人子宫内膜自然杀伤细胞研究进展
http://www.100md.com
国外医学计划生育分册 2000年2月第19卷第1期
人子宫内膜自然杀伤细胞研究进展
上海第二医科大学附属仁济医院妇产科(200001)
李东至综述 林其德审校
摘要 在月经黄体期和早孕期，子宫内膜中集聚大量CD56+自然杀伤(NK)细胞。子宫内膜NK细胞与外周血NK细胞表型存在差异，功能不尽相同。本文综述子宫内膜NK细胞的表型、发生、功能以及在妊娠、特别是病理妊娠中的作用。
关键词：自然杀伤细胞 蜕膜 滋养细胞
正常周期子宫内膜和蜕膜中均含有大量白细胞。白细胞量随内膜周期而变化：增殖期和分泌早期，白细胞不到间质细胞总数的10%，分泌晚期增至20%，于孕早期白细胞数量再一次增加，CD45+细胞可达蜕膜间质细胞的30%。分泌晚期和孕早期子宫内膜中白细胞急剧增加主要是由于一种CD56+自然杀伤(NK)细胞增多所致。本文就人子宫内膜NK细胞的研究进展进行综述。
, http://www.100md.com
一、NK细胞在子宫内膜的周期性变化
非孕子宫内膜NK细胞数量随月经周期不同阶段而变化。在增殖期数量很少，排卵后迅速增多，分泌晚期达高峰。妊娠后NK细胞持续存在于孕早期蜕膜，其数量进一步增加，尤在底蜕膜最为丰富，占子宫内膜白细胞的70%。但妊娠20周后蜕膜中NK细胞明显减少，至孕晚期完全消失。因此，子宫内膜NK细胞是早孕期的特有现象。
子宫内膜NK细胞数量在月经周期和早孕中的变化提示可能与激素调节有关，但具体机制仍不清楚。雌、孕激素是直接作用于子宫内膜的主要激素，但内膜中的所有淋巴细胞包括NK细胞均不表达这两种激素的受体[1]。黄体期和孕早期内膜间质细胞表达孕酮受体。Burrows等[2]发现，蜕膜NK细胞能粘附到体外培养的间质细胞单层，提示二者间存在相互作用。当与照射处理过的间质细胞共同培养时，低剂量的IL-2能刺激NK细胞增殖。NK细胞表达等亲和力的p75和高亲和力的p55IL-2受体，但在子宫内膜母体交界处未能检测到IL-2。子宫内膜分泌IL-15，其受体与IL-2受体的β链相同，因此有认为在体内IL-15可能参与调节内膜NK细胞增殖。
, 百拇医药
子宫内膜NK细胞表面的整合素可能介导了其与间质细胞的相互作用。早孕底蜕膜中的NK细胞表达α1、α4、α5和β1整合素，但不表达α2、α3、α6。实验发现，蜕膜NK细胞在体外很容易结合到纤维连接素，这种结合能被抗α4、α5、和β1的抗体阻断。蜕膜中的纤维素连接素非常丰富，由间质细胞产生分泌，受孕酮调节。NK细胞通过整合素与基质的相互作用可能影响其在子宫内膜中的迁移和集聚[3]。
二、NK细胞的形态和表型特征
NK细胞浆内存在大量颗粒样结构，电镜观察发现颗粒外层有膜包被。颗粒中含有穿孔素、颗粒酶和一种细胞溶解分子(TIA-1)，表明内膜NK细胞具有潜在的杀伤活性。这些细胞毒性分子通常只出现在某病理状态下循环中的NK细胞和杀伤性T细胞，而生理状态下的子宫内膜存在大量这类杀伤NK细胞，这一现象引起人们的重视。
近年来采用流式细胞技术对蜕膜NK细胞的表面分子进行了研究，发现其特征表型为CD56bright、CD16-，membrane(m)CD3-，这种表型特征证实，内膜NK细胞不是经典的T细胞(mCD16+)，属NK细胞家族(CD56+)，但与外周血中的NK细胞(CD16+)又有差别。另外，CD57表达于循环中的NK细胞，在内膜NK细胞表面不表达。蜕膜中NK细胞的绝大部分为CD56bright，而血中NK细胞多数为CD56dim。尽管外周血中确有一小部分NK细胞为CD56bright，但两者仍存在区别。几乎所有的外周血CD56bright细胞胞浆内不含颗粒，而大部分蜕膜CD56bright细胞被称为大颗粒淋巴细胞。流式细胞仪对分泌期内膜中的NK细胞表型分析的结果与早孕蜕膜相似，提示子宫局部微环境对内膜NK细胞的集聚比妊娠本身重要的多[4]。
, 百拇医药
三、子宫内膜NK细胞的发生与分化
