NK細(xì)胞概述

自然殺傷細(xì)胞（Natural killer cell，NK細(xì)胞 )，是腫瘤和病毒感染免疫中的“第一反應(yīng)者”，可自發(fā)識別體內(nèi)異常細(xì)胞，并通過細(xì)胞毒性作用將其迅速清除，同時產(chǎn)生各類促炎細(xì)胞因子和趨化因子，招募和激活其他免疫細(xì)胞以啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)。其是人體內(nèi)抗癌活性最強的免疫細(xì)胞之一，它在骨髓中發(fā)育成熟后，主要存在于外周血、肝臟、腹膜腔和胎盤中。NK細(xì)胞主要分布于外周血，占外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的5-10％。無需抗原提呈細(xì)胞作為中介提呈抗原，也無需抗體幫助，可直接清除衰老細(xì)胞、變性細(xì)胞、癌細(xì)胞及病毒感染細(xì)胞等。NK細(xì)胞已經(jīng)成為抗腫瘤免疫治療的重要靶點。目前，正在開發(fā)的NK細(xì)胞治療產(chǎn)品主要有兩類：一類是自體或是異體NK細(xì)胞治療產(chǎn)品，另一類是CAR-NK產(chǎn)品。

圖1.參與NK細(xì)胞擴增的重要細(xì)胞因子

NK殺傷腫瘤細(xì)胞機制

直接殺傷

NK細(xì)胞直接通過胞吐作用，釋放穿孔素和顆粒酶等細(xì)胞毒性顆粒，穿孔素在靶細(xì)胞表面穿孔，使顆粒酶進入靶細(xì)胞誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。

誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 

活化NK細(xì)胞表達(dá)Fas（CD95）配體和TRAIL（腫瘤壞死因子相關(guān)誘導(dǎo)凋亡配體）分子，誘導(dǎo)CD95+靶細(xì)胞和TRAIL受體陽性的靶細(xì)胞通過內(nèi)源酶的級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生凋亡，使靶細(xì)胞進入程序性凋亡狀態(tài)。

細(xì)胞因子介導(dǎo)殺傷 NK細(xì)胞能合成和分泌多種細(xì)胞因子（如IFN-γ、TNF-α、IL1、IL5、IL8、IL10和G-CSF等），直接作用于靶細(xì)胞，或通過進一步激活其他種類免疫細(xì)胞攻擊靶細(xì)胞。抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用（ADCC） 

NK細(xì)胞低親和力的CD16分子與靶細(xì)胞IgG抗體復(fù)合物結(jié)合后，活化蛋白酪氨酸激酶（PTK），使PLC γ的酪氨酸磷酸化，裂解膜磷酯酰肌醇為三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油，IP3增加細(xì)胞內(nèi)游離鈣濃度，進而釋放細(xì)胞毒性物質(zhì)（如穿孔素和顆粒酶）。

細(xì)胞因子激活NK細(xì)胞

體外擴增NK細(xì)胞，使用細(xì)胞因子是一種有效擴增NK細(xì)胞并提高其活性的方法。多種細(xì)胞因子，如IL-2、IL-15、IL-12、IL-18、IL-21和I型干擾素已被相繼用于NK細(xì)胞的體外擴增。但是，不同細(xì)胞因子組合，對于NK細(xì)胞體外擴增會有明顯的差異。

表1.擴增PBMC來源的NK細(xì)胞擴增方法[1]

白介素2（IL-2）

白細(xì)胞介素-2（Interleukin-2, IL-2）通過與NK細(xì)胞上表達(dá)的異三聚體蛋白IL-2受體（IL-2R）結(jié)合，激活各種激酶通路。IL-2可在短時間（24小時）內(nèi)促進NK細(xì)胞的存活、激活和提高細(xì)胞毒性。IL-2刺激PBMCs可導(dǎo)致淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞（LAK）數(shù)量的增加，LAK由NK細(xì)胞和T細(xì)胞組成，對自體腫瘤細(xì)胞具有較高的殺傷能力。

IL-2用于細(xì)胞和基因治療領(lǐng)域，可促進CAR-T細(xì)胞、TCR-T細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、TIL細(xì)胞、NK細(xì)胞和CIK細(xì)胞的增殖和分化。

