【工作细胞】免疫细胞的前世今生

写在前面:2018年8月,在我们刚刚创建biokiwi公众号的时候,恰逢动画《工作细胞》热播,我们就借着动画中提到的内容写了几篇科普,但是没意识到可以发在B站专栏,错过了最佳时期。马上《工作细胞》剧场版就要在日本上映了(9月5日),就借此机会给大家重温一下《工作细胞》第一季的知识点吧!(炒冷饭实锤)
第六篇文章我们来看看各种免疫细胞都是什么样子的,它们出现在动画的各集之中:

本文作者 无奶树 | 公众号 biokiwi
本文关键词 各种免疫细胞
七月份开播的动画《工作细胞》,通过介绍人体内细胞的故事吸引着大家的关注,如今更是已经播放破亿。我们也借助着这一动画,给大家介绍了很多关于人体的小知识(想要回顾的文末有传送门哟)。

不过伴随着这一季度的结束,这一动画也即将迎来完结(还有两集啊喂!)。基于种种考虑(其实就是之前几期没人看了),我们决定提前完结!考虑到之前一直没有给大家介绍一下各种各样的免疫细胞,那么这一期就让我们来了解一下免疫细胞们的故事吧!

今天我们来总结一下他们的故事
嗜酸性粒细胞

嗜酸性粒细胞被动画描述成一个面对细菌战斗力极差,但是在寄生虫出现时却能迎难而上的角色。现实也确实如此,嗜酸性粒细胞虽然有吞噬作用,可以消灭细菌,但是吞噬很慢,因此在消灭细菌中几乎不起什么作用。但是在面对蠕虫幼虫这样的寄生虫时,由于太巨大免疫细胞无法吞噬,而嗜酸性粒细胞在免疫蛋白作用下聚集在寄生虫周围,释放嗜酸性颗粒、过氧化酶等内含物,损伤虫体。


至于为什么是一个这么拗口的名字,这和嗜酸性粒细胞的内含物有关。由于其内含物可以被酸性染料染色,因此被称为嗜酸性粒细胞,同理,嗜碱性粒细胞的名字也是这样得来的。

嗜碱性粒细胞

说完嗜酸性粒细胞,自然不得不提一下嗜碱性粒细胞。动画中这是个给人很深印象的“中二细胞”,满口让人不知所云的奇怪台词。而实际上的嗜碱性粒细胞并没有那么奇怪,胞内含有的肝素、组胺、嗜酸性粒细胞趋化因子,肝素使其有助于血管流通,有利于免疫细胞的通过,同时趋化因子使其可以“呼唤”嗜酸性粒细胞的聚集。感觉是一个很正常的细胞呢。新的研究发现,它可能和寄生虫免疫以及细胞因子的释放还有重要的关系。

肥大细胞

肥大细胞在杉树花粉过敏一集中出现,主要是当体内IgE(抗体)含量过高时会大量释放组胺。而在现实中肥大细胞也确实总是和过敏联系在一起。但是除此之外,肥大细胞还参与了很多的免疫反应,为各位免疫细胞的战斗提供了不少帮助。

肥大细胞释放的组胺虽然会引起过敏反应,但是其实还有很多的功能,已知的便包括有23种,其中包括导致你打喷嚏、让你从睡梦中醒来、刺激胃酸的分泌等等。

其实肥大细胞的功能和我们之前提到过的嗜碱性粒细胞很相似,也是含有组胺,因此在他们刚发现时经常被弄混淆,嗜碱性粒细胞在最初的命名就是mastzellen,也就是现在肥大细胞名字的前身(mast cell)。
T细胞们



动画专门一集讲述了几种T细胞的逐渐成长的故事,而在现实中,T细胞的发育也是坎坷不断。它们主要要经历三个阶段:
首先,T细胞需要发育出自身的受体(TCR),只有拥有受体它们才能具有参与免疫反应的能力,这就类似新兵训练,掌握一定的技能。

之后需要经过阳性选择,T细胞们发育在胸腺发育,其中的胸腺上皮细胞会产生一种类似病原体的抗原,只有和这些抗原能高效结合的T细胞,才能存活下来。而其他大约95%的T细胞则会被淘汰死亡(细胞凋亡)。这就好比训练完之后会进行演练,那么不能成功打击敌人的T细胞只能被淘汰了。

但是这样还不够,剩余的T细胞还需要经过一轮阴性选择。与上一次的演练不一样,这一次是由树突状细胞和巨噬细胞作“考官”,它们会提供另一种它们自身的抗原,如果T细胞们与之结合就会被删除,以确保在T细胞不会攻击其他的免疫细胞。这就类似在训练时不止要会攻击敌人,还要学会和队友配合,进行一轮团队演练。只有这样,T细胞才算是顺利“毕业”!