虽然蜕膜NK细胞不表达成熟的T细胞表面标志，如：mCD3、CD5和CD6，但却表达早期T细胞抗原CD2和CD7，提示这两种细胞类型可能起源相同。不过NK细胞的发生机制目前仍知之甚少。胎儿肝脏中的NK细胞(mCD3+、CD56+)出现的时间要早于T细胞(mCD3+)，有人认为NK细胞可能T细胞的前体。研究发现，妊娠早期血中CD56bright细胞数量增加，循环中CD56bright细胞到达内膜后很可能在局部微环境的影响下增殖，并进行组织特异性分化。
四、子宫内膜NK细胞的功能
NK细胞大量存在于子宫内膜分泌期并于孕早期与胎盘绒毛外滋养细胞密切接触，提示NK细胞在受精卵的种植过程和胎盘生长发育中起重要作用。近来研究表明，胎盘滋养细胞可能是内膜NK细胞的作用对象。
, 百拇医药
对外周血NK细胞的研究发现，其细胞表面的一类属于p58/p70NKAT Ig超家族分子，即杀伤抑制受体(killer inhobitory receptors,KIRs)，能识别HLA-I类抗原。KIRs与相应的HLA-I类分子结合后在细胞间转导抑制性信号阻止细胞毒效应发生[5]。子宫内膜NK细胞表面也表达KIRs，其胞外、跨膜和胞浆内部分与外周血完全相同[6]。但对同一妊娠妇女来说，表达KIRs的NK细胞比例以及NK细胞表面的KIRs的表达密度在外周血和子宫内膜不同，不同孕妇间KIRs的表达也存在差异。这种受体表达形式的异质性表明NK细胞的效应作用不仅取决于母体本身NK细胞的受体水平，而且还与胎盘滋养细胞的HLA-I类分子有关。
与NK细胞密切接触的绒毛外滋养细胞表达非经典HLA-I类抗原HLA-G，最近又证实也表达经典的HLA-C分子[7]，但不表达I类抗原HLA-A、HLA-B。HLA-G的表达具有严格的限制性，只见于绒毛外侵入子宫母体组织的滋养细胞，而合体滋养细胞与细胞滋养细胞均不表达。HLA-G和HLA-C分子在滋养细胞呈低表达，个体差异很小，无HLA-A、HLA-B似的多态性。目前尚无HLA-G或HLA-C分子能刺激T细胞反应的报道。实际上，CD3+T细胞在母胎交界处的数量很少，只占内膜CD45+白细胞的10%~20%。
, 百拇医药
NK细胞受体与HLA-G空间如何进行识别是目前研究的重点。这些研究大都采用了一种特殊的HLA缺陷肿瘤细胞系721.221。通过转基因技术将HLA-G基因转导给721.221细胞，于是这种肿瘤细胞能在膜上表达HLA-G分子，包括三个完整的膜外功能区。结果发现，HLA-G转导细胞能显著抑制外周围血NK细胞的杀伤活性。经测定细胞表面不同杀伤抑制分子的表达，更主要的是加入不同分子的单克隆抗体观察NK细胞杀伤活性的恢复，以此判定某种表面分子杀伤活性的关系。有研究发现，HLA-C特异性的p58受体和HLA-Bw4特异性的p70受体参与了外周血NK细胞与HLA-G的识别[8]。但另有研究认为，CD94/NKG2A复合物是这种识别的基础，而p58/p70KIRs受体的作用不大。另一方面，外周血NK细胞与靶细胞接触后其分泌的细胞因子类型发生改变，而且有证据表明，NK细胞效应的发挥并不单纯依赖于细胞杀伤活性，而是通过产生细胞因子去影响靶细胞的生物学行为[10]。用RT-PCR和ELISA方法均已证实蜕膜NK细胞可分泌多细胞因子，如：GM-CSF、CSF-1和LIF。与此同时，滋养细胞表面已发现存在这些细胞因子的受体。因此，NK细胞有可能在局部通过细胞因子网络达到调节滋养细胞行为的目的。
, 百拇医药
五、子宫内膜NK细胞与病理妊娠
宫外孕妊多发生于输卵管，滋养细胞侵蚀管壁的最终结局是破裂出血或流产。宫外孕妊娠胚胎种植部位无CD56+细胞。
与NK细胞关系最为密切的病理妊娠是原因不明习惯性流产。许多研究观察了流产蜕膜NK细胞的变化，与正常妊娠比较，流产蜕膜NK细胞数目减少、细胞毒活性增高或NK细胞分泌细胞因子异常。但需要指出的是，这类研究本身存在一定的缺陷。首先，孕酮浓度降低，如：月经前期或胚胎死亡后内膜NK细胞很快发生凋亡改变。其次，胚胎丢失后蜕膜常继发炎症和坏死。因此，自然流产后所取蜕膜组织中的NK细胞变化与流产的因果关系难以肯定。
