T细胞刺激诱导朗格汉斯细胞的成熟不受TGF-β1的影响。体内朗格汉斯细胞成熟与迁移并不完全同步,即朗格汉斯细胞不是完全成熟才离开皮肤。暴露抗原后,TNF-α和IL-1能诱导朗格汉斯细胞迁移,但这些刺激在TGF-β1存在的情况下还不能使朗格汉斯细胞完全成熟。不成熟的朗格汉斯细胞到淋巴结后,能在Th细胞的作用下成熟,同时也能诱导耐受。TGF-β1和IL-10是调节黏膜免疫的关键因素,人们推测它们共同增加招募朗格汉斯细胞至表皮的效能。其中,IL-10维持朗格汉斯细胞前体细胞的CCR6的表达,扩大CCL20的窗口效应和招募的效应。到达表皮后局部的TGF-β1促使细胞的最后分化,并通过下调CCR6的表达将细胞固定在表皮层。

GM-CSF在朗格汉斯细胞成熟过程中似乎扮演着多个角色。一方面朗格汉斯细胞CD80的表达依赖GM-CSF的存在。IFN-γ和IL-10通过抑制朗格汉斯细胞的CD80的表达来抑制朗格汉斯细胞向Th1细胞呈递抗原。IFN-γ对朗格汉斯细胞CD80的抑制作用部分是通过抑制KC的GM-CSF产量来实现的。另一方面,GM-CSF能够明显抑制经CD40抗体或IFN-γ刺激后朗格汉斯细胞的IL-12的产量。体外培养朗格汉斯细胞的体系中加入KC培养上清液能抑制朗格汉斯细胞的IL-12的p40分泌,这种效应能被抗GM-CSF抗体终止。KC、Fb共培养后前48h,IL-1α的量明显增高。

朗格汉斯细胞摄取并加工处理某些抗原,在抗原和一些细胞因子的刺激下逐渐分化为成熟树突状细胞,并迁移到引流的淋巴结T淋巴细胞区,呈递抗原并激活幼稚T淋巴细胞。TNF-α、IL-1是两种主要刺激朗格汉斯细胞迁移的细胞因子,在创伤和紫外线照射下KC产生大量的TNF-α、IL-1。暴露于TNF-α、IL-1,朗格汉斯细胞的MHC-Ⅱ分子、CD80、CD86、CD83不同程度的上调。TNF-α能提高KC的CCL20产量,不断招募朗格汉斯细胞前体细胞至上皮组织;另外,TNF-α下调不成熟朗格汉斯细胞的E-cadherin表达,并诱导其表达CCR7,在CCL21、CCL19的作用下朗格汉斯细胞向区域淋巴结趋化。向小鼠真皮内注射同源TNF-α引起注射局部表皮内朗格汉斯细胞数目的迅速减少,2h内引流的淋巴结内树突状细胞数量增加。IL-1β在小鼠表皮中是朗格汉斯细胞正常状态下分泌的组成性产物,亦可被诱导产生。与TNF-α相似,于小鼠真皮内注射同源重组IL-1β可引起注射局部表皮内朗格汉斯细胞数目的迅速减少和引流淋巴结内树突状细胞数量增加,且给予抗IL-1β中和抗体可以显著抑制抗原诱导的朗格汉斯细胞的迁移。另外,朗格汉斯细胞在抗原的刺激下,增加IL-1β的分泌,IL-1β作用于邻近的表皮KC新合成TNF-α,后者又可作用于朗格汉斯细胞的TNF-R2而激发朗格汉斯细胞迁移。IL-10抑制朗格汉斯细胞的迁移正是通过下调TNF-α和IL-1β而实现其抑制效应的。

