1、学 年 论 文 学生姓名 朱亚香 学 号 330940045 院 (系) 文通学院 专 业 09 生物工程 题 目 肥大细胞 指导教师 庄娟 2012 年 4 月 淮阴师范学院 1 摘要： 肥大细胞是起源于骨髓的多潜能干细胞,广泛分布于肠黏膜及结缔组中。它是 IgE 介导的速发性变态反应的效应细胞,也是各种类型炎症过程中的关键细胞。 肥大细胞呈圆形或卵圆形，细胞核小，呈圆形或椭圆形，染色浅，位于细胞中 央。细胞常成堆或单个分布于血管附近。细胞呈圆形或卵圆形，细胞质中充满 大小一致、染成蓝紫色的颗粒，均匀分布在核周围。但是随着近年来人们对肥 大细胞的深入研究发现,MC 与肿瘤发生、神经系统功能、
2、生殖系统的周期变化 以及寄生虫的排除、高原低氧、血脂清除、血管生长调控、疾病发生等都有不 同程度的关系。深入研究肥大细胞的这些功能,对于各种疾病的防治有着深远的 意义 关键词：肥大细胞，起源，特点, 分化, 成熟, 功能 淮阴师范学院 2 Abstract: Mast cells are pluripotent stem cells derived from bone marrow.and is widely distributed in the intestinal mucosa and connective tissues. It is the speed of the IgE- medi
3、ated allergic effector cells. key cells in various types of inflammatory process. Mast cells were round or oval, small nuclei, were round or oval. pale staining.located in the cell central. The cells often piles or a single distribution in the blood vessels near. The cells were round or oval. the cy
4、toplasm is full of the same size. dyed blue and purple granules evenly distributed around the nucleus. But with the discovery of recent years in-depth study of mast cells. the MC with the tumor.rule out the function of the nervous system, reproductive system cycle. as well as parasites. altitude hyp
5、oxia. lipid clear.blood vessel growth regulation and disease have varying degrees of relationship. In-depth study of these mast cells has far-reaching implications for the prevention and treatment of various diseases Keywords: mast cells, the origin, characteristics, differentiate and mature. Functi
6、on 淮阴师范学院 3 目 录 1 肥大细胞的起源 4 2 肥大细胞组织学特点 4 3 肥大细胞的分化和成熟 4 4 肥大细胞的功能 5 4.1 肥大细胞在速发型过敏反应中作用 5 4.2 肥大细胞在免疫反应中的作用 5 4.3 肥大细胞与肿瘤的关系 6 4.4 肥大细胞与神经的关系 6 4.5 肥大细胞与生殖功能的关系 6 4.6 肥大细胞在肠易激综合症中的作用 7 4.7 肥大细胞在风湿性关节炎中的作用 7 4.8 肥大细胞与寄生虫感染应答的关系 7 4.9 肥大细胞的其他作用 8 结论 9 淮阴师范学院 4 1 肥大细胞的起源 1879 年 Ehrlich 首次对 MC 进行了报道,他认