研究自然流产妇女非孕子宫内膜的变化可能会为疾病的发生提供一些线索。Serle等发现，此类患者子宫内膜在围着床期腺体发育滞后，分泌粘蛋白水平降低[11]。流式细胞技术分析内膜中的白细胞结果表明，CD56bright、CD16-亚群数量减少，CD56bright、CD16+亚群增多，CD8+细胞也增多[12]。这类改变如何影响胚胎着床尚需进一步研究。
, http://www.100md.com
tgε26小鼠用来作为研究子宫内膜NK细胞的模型[13]。它是一种基因剔除小鼠，从胚胎期体内即无NK细胞和T细胞。tgε26鼠可以正常受孕，但子宫内膜，特别是其血管发生病理改变，孕中期胎儿丢失率达60%，胎盘体积明显减少。单纯T细胞缺陷鼠妊娠无异常。为了证实NK细胞缺乏在妊娠失败中的作用，有作者将T、B细胞联合缺陷病的小鼠骨髓移植给tgε26雌鼠。结果发现，接受骨髓移植的tgε26小鼠妊娠后子宫出现NK细胞，内膜发育正常，胎盘增大，流产消失[14]。表明NK细胞而不是T细胞在正常妊娠中的确起着十分重要的作用。
总之，子宫内膜NK细胞对内膜本身生长起着调节作用。它可能是母体直接识别胎儿抗原的免疫细胞，一方面它通过受体与滋养细胞表面抗原接触，维持母体间的免疫平衡。另一方面，通过分泌细胞因子又可促进早期胎盘的生长发育。子宫内膜NK细胞的功能及其与流产和关系还有待于更深入的研究。
参考文献
, http://www.100md.com
1 King A,Gardner,L,Loke YW.Hum Reprod,1996;11:1079-1082
2 Burrows TD,King A,Loke YW.Cell Immunol,1995;166:53-61
3 Geiselhart A,Dietl J,Marzusch K et al. Am J Reprod Immunol,1995;33:315-322
4 Lachapelle MH,Miron P,Hemmings R et al. Am J Reprod Immunol,1996;35:5-13
5 Lanier LL,Corliss B,Phillips JH.Immunol Rev,1997;155:145-154
, 百拇医药
6 Verma S,King A,Loke YW.Eur J Immunol,1997;27:979-983
7 King A,Boocock C,Sharkey A et al.J Immunol,1996;156:2068-2076
8 Munz C,Holmes N,King A et al. J Exp Med,1997;185:385-391
9 Perez-Villar JJ,Melero I,Navarro F et al. J Immunol,1998;158:5736-5743
10 Aguila HL,Weismann IL.Blood,1996;87:1225-1231
11 Serle E,Aplin JD,Li TC et al. Fertil Steril,1994;62:989-996
, http://www.100md.com
12 Lachapelle MH,Miron P,Hemmings R et al.J Immunol,1996;156:4027-4034
13 Guimond MJ,Luross JA,Wang B et al. Boil Reprod,1997;56:169-179
14 Guimond MJ,Wang B, Croy BA et al. J Exp Med,1998;187:217-223
(收稿日期：1999-07-15)
录入：董静
校对时间：2000-03-06 李慧利, 百拇医药
上海第二医科大学附属仁济医院妇产科(200001)
李东至综述 林其德审校
