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速来围观,显微镜下的树突状细胞!

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1973年,加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼(Ralph Steinman)在小鼠脾脏中首次发现了一种具有树枝状突起的特殊细胞类群,并将其命名为树突状细胞(Dendritic cells,DC)。在第一篇论文表后,斯坦曼教授以系列研究的形式在JEM期刊发表论文,阐释了树突状细胞的形态、数量、组织分布;体外功能;体内功能;在小鼠脾脏的分布,并建立了体外培养体系。好棒呀!

2007年,斯坦曼被诊断出患有胰腺癌IV期,预后极差。出于对其研究的信心,在常规治疗效果不佳的情况下,他决定利用自己发现的树突状细胞,为自己设计并进行了实验性的免疫疗法(即树突状细胞疫苗)。类似的故事还发生在“幽门螺杆菌导致胃溃疡”理论发现者马歇尔和“糖丸爷爷”顾方舟身上。

2011年9月30日,在与肿瘤抗争4年半后,斯坦曼教授去世,享年68岁。树突状细胞疫苗延长了生命。三天后的10月3日,斯坦曼与另外两名科学家共同获得2011年诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他在树突状细胞免疫学研究方面的贡献。这是1973年文章中DC的图,主要来自显微镜观察,供大家参考。

DC独特的形态特征。细胞形状:细胞形态多样,从双极细长细胞到复杂的星状或树突状。这是其被命名为“树突状细胞”的直接原因。细胞质延伸出数量、长度、宽度和形态各异的伪足。胞质内含有很多大型、球形、相位致密的线粒体。偶尔可见折射率高的脂质颗粒。细胞核非常大、形状扭曲、具有折光性。核膜为一条粗而均匀的相位致密线。核质透明,有几个大的染色体团块紧贴着核膜。缺乏吞噬活性:没有观察到活跃的内吞作用迹象(如膜皱褶、胞饮囊泡),这与巨噬细胞形成对比。组织分布:图片分别来自脾脏(a-d)、颈部淋巴结(e)和派尔集合淋巴结(f),证明DC是外周淋巴中普遍存在的细胞类型,而非脾脏特有。这是首次通过显微镜图像直观地定义树突状细胞的形态学标准,将其与淋巴细胞、粒细胞和单核吞噬细胞清晰地区分开来。

图4a、b通过酸性磷酸酶(溶酶体的标志酶)染色,展示树突状细胞与巨噬细胞在溶酶体含量和活性上的显著差异。巨噬细胞显示出大量的酸性磷酸酶阳性颗粒,位于核周区域。这与巨噬细胞富含溶酶体、具有强大吞噬和降解功能的特性一致。树突状细胞仅在核附近有少量、小型的阳性颗粒(图中箭头所示),有些甚至检测不到活性。这与之前用中性红活体染色的结果相符。这一细胞化学证据强有力证明,树突状细胞不是专业的吞噬细胞。

图5a、b通过二价阳离子依赖性ATP酶染色,提供另一个关键的细胞化学标志,区分树突状细胞和巨噬细胞。巨噬细胞显示出强烈的ATP酶活性,并且染色模式符合酶分布在质膜上的特征。树突状细胞和淋巴细胞(★)完全为阴性,没有检测到该酶的活性。这是区分这两种细胞的又一个决定性标准。膜相关ATP酶可能是巨噬细胞特有的一种功能蛋白,而树突状细胞缺乏这种酶,进一步强调其在分子表型和功能上属于一个独立的细胞类别。

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