7、为 MC 是一种分布在人体结缔 组织血管周围,具有易染颗粒的细胞。动物的 MC 来源于骨髓的前体细胞(胸腺中 无此类前体细胞)。Kieshenbum A S 等进一步证实了 MC 起源于骨髓表达 CD34、c-kit 和 CD13 抗原的多能祖细胞仅少量作为定型祖细胞( committed progenitors)参与循环。此时的祖细胞尚未具备成熟的 MC 的形态特点,当它随 血液迁移到各种外周组织以后,在各种组织特殊的微环境的影响下,以各种特异 性表型完成 MC 过程3。另外,从 MC 的增殖具有 T 细胞依赖性的特点出发,推测 至少有部分 MC 是由于 T 淋巴细胞受到刺激转化而来的。 2
8、 肥大细胞组织学特点 光学显微镜下,MC 的胞体较大,形态不规则,呈圆形、椭圆形或梭形等,细胞 大小不一,细胞直径 5m25m,核位于细胞中心或偏于一侧,小而圆,核不着色 呈空泡样4;高倍镜下观察,胞质内充满嗜碱性颗粒,嗜碱性颗粒易溶于水,因此 用 HE 染色时看不到 MC,但是由于 MC 具有易染性,当用碱性染料如甲苯胺蓝染色 时,胞核呈蓝色,胞浆颗粒呈紫红色5-6。电镜下,MC 多呈圆形或椭圆形,细胞 表面一般有长短不一的隆起或微绒毛突起。胞质内有许多分泌颗粒,颗粒呈圆形 或卵圆形,颗粒内有大量深染物质,颗粒有膜包裹,染色较杯状细胞深,胞质内还 有空泡状的结构。胞核位于中央或偏中央,呈椭圆
9、形或略微不规则形,可见易染 色质沿核膜内侧分布,核仁很明显,核中央有时可见块状异染色质,核质比大小不 一,胞浆内除可见大量的特殊的胞浆颗粒外,还可以看见线粒体、高尔基体、内 质网等常见的细胞器5-7。 3 肥大细胞的分化和成熟 肥大细胞来源于骨髓的多功能祖细胞,由骨髓刚进入外周血液循环系统的肥 大细胞仍处于未成熟状态,只有当它们的前体细胞迁移到最终定居的地方才能完 成分化和(或)成熟。肥大细胞具有较长的生存期,即使是成熟的肥大细胞仍然具 有分裂增殖的能力。影响肥大细胞分化和成熟的因素有:干细胞因子(SCF)、 CD117/c-Kit 配体、神经生长因子、白细胞介素 3(IL-3)、IL-13、
10、IL-9 和其他 细胞因子、生长因子及趋化因子等。未分化成熟的肥大细胞在不同的调控因子 的作用下分化成为不同的细胞亚群。在哺乳动物中,肥大细胞可以分为结缔组织 淮阴师范学院 5 型肥大细胞和粘膜型肥大细胞两个亚群。Tachibana 等(2008)发现肥大细胞表 面的过氧化物酶增殖活化受体(PPAR)被激活后,抑制骨髓源性的肥大细胞向成熟 的结缔组织型肥大细胞转化。另外 IL-4 也能调控肥大细胞的分化,它抑制粘膜 型肥大细胞内组胺的合成21。 4 肥大细胞的功能 4.1 肥大细胞在速发型过敏反应中作用 MC 是现在已经公认的免疫细胞,是速发型过敏反应的主要靶细胞。MC 的表 面存在着一种能与
11、 B 细胞产生的 gE 的 Fc 片段结合的受体 FcERI。当机体受到 过敏原或者是抗原刺激时,有的 B 细胞就会产生 IgE,IgE 的 Fc 片段就会与 FcERI 结合,而 IgE 的 Fab 段则向外,机体此时处于敏感状态;当机体再次受到同 种抗原或过敏原的刺激时,抗原或过敏原就结合在向外 Fab 上。一个抗原分子至 少要结合两个吸附在 MC 表面的 IgE 的 Fab 端,从而使两个 IgE 相互靠近,激活信 号转导系统,促使 MC 脱颗粒。MC 释放的颗粒主要有组胺、5-羟色胺等生物炎性 介质。这些介质能够引发平滑肌收缩、毛细血管的通透性增强、腺体分泌增加 等一系列的病理变化,引