白介素15（IL-15） 

白細(xì)胞介素-15（Interleukin-15, IL-15）與IL-2具有類似的生物學(xué)功能，IL-15是IL-2最有前途的替代品。重要的是，IL-15刺激NK和CD8+T細(xì)胞，但不刺激Treg細(xì)胞。體外研究表明，IL-15可以增強被TME（腫瘤微環(huán)境）耗盡的NK細(xì)胞的功能。在缺氧條件下，用IL-15治療功能失調(diào)的腫瘤來源的NK細(xì)胞，可以恢復(fù)線粒體的完整性，增加顆粒酶B的表達(dá)，減少細(xì)胞凋亡，增強NK細(xì)胞毒性和IFNγ的產(chǎn)生。

IL-2和IL-15聯(lián)合應(yīng)用可促進NK細(xì)胞的增殖和活性，有利于NK細(xì)胞的激活。且只有IL-15可以維持NK細(xì)胞在輸注患者后的細(xì)胞溶解功能。IL-2和IL-15誘導(dǎo)NK細(xì)胞活化受體NKG2D、NKp44、NKp30和NKp46的表達(dá)，提高其對腫瘤細(xì)胞株的細(xì)胞毒性。

白介素7（IL-7） 

白細(xì)胞介素-7（Interleukin-7, IL-7）是一種可促進多能造血干細(xì)胞（HSC）分化為淋巴祖細(xì)胞的細(xì)胞因子。此外，其還可支持淋巴譜系中各種細(xì)胞（B細(xì)胞、T細(xì)胞和NK細(xì)胞）的增殖。該因子主要由骨髓和胸腺中的基質(zhì)細(xì)胞分泌。在NK細(xì)胞體外擴增培養(yǎng)中，IL-7可以促進NK細(xì)胞分化和誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞的標(biāo)志蛋白，增強NK細(xì)胞存活能力。

IL-7可在細(xì)胞和基因治療領(lǐng)域中用于基因修飾T細(xì)胞的體外擴增，如CAR-T細(xì)胞，并可誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）分化為T細(xì)胞。此外還用于誘導(dǎo)臍帶血來源的造血干細(xì)胞（HSC/CD34+）分化為NK細(xì)胞。

白介素12（IL-12） 

白細(xì)胞介素-12（Interleukin-12, IL-12）主要由抗原呈遞細(xì)胞，特別是DC和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，刺激CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的募集、效應(yīng)功能和IFNγ的產(chǎn)生。IL-12、IL-15和IL-18聯(lián)合作用可誘導(dǎo)細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞，是一種壽命長、細(xì)胞毒性高、分泌IFN-γ的細(xì)胞。除了直接激活NK細(xì)胞外，IL-12還刺激Th1產(chǎn)生IFNγ和IL-2，從而刺激NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的IFNγ、穿孔素和顆粒酶B。IL-12受體由兩個亞基（α和β）組成，通過JAK-STAT家族的成員介導(dǎo)信號傳導(dǎo)。IL-2通過增加IL-12受體和STAT4（IL-12信號傳導(dǎo)的相關(guān)因子）的表達(dá)來增強NK細(xì)胞對IL-12的反應(yīng)。

白介素18（IL-18） 

白細(xì)胞介素-18（Interleukin-18, IL-18）是一種促炎細(xì)胞因子，由多種細(xì)胞產(chǎn)生，包括髓細(xì)胞、腸上皮細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。IL-18（與IL-12聯(lián)合）能夠誘導(dǎo)NK細(xì)胞表達(dá)FASL、增強NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ和TNF的能力、促進NK細(xì)胞增殖，并通過誘導(dǎo)CCL21、CCR7的表達(dá)促進NK向次級淋巴器官遷移。

白介素21（IL-21） 

白細(xì)胞介素-12（Interleukin-12, IL-12）主要由抗原呈遞細(xì)胞，特別是DC和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，刺激CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的募集、效應(yīng)功能和IFNγ的產(chǎn)生。IL-12、IL-15和IL-18聯(lián)合作用可誘導(dǎo)細(xì)胞因子誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞，是一種壽命長、細(xì)胞毒性高、分泌IFN-γ的細(xì)胞。除了直接激活NK細(xì)胞外，IL-12還刺激Th1產(chǎn)生IFNγ和IL-2，從而刺激NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的IFNγ、穿孔素和顆粒酶B。IL-12受體由兩個亞基（α和β）組成，通過JAK-STAT家族的成員介導(dǎo)信號傳導(dǎo)。IL-2通過增加IL-12受體和STAT4（IL-12信號傳導(dǎo)的相關(guān)因子）的表達(dá)來增強NK細(xì)胞對IL-12的反應(yīng)。

相關(guān)試劑推薦

相關(guān)文獻(xiàn)：

[1] Fang Fang, Siqi Xie, Minhua Chen,et.al.Advances in NK cell production.Cell Mol Immunol. 2022 Apr; 19(4): 460–481.