摘要 在月经黄体期和早孕期，子宫内膜中集聚大量CD56+自然杀伤(NK)细胞。子宫内膜NK细胞与外周血NK细胞表型存在差异，功能不尽相同。本文综述子宫内膜NK细胞的表型、发生、功能以及在妊娠、特别是病理妊娠中的作用。
关键词：自然杀伤细胞 蜕膜 滋养细胞
正常周期子宫内膜和蜕膜中均含有大量白细胞。白细胞量随内膜周期而变化：增殖期和分泌早期，白细胞不到间质细胞总数的10%，分泌晚期增至20%，于孕早期白细胞数量再一次增加，CD45+细胞可达蜕膜间质细胞的30%。分泌晚期和孕早期子宫内膜中白细胞急剧增加主要是由于一种CD56+自然杀伤(NK)细胞增多所致。本文就人子宫内膜NK细胞的研究进展进行综述。
, http://www.100md.com
一、NK细胞在子宫内膜的周期性变化
非孕子宫内膜NK细胞数量随月经周期不同阶段而变化。在增殖期数量很少，排卵后迅速增多，分泌晚期达高峰。妊娠后NK细胞持续存在于孕早期蜕膜，其数量进一步增加，尤在底蜕膜最为丰富，占子宫内膜白细胞的70%。但妊娠20周后蜕膜中NK细胞明显减少，至孕晚期完全消失。因此，子宫内膜NK细胞是早孕期的特有现象。
子宫内膜NK细胞数量在月经周期和早孕中的变化提示可能与激素调节有关，但具体机制仍不清楚。雌、孕激素是直接作用于子宫内膜的主要激素，但内膜中的所有淋巴细胞包括NK细胞均不表达这两种激素的受体[1]。黄体期和孕早期内膜间质细胞表达孕酮受体。Burrows等[2]发现，蜕膜NK细胞能粘附到体外培养的间质细胞单层，提示二者间存在相互作用。当与照射处理过的间质细胞共同培养时，低剂量的IL-2能刺激NK细胞增殖。NK细胞表达等亲和力的p75和高亲和力的p55IL-2受体，但在子宫内膜母体交界处未能检测到IL-2。子宫内膜分泌IL-15，其受体与IL-2受体的β链相同，因此有认为在体内IL-15可能参与调节内膜NK细胞增殖。
, 百拇医药
子宫内膜NK细胞表面的整合素可能介导了其与间质细胞的相互作用。早孕底蜕膜中的NK细胞表达α1、α4、α5和β1整合素，但不表达α2、α3、α6。实验发现，蜕膜NK细胞在体外很容易结合到纤维连接素，这种结合能被抗α4、α5、和β1的抗体阻断。蜕膜中的纤维素连接素非常丰富，由间质细胞产生分泌，受孕酮调节。NK细胞通过整合素与基质的相互作用可能影响其在子宫内膜中的迁移和集聚[3]。
二、NK细胞的形态和表型特征
NK细胞浆内存在大量颗粒样结构，电镜观察发现颗粒外层有膜包被。颗粒中含有穿孔素、颗粒酶和一种细胞溶解分子(TIA-1)，表明内膜NK细胞具有潜在的杀伤活性。这些细胞毒性分子通常只出现在某病理状态下循环中的NK细胞和杀伤性T细胞，而生理状态下的子宫内膜存在大量这类杀伤NK细胞，这一现象引起人们的重视。
近年来采用流式细胞技术对蜕膜NK细胞的表面分子进行了研究，发现其特征表型为CD56bright、CD16-，membrane(m)CD3-，这种表型特征证实，内膜NK细胞不是经典的T细胞(mCD16+)，属NK细胞家族(CD56+)，但与外周血中的NK细胞(CD16+)又有差别。另外，CD57表达于循环中的NK细胞，在内膜NK细胞表面不表达。蜕膜中NK细胞的绝大部分为CD56bright，而血中NK细胞多数为CD56dim。尽管外周血中确有一小部分NK细胞为CD56bright，但两者仍存在区别。几乎所有的外周血CD56bright细胞胞浆内不含颗粒，而大部分蜕膜CD56bright细胞被称为大颗粒淋巴细胞。流式细胞仪对分泌期内膜中的NK细胞表型分析的结果与早孕蜕膜相似，提示子宫局部微环境对内膜NK细胞的集聚比妊娠本身重要的多[4]。
, 百拇医药
三、子宫内膜NK细胞的发生与分化
虽然蜕膜NK细胞不表达成熟的T细胞表面标志，如：mCD3、CD5和CD6，但却表达早期T细胞抗原CD2和CD7，提示这两种细胞类型可能起源相同。不过NK细胞的发生机制目前仍知之甚少。胎儿肝脏中的NK细胞(mCD3+、CD56+)出现的时间要早于T细胞(mCD3+)，有人认为NK细胞可能T细胞的前体。研究发现，妊娠早期血中CD56bright细胞数量增加，循环中CD56bright细胞到达内膜后很可能在局部微环境的影响下增殖，并进行组织特异性分化。
