1.前线卫士
拍摄者:Florian Hladik、Polachai Sakchalathorn和Juliana M. McElrath,华盛顿大学
树突状细胞使免疫系统中的“头面人物”。它们负责检测病原体,然后通过激活T细胞来发动免疫反应。皮肤和其他上皮表面的树突状细胞被称之为朗格罕氏细胞(Langerhans cells)(图中紫色部分)。和所有树突状细胞一样,朗格罕氏细胞也是利用细胞表面受体(如Toll样受体)来鉴别病原体(图中红色部分),并通过吞噬作用或内吞作用来摄取之。一旦受到触发,朗格罕氏细胞就会从上皮迁移至血液或淋巴中,进而产生适应性获得免疫反应。
2.特洛伊木马?
拍摄者:Florian Hladik、Polachai Sakchalathorn和Juliana M. McElrath,华盛顿大学
在人类免疫缺陷病毒1型感染的最初几个小时内,病毒进入位于阴道上皮的朗格罕氏细胞(紫色部分)和CD4+ T淋巴细胞(图中未显示)。朗格罕氏细胞中的病毒通常会在内含体中被降解,并产生用于呈递给T细胞的抗原。但艾滋病毒拥有一套可以减缓其在树突状细胞跑内组分中降解速度的机制,使得病毒粒子得以侥幸逃脱,进而感染其他免疫细胞。欲知更多详情,请参考Hladik的这篇论文(2007年)。
图片:这张透射电子显微图像展现了朗格罕氏细胞(紫色部分)从一个孤立的上皮细胞中离开,以散播艾滋病毒感染的过程。朗格罕氏细胞较长的细胞质延伸部分依然固定在基质角质细胞之间,其中还包含一个包裹着HIV-1BaL病毒粒子(红色部分)的大液泡。研究者通过离心技术(即spinoculation:优化离心感染细胞法)对上皮层进行了两个小时的感染,然后将其放在卡诺瓦斯基固定液(Karnovsky's fixative)中固定,便于电镜成像。
3.免疫突触
拍摄者:Olivier Schwartz和电子显微镜中心实验室,巴斯德研究所
通过产生细胞因子的间接方式,或细胞间接触的直接方式,树突状细胞总是不断与免疫细胞进行着交流。树突状细胞最主要的交流方式是通过主要组织相容性复合体(MHC),它属于跨膜膜受体,可以呈递抗原多肽以及与T淋巴细胞上的T细胞受体(TCRs)进行相互作用。
当T细胞识别了MHC上的抗原以后,协同受体、粘附分子和细胞骨架组分便会定位至两个细胞之间的接触点,形成一个被称之为免疫突触的超分子集群。研究者们认为,免疫突触可以确保高效的抗原识别和可控的T细胞活化程度。欲知更多详情,请参考Thoulouze的这篇论文(2006年)。
图片:人类树突状细胞(伪蓝色部分)与淋巴细胞(伪黄色部分)之间的密切作用。这样的接触会导致免疫突触的形成。这张图片是利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)拍摄完成的。
4.强大的呈递者
拍摄者:Olivier Schwartz和电子显微镜中心实验室,巴斯德研究所
树突状细胞通过激活两大类T淋巴细胞——能够杀死被感染宿主细胞的细胞毒性T细胞,以及引导其他免疫细胞活性的辅助T细胞——来触发适应性免疫反应。细胞毒性T细胞可以识别携带抗原的Ⅰ类MHC分子,而辅助T细胞则专门识别Ⅱ类MHC分子-多肽。树突状细胞结构性地表达高水平的Ⅰ类和Ⅱ类MHC分子,使它们不仅成为T细胞的强力激活物,而且还具备刺激从未接触过抗原的“幼龄”T细胞的能力。
图片:人类淋巴细胞(伪粉红色部分)正在扫描树突状细胞(伪蓝色部分)的表面。这张图片是利用场发射扫描电子显微镜拍摄完成的,标尺:1??m。
5.通往淋巴结之旅
拍摄者:David Alvarez和Ulrich von Andrian,哈佛医学院
一旦组织中的树突状细胞(绿色部分)接触到感染信号,它们就会快速提升自己的运动性和探测能力。被激活的树突状细胞开始通过组织转移,最终缓慢进入淋巴管(白色部分)和淋巴结。淋巴结这种呈豆形的器官被淋巴细胞(即B细胞和T细胞)所包裹着,当淋巴细胞在周围血管(红色部分)中循环时,会不断穿过淋巴结。免疫细胞经由输入淋巴管进入淋巴结,由输出淋巴管退出淋巴结。
图片:在鼠耳的皮肤中,一个巨大的血管网络(红色部分)缠绕着输入淋巴管(白色部分)。从战略意义上来看,表达Ⅱ类MHC分子的皮肤树突状细胞(绿色部分)扮演着免疫哨兵的角色,它们不断探测着包括胞外空间和输入淋巴管腔体内在内的周围微环境。CD31+内皮细胞(红色部分)和LYVE-1+淋巴内皮细胞(白色部分)分别界定了血管和淋巴管的轮廓。细胞核被苯基吲哚(DAPI)染成了蓝色。