自然杀伤细胞发育、组织分布、功能以及相关疗法

自然杀伤细胞 (natural killer cell，NK 细胞)，是除 T 细胞、B 细胞之外的第三大类淋巴细胞，不仅与抗肿瘤、抗病毒感染和免疫调解有关，甚至参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生。NK 细胞来源于骨髓，属于天然免疫系统的核心细胞，约占血液中所有免疫细胞数量的 15%；主要分布于外周血、肝脏和脾脏。在人体内 NK 细胞主要特征为 CD3−CD56+淋巴细胞群。

2020 年 Cell 期刊发表一篇关于 NK 细胞的 SnapShot，总结了 NK 细胞的发育、组织分布、功能以及相关疗法。
 

NK 细胞发育

CD3−CD56+NK 细胞在机体内由 CD34+造血祖细胞（HPC）发育而来，是一个连续的过程，共同淋巴细胞祖细胞（CLPs）逐渐下调 CD34，上调 CD56，促使 NK 细胞分化与成熟。在小鼠中，CLP 产生共同的 ILC 前体（CILCP），可产生 NK 细胞和辅助性 ILC，但不能产生 LTi 细胞。从 CILCPs 中，NK 细胞发育至少包括五个其他阶段：NK 祖细胞（NKP）、refined-NKP（rNKP）、CD27+CD11b−NK、CD27+CD11b+NK 和 CD27−CD11b+NK。CD122 的表达是在 NKP 的下游，意谓进入 rNKP 阶段。NKP 的维持和发育需要转录因子 T-bet、Id2 和 Nfil3，而 Eomes 的表达是在后期诱导的。未成熟的 CD27+CD11b-NK 细胞表达活化受体 NK1.1、NKG2D 和 NKp46。它们进一步分化为 CD27+CD11b+NK 细胞，并表达 S1P5，使其从骨髓向外周排出。成熟的 CD27−CD11b+NK 细胞通过表达抑制性细胞表面受体 KLRG1 终止其分化。            

在人类中，一个接近 CLPs 的多能祖细胞能够产生 ILCs 的所有亚群。从 CLP 发展出 ILC 限制的 CILCP，进而产生 NK 限制的 NKP。NKs 的特征是 CD122 的表达以及 CD34 和 CD127 的丢失。T-bet 和 Eomes 的表达是进一步分化为功能性 NK 细胞所必需的。CD56 的表达允许区分两个 NK 细胞亚群，CD56dim 和 CD56bright，其中 CD56dim NK 细胞具有细胞毒杀性，并且两个亚群都能够产生细胞因子。两种活化表面受体 NKp46 和 NKp80 在两种 NK 细胞亚群中均有表达。CD56bright NK 细胞通过获得 CD16、PEN5 和 CD57 的表达而分化为 CD56dim NK 细胞。

人 CD56dim 转录组图谱对应于小鼠 CD27−CD11b+NK 细胞，人 CD56bright 转录组图谱对应于小鼠 CD27+CD11b−NK 细胞。

NK 细胞在机体内的组织分布

NK 细胞存在于大多数器官（骨髓、肺、淋巴结、外周血、脾脏和肝脏）。NK 细胞也被描述在许多其他器官中，如肠、皮肤、膀胱、扁桃体、子宫、胸腺、肾脏、胰腺、脂肪组织，甚至在小鼠大脑中。

NK 细胞功能

NK 细胞大多数具有细胞毒性。它们可产生大量分子（穿孔素、颗粒酶、人体颗粒溶素）的溶解颗粒，这些分子可诱导应激细胞的细胞死亡。NK 细胞亦表达多种肿瘤坏死因子（TNF）超家族成员，如 FASL 和 TRAIL，分别与相应的受体 FAS 或 TRAILR 结合诱导靶细胞凋亡。此外，NK 细胞产生一系列细胞因子（IFN-γ、TNFα、IL-10）、生长因子（GM-CSF）和趋化因子（CCL3、CCL4、CCL5、XCL1）。NK 细胞可以通过与树突状细胞、巨噬细胞和 T 细胞相互作用来形成免疫反应。

功能 NK 细胞的调节由细胞表面的抑制性和激活性受体之间的动态平衡来控制。这些抑制性受体，如人类的杀伤细胞免疫球蛋白受体（KIRs）和小鼠的 Ly49 分子的抑制性亚型，以及这两个物种的 CD94/NKG2A 异二聚体识别各种形式的主要组织相容性复合体Ⅰ类（MHC-I）分子。因此，靶细胞上 MHC-I 分子的减少或缺失会减弱 NK 细胞的抑制信号的强度，从而促进 NK 细胞的活化。NK 细胞的活化也源于活化受体的参与，例如 Ly49 和 KIRs 的活化亚型、信号淋巴细胞活化分子（SLAM）相关受体 NKG2D 和天然细胞毒性受体 NKp30 和 NKp44 在人和小鼠中以及 NKp46 在人和小鼠中。NK 细胞也经由 CD16（FcgRIIIA）介导 ADCC 作用，抗体依赖性细胞介导的细胞毒杀作用，同时也是目前热门抗体药物发挥临床效果的重要作用机制。

NK 细胞疗法

依据 NK 细胞的抗肿瘤特性，目前已经开发了几种细胞治疗策略。（1）细胞因子：IL-2 和 IL-15，已知可提高机体内 NK 细胞活性，但之后潜在恶化的免疫反应是一个安全问题。（2）活化的 NK 细胞：将健康捐赠者的 NK 细胞在体外以 IL-2 和 IL-15 刺激后，再输住到癌症患者的血液中。这种策略可以利用供者 KIR 与患者人类白细胞抗原（HLA）的不匹配性，降低 NK 细胞功能的抑制，提高其抗肿瘤活性。（3）基因工程化 NK 细胞：自体（3a）或 HLA 不匹配（3b）嵌合抗原受体（CAR）NK 细胞转基因表达抗 B 细胞恶性肿瘤的抗 CD19 或抗 CD20 受体，IL-2 和 IL-15 增强 NK 细胞存活，或 NKG2D 提高肿瘤识别和溶解等不同治疗策略均正在临床试验进行中。（4）单克隆抗体：针对肿瘤相关抗原的治疗性抗体，如分别识别 CD20 和 EGF 受体的利妥昔单抗或西妥昔单抗，可通过 NK 细胞诱导 ADCC。针对抑制分子的抗体，如识别 NKG2A 的单抗，可增强 NK 细胞的反应。调控 NK 细胞检查点的大分子药物亦正在开发中。（5）NK 细胞衔接器：靶向肿瘤抗原（如 CD19、CD20 或 EGFR）、NKp46 和 CD16 的多功能抗体将肿瘤细胞和 NK 细胞结合在一起，从而触发毒杀肿瘤细胞机制和促进 NK 细胞分泌细胞因子。

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