T“巨噬细胞”一词在希腊语中的意思是“大食客”,这是一个恰当的描述。巨噬细胞是我们身体的垃圾吞噬细胞。它们消耗我们血液中的病原体、我们骨骼和肌肉中的坏死细胞以及我们肺部的灰尘。它们存在于我们身体的每个部位,是我们免疫系统的关键部分。
巨噬细胞的科学图片看起来像小煎蛋,但这些图片掩盖了这些细胞的复杂性和多样性。巨噬细胞从其微观中心延伸出化学、物理和机械传感器,这些传感器可以检测细胞变化,如疾病和死亡。根据他们的发现,巨噬细胞可以分泌数百种蛋白质来触发免疫系统对病原体的防御、新骨细胞的生长,甚至终止妊娠。
科学家们还没有列出清除我们身体垃圾的所有巨噬细胞种类的完整清单,但我们选择了几种类型,展示了它们在我们的健康和生殖中扮演的重要角色。
正弦巨噬细胞:
侦察兵和地面部队
窦状巨噬细胞既是侦察兵,也是抵抗体内病原体的第一道防线。它们驻留在脾脏中,从血液中过滤细菌和病毒。在对抗感染的斗争中,人类免疫系统严重依赖于称为T细胞和B细胞的淋巴细胞。这些细胞能很好地保护我们的身体免受感染,但不能识别它们。窦状巨噬细胞识别病原体,评估其危险程度,并召唤T细胞和B细胞进行攻击。
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通过一种叫做吞噬作用的过程,巨噬细胞吞噬病原体,并用酶将其分解为组成部分进行攻击。亚利桑那州立大学生物设计研究所教授张勇将它们比作地面部队。
她说:“巨噬细胞试图打一场战争,当你动员你的军队时,你会动用你所有的武器来摧毁敌人。”当战争结束时,巨噬细胞就会猛扑进来,把尸体取出来。
小胶质细胞:大脑物质的回收者
小胶质细胞是位于大脑和中枢神经系统的巨噬细胞;它们对大脑和脊髓的炎症和感染有反应。血脑屏障保护中枢神经系统免受大多数病原体的侵袭,但疱疹和艾滋病毒等病毒可以突破这一屏障,感染大脑和神经。在身体的其他部位,巨噬细胞会召唤T细胞和b细胞,但在大脑和脊髓中,小胶质细胞没有备份,必须靠自己抵御病原体。
小胶质细胞也会吞噬受损的神经元和斑块。小胶质细胞还能将它们消化的废物转化为营养物质,并反馈给神经元。Chang说:“从废物的角度来看,有些材料是可以回收和再利用的。”他补充说,小胶质细胞分泌的生长因子“有助于神经元生长”。
研究人员一直在争论小胶质细胞是否减轻或加重了神经退化。研究发现,小胶质细胞可以破坏淀粉样蛋白,而淀粉样蛋白与阿尔茨海默病斑块的形成有关。与此同时,小胶质细胞可以分泌引起炎症的神经毒素,从而杀死神经元。
肺泡巨噬细胞:肺尘埃
肺泡巨噬细胞被称为尘细胞,它们生活在肺部,防止灰尘颗粒在沙发下堆积。肺泡巨噬细胞有一个复杂的传感器系统,可以检测肺部固有细胞中的外来颗粒。对于肺泡巨噬细胞来说,灰尘斑点的锋利边缘是开始进食的信号。“如果边缘更尖锐,或者有曲率,它们很可能会被吞没,”张说。
如果颗粒表面光滑,巨噬细胞就不太可能进食
肺泡巨噬细胞通过吞噬作用可消化多种粉尘,但并非全部。如果肺泡巨噬细胞吸收了一种它不能分解的微粒,细胞本身就会成为宿主机体的刺激物,要么死亡,要么通过咳嗽排出体外;这种功能失调的巨噬细胞会引起炎症。
破骨细胞:骨重建者
