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自然殺手細胞(Natural killer cell, NK celll)

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自然殺手細胞(Natural killer cell, NK cell)
台北市立建國高級中學生物科劉翠華老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

自然殺手細胞(Natural killer cell;NK cell)起源於淋巴前驅細胞,佔人類血液中淋巴球的5~10%。NK細胞表面缺乏專一性的抗原受體,負責非專一性防禦,可以胞殺腫瘤細胞和被病毒感染細胞。

NK細胞表面雖然沒有抗原專一性受體,但其表面有許多其他的膜蛋白接受來自目標細胞的刺激,以調節NK細胞的活性,這些膜蛋白大致可分為「抑制性受體」(inhibitory recepter)和「活化性受體」(activating recepter)。

當NK細胞與細胞接觸後,獲得活化性受體的訊息,若與正常細胞接觸,則正常細胞表面的第一型MHC分子與抑制性受體結合,傳遞了「抑制」NK細胞活性的訊息,故 NK細胞不會被活化,以避免殺死正常細胞;若正常細胞被病毒感染或轉為腫瘤細胞後,第一型MHC分子的表現常會發生異常,因此當 NK細胞接觸不正常細胞時,便無法獲得抑制性受體的訊息,於是NK細胞便活化進行胞殺作用。也就是說,只有「活化」訊息存在,且「抑制」的訊息異常或不存在時,NK細胞才會進行胞殺作用。


(來源 NEJM, 2000, 343(1),p37)

T 細胞自接收抗原呈現細胞的訊息到攻擊目標細胞,約需要4~7天,而NK細胞則比較不需要特別辨識抗原的工作,因此參與免疫反應的時間較胞殺性T細胞早;但是NK細胞對目標細胞的作用機制與胞殺性T細胞大致相似,均可藉由去顆粒作用(degranulation)來完成胞殺作用。當NK細胞與腫瘤或病毒感染細胞接觸,便會活化NK細胞,促使NK細胞釋出穿孔素(perforin)和顆粒酶(granzyme)等。穿孔素會在目標細胞膜形成孔洞,顆粒酶進入細胞後,改變粒線體膜的通透性,並引發一系列蛋白質的活化,啟動了細胞凋亡(apoptosis)反應,使DNA片斷化、細胞分解。

活化的NK細胞表面亦有多種細胞激素(cytokine)等免疫調節物的受體,這些免疫調節物可以進一步刺激NK細胞,增強NK細胞的胞殺能力,並協助NK細胞在組織間移動;活化的NK細胞也可以分泌細胞激素,影響T淋巴球及巨噬細胞等,以調節免疫能力。另外,NK細胞表面也有IgG分子的受體,因此在IgG的協助下,能更有效率地殺死目標細胞。

研究者發現,將小鼠腫瘤細胞轉至不同品系的小鼠身上竟然無法生長,因而認為免疫系統的排斥反應可以抑制腫瘤細胞的增生,進而提出「免疫監控假說(immune surveillance hypothesis)」,認為細胞在癌化的過程中,細胞表面常產生一些特殊抗原,可被自身的免疫細胞辨識並加以攻擊。基於”藉由活化自己的免疫細胞(如NK細胞、樹突細胞等),以提昇自身的能力去對抗癌細胞”的觀念,科學家開始了癌症的「免疫治療」研究。

有研究人員將黑色素瘤、肝癌、肺癌等癌症病患的NK細胞取出,在體外培養增生後,再由靜脈點滴方式注入病患體內,試驗顯示NK細胞可以抑制腫瘤細胞的生長和轉移。利用NK細胞的癌症免疫療法十分有效率,這種以病患本人細胞的方式,可降低排斥力、減少副作用,有別於傳統的治療方式(如:手術療法、放射性療法、化學療法等)。相信,藉由自然殺手細胞的癌症免疫療法,將會是未來炙手可熱的重要課題。

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