12、起全身性过敏反应、皮肤超敏反应、消化道超敏反应、 呼吸道超敏反应等疾病7-9。 4.2 肥大细胞在免疫反应中的作用 MC 的免疫作用既体现在先天免疫中,也体现在获得性免疫中。在先天性免 疫中,当病原体侵害机体时,MC 会对病原体进行识别、吞噬和清除,并且释放大 量的介质和募集中性粒细胞等。识别是吞噬和清除的前提。MC 对病原体的识别 分为两种情况。一种是直接识别,这主要取决于 MC 表面的受体是否能够识别病 原体表面的相应的配体10。MC 识别病原体并且被激活后,就开始吞噬和清除 病原体。TNF- 是在 MC 受到激活后释放的物质,可以增加血管壁的通透性,使 中性粒细胞能够快速的从血管壁渗出,
13、聚集到炎症部位;也可以增强中性粒细胞 的杀菌活性,从而增强对病原体的清除能力11-12。在获得性免疫中,MC 主要 靠分泌多种细胞因子和介质来参与免疫调节。TNF-、GM-CSF 和各种 IL 是 MC 在参与免疫调节时分泌的细胞因子和化学因子。机体内的 IL-4、IL-10 及 IL- 13 主要来源于 MC,这些因子能将信号传递给幼稚和记忆 T 细胞,使其优先分化为 Th2 细胞亚群。研究发现,当炎性状态下,MC 能够高水平的表达 FcER1(IgE 的 Fc 片段受体)、CD40L(CD40 的配体)、IL-4 和 IL-3。FcER1 的表达是为了能够更多 淮阴师范学院 6 的结合 I
14、gE,有利于 MC 的激活并且分泌各种细胞因子及各种介质。CD40L、IL-4 和 IL-3 的作用是诱导 B 细胞的活化。IL-4、IL-6、IL-13 还能刺激 B 淋巴细胞 的增殖:IL-1、IL-1 还能够刺激 T 淋巴细胞和巨噬细胞;GM-CSF 主要是刺激 树突状细胞的增殖分化15。另外白三烯和前列腺素也帮助 MC 参与免疫调节。 MC 还有加工和递呈抗原的作用。试验证实 MC 具备抗原递呈细胞所有的特性,且 其作用受 MHCI 的制约。还有学者认为 MC 可能是病原体穿越上皮屏障后第一个 被激活的免疫细胞13-16。 4.3 肥大细胞与肿瘤的关系 自从 Ehrlich 在肿瘤中发
15、现 MC 以来,人们对肿瘤与 MC 的关系越来越感兴趣。 当机体有肿瘤存在时,MC 可以促进肿瘤内皮的生长和新血管的生成,进一步促进 肿瘤生长。MC 分泌的细胞因子和化学因子对肿瘤的生长也起到抑制作用。首先 肝素能改变肿瘤细胞的黏性,干扰其进行分裂,还能抑制血管的生成。组织胺也 具有抑制肿瘤生长的作用,促进肿瘤退行性变化。MC 释放的 TNF-,可引起肿瘤 坏死,消除和阻止恶性肿瘤转移。MC 通过膜与膜的接触,可以刺激纤维细胞胶原 基质的生成,而胶原基质的作用则会包绕癌巢,对癌的生长和浸润有颉颃作用。 MC 分泌的透明质酸对癌细胞的扩散起到抑制作用18。慢性炎症和肿瘤之间存 在着某种功能上的联
16、系已经得到公认,例如利用非类固醇类的抗炎药物会抑制慢 性炎症,并且会有引发各种癌症的危险19。大多数的肿瘤都包含着炎性细胞, MC 就是其中的一种,MC 对肿瘤的生长既有抑制作用,也可能有促进作用。 4.4 肥大细胞与神经的关系 MC 具有旁神经特征。MC 是一种被称之为神经体液细胞的游离细胞,而且与 无髓神经纤维有很多接触,还是两神经末梢的中介17。P 物质能神经属于肽能 神经,大鼠鼻黏膜及耳廓外皮肤的 MC 与其末梢存在较密切的形态学构筑关系,也 就得出二者之间在功能上也是有联系的。MC 释放的化学介质、神经调质能够影 响与之相邻的神经末梢;而神经末梢释放的物质对 MC 也会产生影响6。因
17、此可 以得出一个结论,MC 的作用是受神经机制影响和调节的,MC 也可以反作用于神经。 4.5 肥大细胞与生殖功能的关系 有报道表明,发情周期各期动物子宫肥大细胞的数量会发生变化,在发情后 期数量最多,在发情前期数量最少21。MC 释放的组织胺,对卵巢发育和卵巢血 淮阴师范学院 7 流量有增强作用外,还对子宫和卵巢的收缩运动起控制作用。Nakaura 等报道 MC 还可能与卵泡的破裂即排卵有关22。Tursi(1984)等还发现 MC 参与精子的去 能(de-capacitation of spermatozoa)过程并抑制胚泡着床。因此 MC 在机体的 生殖过程中发挥着重要作用。 4.6 肥