(三)成熟与移行的关系

既往认为朗格汉斯细胞受抗原刺激向局部淋巴组织移行的过程,也是其逐渐成熟的过程,目前更多的证据显示两者并不完全同步。成熟的朗格汉斯细胞迁移至局部淋巴组织最终激活幼稚淋巴细胞,继而产生一系列免疫反应。未成熟的朗格汉斯细胞在局部也发挥着重要作用。Kaplan等使用转基因技术消除小鼠表皮朗格汉斯细胞后,意外发现皮肤接触性超敏反应不仅没有减弱,反而加强,并且朗格汉斯细胞在皮肤接触性超敏反应的起始阶段发挥关键作用。相关实验显示,在没有抗原和炎症刺激的情况下,朗格汉斯细胞也会从外周组织迁移出来,其中包括成熟和不成熟的朗格汉斯细胞,两者之间有个动态平衡。不成熟的朗格汉斯细胞诱导未致敏T细胞免疫耐受,因此朗格汉斯细胞不仅启动初次免疫反应,还诱导抗原特异性免疫耐受,进一步说明朗格汉斯细胞对皮肤的免疫具有重要的调控作用,在正常情况下起到了免疫自稳的作用。在皮肤病性淋巴结炎疾病中,炎性刺激促进朗格汉斯细胞迁移,但并不导致其成熟。皮肤或黏膜在炎症情况下招募不成熟的朗格汉斯细胞,可能是一种阻止在炎症情况下过度自身免疫反应的发生。不成熟朗格汉斯细胞在慢性炎症发挥的免疫调节作用仍需进一步研究。体外实验中,在不同的炎性刺激下,朗格汉斯细胞反应有所不同。细菌脂多糖或TNF-α虽能诱导朗格汉斯细胞表达Langerin,但不诱导树突状细胞相关溶酶体膜蛋白的表达,不能变成CD83细胞,也不能高表达CD86,无法使MHC-Ⅱ分子易位于细胞表面。朗格汉斯细胞与活的分枝杆菌共培养后,虽然多数细胞表达Langerin,但MHC-Ⅱ分子仍无法表达于细胞表面,这时的朗格汉斯细胞仍然处于不成熟状态,这种不成熟的性质主要由TGF-β1造成。抗炎性细胞因子TGF-β1能阻止朗格汉斯细胞成熟,但不能阻止其迁移。只有CD40L能使TGF-β1条件下培养的朗格汉斯细胞同时上调MHC-Ⅱ和CD86,诱导朗格汉斯细胞完全成熟。炎症和细菌刺激导致不成熟朗格汉斯细胞分化,通过在体外上调Langerin表达,允许不成熟朗格汉斯细胞招募于淋巴结T细胞区。朗格汉斯细胞转运自身抗原、病原体至淋巴器官,在这里获得进一步活化的信号(即CD40L)。

三、朗格汉斯细胞的鉴定

1868年,Langerhans用氯化金染色的方法发现了朗格汉斯细胞,其特征为表皮细胞群中的高度树枝状的细胞。但直到20世纪六七十年代才确立起适合的朗格汉斯细胞标志。其中包括:①细胞表面的I-A分子,鼠为MHC-Ⅱ分子,人类为HLA-DR分子。朗格汉斯细胞是表皮中唯一表达并合成I-A抗原的细胞。朗格汉斯细胞的抗原呈递功能与其MHC-Ⅱ(或HLA-DR)分子的表达水平密切相关。在半抗原刺激时,培养的朗格汉斯细胞可增加其I-A抗原的表达。I-A抗原的免疫荧光检测可以用来标记组织切片、表皮标本和单个表皮细胞悬液中的朗格汉斯细胞。无论是培养的幼稚细胞或衰老细胞,无菌的还是被感染的动物,朗格汉斯细胞的I-A表达较为恒定。②ATP酶,朗格汉斯细胞含有多种水解酶,因此可用组织化学方法进行鉴定。其中,ATP酶法是用于人、豚鼠、恒河猴及小鼠等表皮朗格汉斯细胞研究最可靠和应用最普遍的方法。ATP酶技术可以清楚地显示表皮片的朗格汉斯细胞。但在体外培养的环境下,朗格汉斯细胞的ATP酶迅速消失,不能用于鉴定。③伯贝克颗粒,电镜下朗格汉斯细胞可见一特殊的亚细胞器,常呈棒状,长度可不等,中央有规律的致密条纹,一端鼓成半球形泡状如网球拍,称为伯贝克颗粒。常见于高尔基体附近。伯贝克颗粒的功能并不完全清楚,现在认为其与受体介导的胞吞作用有关。由于未能在其他树突状细胞、单核巨噬细胞或其他任何细胞中发现,伯贝克颗粒仍是目前为止鉴定朗格汉斯细胞最可靠的方法。④Lag抗原,它是一种与伯贝克颗粒相关的糖蛋白,故也常用其抗体来标记朗格汉斯细胞。⑤CD1a,表达CDla抗原是朗格汉斯细胞的主要特征之一,朗格汉斯细胞是表皮中唯一表达CD1a的细胞。CDl抗原可分成3个分子,即CDla、CDlb和CD1c,朗格汉斯细胞仅表达CDla和CD1c。CDl抗原还与受体介导的细胞内吞作用有关,因此参与朗格汉斯细胞的抗原处理和呈递过程。朗格汉斯细胞的表型会随着其所处环境改变而变化。皮肤的朗格汉斯细胞更多表达CDla,而在迁移过程中,CDla表达逐渐下调。⑥E-cadherin,原位朗格汉斯细胞的E-cadherin高表达,受抗原等刺激后E-cadherin下调。

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