而具体的不同T细胞的细胞功能动画也描述得很详尽了。比如起着类似“战士”作用,冲锋陷阵击杀病原的杀手T细胞(也叫细胞毒性T细胞);还有类似“司令官”作用,辅助T细胞们以及B细胞战斗的辅助T细胞;以及戏份不多,但是起着避免免疫过渡,控制免疫反应的调节T细胞(看漫画好像以后的剧情会有更多的表现)。
B细胞

说到T细胞,不得不提到免疫系统的另一个重要角色,B细胞。动画中他被描述成一个扛着一把大水枪(抗体)的角色。其实B细胞也要经历一段类似我们刚刚提到的T细胞们一样的“训练”过程,即阳性选择和阴性选择,最后才能成为一个优秀的B细胞。
B细胞要作出免疫反应,需要一个激活的过程(其实大多数免疫细胞都需要)。面对蛋白质类的抗原,会先由T细胞进行识别,之后再把讯息“呼叫”给B细胞;但是T细胞不能识别糖类之类的抗原,这时B细胞则靠自身的的免疫反应来识别并激活。

B细胞的枪上标有“IgE”的符号,是免疫球蛋白的一种,E型。主要的作用其实是对抗寄生虫等威胁,同时也是一个重要的过敏来源,这也是为什么在B细胞大量使用IgE后,肥大细胞会开始大量释放组胺导致过敏反应了。而其实这时几种免疫球蛋白中数量最少的,除此之外还有IgG、IgM、IgA、IgD,不同的这些抗体发挥的作用,产生的时机各不相同,以后我们有机会再来给大家介绍吧!
NK细胞

其实NK细胞我们在讲解癌细胞的时候就已经给大家介绍过了,还给大家简单讲了讲“笑”对NK细胞活化的依据(),不过为了给大家做一个比较我们这里再提一下。NK细胞和刚刚提到的T细胞和B细胞都是人体重要的免疫细胞,NK细胞最主要的不同,一是它的反应很快,在病毒感染2-3天之后便会大量产生,二是它能识别一些没有MHC I标记的有害细胞(很多免疫细胞只能识别有此标记的抗原)。
巨噬细胞/单核细胞

巨噬细胞(希腊语是“大胃王”的意思)在动画中出镜率很高,被塑造成一位看起来很甜美但是却非常暴力美学的角色。在人体中,巨噬细胞的“出镜率”也是非常高的,它不仅能直接吞噬病原体,而且还能在免疫系统中起着决定性的调控作用,为免疫细胞们传递抗原,同时有一些免疫细胞还能控制免疫反应,起到减少炎症的作用。

而单核细胞则是一种可以快速游走的细胞,主要存在于血液中。动画中单核细胞和巨噬细胞是一个人,现实上来看也不完全一样,简单来讲单核细胞一般是作为巨噬细胞的补充,当巨噬细胞不足的时候,单核细胞可以分化变成巨噬细胞,此外也可以分化成树突状细胞。
树突状细胞

最后给大家讲讲这个动画中的“腹黑”小哥哥,树突状细胞。树突状细胞主要作用是为免疫细胞们呈递抗原(巨噬细胞也有的类似功能),同时刚刚也提到它在T细胞阴性选择的作用,也具有能活化naïve T细胞的能力。
树突状细胞这个名字,在希腊语中是“树”的意思,主要是因为在生长过程中它会生出树枝状的突起,但这和树并没有什么关系,也和神经细胞没太大关系。
废了这么大劲也算是把动画中出现的免疫细胞们都提到了一下,免疫学的知识还很丰富,免疫学的相关研究也很多,限于篇幅我们的介绍就先到这里啦。
参考文献:
朱大年, 王庭槐. 生理学.第8版[M]. 人民卫生出版社, 2013.
金伯泉. 医学免疫学.第5版[M]. 人民卫生出版社, 2009.
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