破骨细胞是帮助我们身体骨骼再生的巨噬细胞。在一个7年的周期中,构成人类骨骼的细胞死亡,并必须被替换。破骨细胞识别、吸收和消化死亡和死亡的骨细胞,为成骨细胞(造骨细胞)清理空间,以产生新的生长。这个周期解释了骨头如何随着人的成长而延长和改变形状,以及为什么破碎的骨头可以愈合。
破骨细胞和成骨细胞协同工作;不平衡会导致骨质疏松症,骨质疏松症是一种医学疾病,在这种疾病中,骨骼变得脆弱、易碎,并且容易折断。
蜕膜巨噬细胞:妊娠的守护者
蜕膜巨噬细胞在子宫内膜内生活和工作,是第一批到达胚胎着床部位的细胞。耶鲁医学院生殖科学部主任吉尔·莫尔说:“植入就像在子宫里制造伤口。”。“植入开始破坏子宫的细胞上皮。”细胞开始死亡,蜕膜巨噬细胞到达清理。
但是,蜕膜巨噬细胞不是召唤T细胞和b细胞,而是向母亲的免疫系统发送信息,指示它不要排斥胚胎。只要胎儿在正常生长,蜕膜巨噬细胞就会在整个怀孕期间“监督”胎儿的发育。但是,如果胚胎发育出遗传异常,蜕膜巨噬细胞可能会通过干扰胚胎细胞保护层滋养细胞的生长而迫使妊娠终止。Mor说:“如果出现问题,巨噬细胞将改变它们的表型,而不是引导,它们将形成一个屏障,阻止滋养层的进程。”
但莫尔说,这种反应并不总是有道理的。胎盘感染可产生蛋白质,改变巨噬细胞从胎儿守护者到胎儿攻击者的行为,然后巨噬细胞可导致流产或将母亲送入不想要的早产。Mor寻求防止这些蛋白质到达巨噬细胞或改变其反应的方法。
霍夫鲍尔细胞:胎儿的保护者
蜕膜巨噬细胞在胎盘母亲一侧工作,而Hobbauer细胞在胎儿一侧工作。通过吞噬作用,霍夫鲍尔细胞吸收入侵病毒,如艾滋病毒和疱疹病毒,并部署酶分解它们,然后才能从母亲转移到胎儿。但即使感染没有穿透胎盘屏障,与之相关的信使蛋白有时也会穿越胎盘屏障。霍夫鲍尔细胞对这些蛋白质的反应就像胎儿一侧的真正感染一样。
这可能会导致一种被称为胎儿炎症反应综合征的情况,在这种情况下,尽管没有感染源,胎儿免疫系统仍会被激活,这可能会导致胎儿发育缺陷。除了这种罕见的情况,霍夫鲍尔细胞似乎从一开始就是生命的基础——它们与胎儿生长过程中第一批血管的形成有关。
肿瘤巨噬细胞:终极的食死徒
当对恶性肿瘤进行放疗或化疗时,与肿瘤相关的巨噬细胞会聚集起来吞噬被杀死的癌细胞。科学家们用肿瘤相关巨噬细胞进行实验,以增强传统癌症治疗的效果。
在化疗或放疗之前,科学家可能能够从患者体内提取肿瘤巨噬细胞,使其在细胞体内生长出抗癌病毒。然后,“武装”巨噬细胞将重新插入患者体内,发挥双重作用。首先,它们会深入治疗过的肿瘤,释放出数千份病毒。然后,巨噬细胞会吞噬被化疗杀死的肿瘤细胞,而病毒会摧毁成功存活下来的细胞。
谢菲尔德大学医学院的教授Claire Lewis在老鼠身上做了这样的实验,希望能很快为人类提供治疗。她通过插入一种溶瘤病毒和一种称为质粒的DNA片段来武装巨噬细胞,溶瘤病毒可以特异性地感染和杀死癌细胞,而质粒起着开关的作用。当肿瘤细胞生长时,它们会耗尽周围的氧气,肿瘤相关的巨噬细胞可以检测到这种情况并自然地被吸引。低氧水平也激活质粒开关,使巨噬细胞内的病毒复制。巨噬细胞最终爆炸,病毒感染并摧毁癌细胞。
Patchen Barss是多伦多的一名记者,专门研究科学和人文学科的新思想。他是本书的作者色情引擎:色情是如何推动从古腾堡到谷歌的大众传播的,为很多出版物撰稿,包括周六晚上,这个National Post和蒙特利尔公报。