18、大细胞在肠易激综合症中的作用 肠医激综合症是近年来研究相对比较多的疾病,其发病机理的研究表明,身 体的免疫系统和神经系统的共同作用导致了此病的发生,而在免疫系统中,广泛 分布于肠道粘膜和粘膜下层的肥大细胞极有可能是发病过程中的一个重要环节。 肠道中的肥大细胞分布比较广泛,而且能够参与肠道的免疫调节,受到刺激后被 活化后分泌如组胺、5-羟色胺、细胞介素等等的各种介质。潘国宗等人通过电 镜观察得出,肠易激综合症的病人在回肠末端和直肠-乙状结肠交界处肠粘膜内 的肥大细胞与神经纤维和神经内分泌细胞比正常人有更紧密的联系,而且,在这 些肥大细胞的周围,神经元特异性烯醇化酶、p 物质、cGRP、5-HT
19、等神经介质和 神经肽的表达显著增强,说明肥大细胞具有和神经系统紧密联系的基础。因此, 潘国宗等人得出结论:肥大细胞是神经免疫反应条链中的一个重要环节,把刺激 的免疫反应信息传达到神经系统,并接受神经系统的调控,对靶器官引起更进一 步的免疫反应。 4.7 肥大细胞在风湿性关节炎中的作用 美国哈佛大学的 David M.Lee 等研究表明,肥大细胞在小鼠的关节炎发病过 程中起着极其重要的作用。实验证明,如果将患有关节炎小鼠的体液注射在其它 的小鼠中,那么受体小鼠将会感染关节炎,而将这种体液注射在缺乏肥大细胞的 小鼠中,则受体小鼠不会有炎症发生,由此而推测出肥大细胞对于自身抗体发挥 作用起着重要的作
20、用,是抗体发挥作用的重要的介质。 4.8 肥大细胞与寄生虫感染应答的关系 当人及动物的皮肤、肺、脑、胃肠道和肝受到寄生虫感染时,可以明显看到 皮肤、肺、脑内的 MC 和胃肠道及肝内胆管的黏膜肥大细胞(MMC)显著增多。MC 增多,是机体对抗寄生虫感染重要的免疫反应。MC 释放的介质是影响寄生虫存 在的重要物质17。MC 所释放的组织胺及蛋白酶等生物活性物质对排出寄生虫 的作用主要表现在,组织胺和蛋白酶可以增加肠道局部血管的通透性,促进上皮 黏膜分泌,局部 pH 升高,利于寄生虫的排出。黏膜分泌及 MC 介质的释放则有利 淮阴师范学院 8 于血清抗体及补体进入空肠,而且对肠平滑肌的收缩起到调节和
21、控制作用。另外, MC 释放的其他物质还能增加其免疫活性,如嗜酸粒细胞趋化因子,它的作用是增 加局部酸性粒细胞,发挥抗寄生虫作用。 4.9 肥大细胞的其他作用 有研究认为结缔组织中的 MC 释放的物质,能够激活间充质细胞向纤维母细 胞转化,能够加速原纤维和结缔组织间质的生成。还有研究认为,血管周围的 MC 是一种化学感受器,当机体处于低氧环境下,MC 增多并且释放组织胺,作用于肺 动脉中膜的平滑肌,并引起小血管收缩,以适应低氧环境。MC 与人和动物疾病的 发生也有关系。美国科学家还发现 MC 具有抗菌作用。此外,MC 还与清除血脂、 血管生长调控存在一定关系6,17。这一发现提示,将来有可能通
22、过调节 MC 等 一些自身免疫系统的成员而不再运用易产生耐药性、配制复杂的抗生素来达到 治疗疾病的目的。总之,MC 是一种重要的免疫细胞。 淮阴师范学院 9 结论 MC 的起源、组织学特点和功能的深入研究可能引起医学的重大变化革。发 挥 MC 对机体的有利功能,抑制有害作用是今后研究的主要目标, 作为一种主要 的免疫细胞,肥大细胞的起源、分化、成熟、介质的释放、凋亡及其功能等方面 都有其独到之处,且肥大细胞活化脱颗粒时产生多种作用不同的介质,再加上肥 大细胞不同物种之间的异质性,使得我们对肥大细胞的生物学特性及功能的研究 更加复杂。这就要求我们给予肥大细胞的生物学特性和功能更充分,更深入的关
23、注。 淮阴师范学院 10 参 考 文 献 1 汝小美.肥大细胞的起源和分化J.免疫学杂志,1992,8(3):206-209. 2 姚红艳,等.小鼠空肠肥大细胞组织化学及超微结构研究J.动物医学进展,2010,31(1): 41-43. 3 王立芹.山羊发情周期不同阶段子宫与输卵管内肥大细胞消涨规律的研究D.山东泰 安:山东农业大学,2008. 4 呼格吉乐图.家兔肥大细胞的分布定位及超微结构特征研究D.北京:中国农业大学, 2004. 5 Franceschini B,Giorgia C G,Ceta R.The complex functions ofmast cells in chron
24、ic human liver diseasesJ.Digestive Dis Sci,2006,51(12):2248-2256. 6 Ito A,Hagiyama M,Oonuma J.Nerve-mast cell and smoothmuscle-mast cell interaction mediated by cell adhesion mole-cule-1,CADM1J.Journal of Smooth Muscle Research,2008,44(2):83-93. 7 Heib V,Becker M,Cetal T.Advances in the under2 stand
25、ing of mast cell functionJ.British Jurnal of Haematology,2008,142(5):683-694. 8 张文学.肥大细胞的结构和功能特点J.生物学教学,2009,34(5):10-12. 9 孙 泉,佘锐萍,王德成,等.肥大细胞在机体防御反应中的作用J.动物医学进展, 2007,28(8): 87-90. 10 李 殷.肥大细胞在宿主防御中的利弊及其研究的最新进展J.国外医学:免疫学分册, 2004,7(4): 189-192. 11 雷秋香,刘文利,李朝鹏.手术前后血清C反应蛋白和白细胞介素-18的研究J.国际检 验医学杂志,2009,
26、30(7):705-707. 12 杨 岚,李 蕾,陈国千.肥大细胞功能和介质释放机制的研究进展J.国际检验医学 杂志,2010,31(8):834-836. 13 Metz M Siebenhaar F,Maurer M.Mast cell functions in the innate skin 淮阴师范学院 11 immune systemJ. Immunobiology, 2008, 213(3):251-260. 14 李 涛,何韶衡.肥大细胞与树突状细胞的相互作用J.上海免疫学杂志,2003,23(6): 430-432. 15 刘彦威,刘 娜.肥大细胞的功能J.中国病理生理杂志,
27、1993(1):143-158. 16 Coussens L M, Werb Z. Inflammation and cancerJ.Na- ture,2002,420:860-867. 17 Rauter I,Krauth M T,Westritschnig K,et al. Mast cell-de-rived proteases control allergic inflammation through cleavage of IgEJ.Allergy Clin Immunol,2008;121:197-202. 18 SatoN, Tanaka S, Matsuura J, et a.
28、l Interleukin-4-media-ted suppression ofhistamine synthesis in amurine mast cell line, BNu-2cl3. BiolPharm Bul,l 2009, 12: 1800 19 景 雅,何泽涌.肥大细胞在小鼠子宫的分布及其在动情周期中变化的定量研究J. 解剖学报,1990,21(3):312-313. 20 Nakamura Y. Increased number of mast cells sin the dominantfollicle of the cow:relationships among luteal stromal and hilar re-gonsJ.Biol Reprod,1987,37:546.