四、子宫内膜NK细胞的功能
NK细胞大量存在于子宫内膜分泌期并于孕早期与胎盘绒毛外滋养细胞密切接触，提示NK细胞在受精卵的种植过程和胎盘生长发育中起重要作用。近来研究表明，胎盘滋养细胞可能是内膜NK细胞的作用对象。
, 百拇医药
对外周血NK细胞的研究发现，其细胞表面的一类属于p58/p70NKAT Ig超家族分子，即杀伤抑制受体(killer inhobitory receptors,KIRs)，能识别HLA-I类抗原。KIRs与相应的HLA-I类分子结合后在细胞间转导抑制性信号阻止细胞毒效应发生[5]。子宫内膜NK细胞表面也表达KIRs，其胞外、跨膜和胞浆内部分与外周血完全相同[6]。但对同一妊娠妇女来说，表达KIRs的NK细胞比例以及NK细胞表面的KIRs的表达密度在外周血和子宫内膜不同，不同孕妇间KIRs的表达也存在差异。这种受体表达形式的异质性表明NK细胞的效应作用不仅取决于母体本身NK细胞的受体水平，而且还与胎盘滋养细胞的HLA-I类分子有关。
与NK细胞密切接触的绒毛外滋养细胞表达非经典HLA-I类抗原HLA-G，最近又证实也表达经典的HLA-C分子[7]，但不表达I类抗原HLA-A、HLA-B。HLA-G的表达具有严格的限制性，只见于绒毛外侵入子宫母体组织的滋养细胞，而合体滋养细胞与细胞滋养细胞均不表达。HLA-G和HLA-C分子在滋养细胞呈低表达，个体差异很小，无HLA-A、HLA-B似的多态性。目前尚无HLA-G或HLA-C分子能刺激T细胞反应的报道。实际上，CD3+T细胞在母胎交界处的数量很少，只占内膜CD45+白细胞的10%~20%。
, 百拇医药
NK细胞受体与HLA-G空间如何进行识别是目前研究的重点。这些研究大都采用了一种特殊的HLA缺陷肿瘤细胞系721.221。通过转基因技术将HLA-G基因转导给721.221细胞，于是这种肿瘤细胞能在膜上表达HLA-G分子，包括三个完整的膜外功能区。结果发现，HLA-G转导细胞能显著抑制外周围血NK细胞的杀伤活性。经测定细胞表面不同杀伤抑制分子的表达，更主要的是加入不同分子的单克隆抗体观察NK细胞杀伤活性的恢复，以此判定某种表面分子杀伤活性的关系。有研究发现，HLA-C特异性的p58受体和HLA-Bw4特异性的p70受体参与了外周血NK细胞与HLA-G的识别[8]。但另有研究认为，CD94/NKG2A复合物是这种识别的基础，而p58/p70KIRs受体的作用不大。另一方面，外周血NK细胞与靶细胞接触后其分泌的细胞因子类型发生改变，而且有证据表明，NK细胞效应的发挥并不单纯依赖于细胞杀伤活性，而是通过产生细胞因子去影响靶细胞的生物学行为[10]。用RT-PCR和ELISA方法均已证实蜕膜NK细胞可分泌多细胞因子，如：GM-CSF、CSF-1和LIF。与此同时，滋养细胞表面已发现存在这些细胞因子的受体。因此，NK细胞有可能在局部通过细胞因子网络达到调节滋养细胞行为的目的。
, 百拇医药
五、子宫内膜NK细胞与病理妊娠
宫外孕妊多发生于输卵管，滋养细胞侵蚀管壁的最终结局是破裂出血或流产。宫外孕妊娠胚胎种植部位无CD56+细胞。
与NK细胞关系最为密切的病理妊娠是原因不明习惯性流产。许多研究观察了流产蜕膜NK细胞的变化，与正常妊娠比较，流产蜕膜NK细胞数目减少、细胞毒活性增高或NK细胞分泌细胞因子异常。但需要指出的是，这类研究本身存在一定的缺陷。首先，孕酮浓度降低，如：月经前期或胚胎死亡后内膜NK细胞很快发生凋亡改变。其次，胚胎丢失后蜕膜常继发炎症和坏死。因此，自然流产后所取蜕膜组织中的NK细胞变化与流产的因果关系难以肯定。
研究自然流产妇女非孕子宫内膜的变化可能会为疾病的发生提供一些线索。Serle等发现，此类患者子宫内膜在围着床期腺体发育滞后，分泌粘蛋白水平降低[11]。流式细胞技术分析内膜中的白细胞结果表明，CD56bright、CD16-亚群数量减少，CD56bright、CD16+亚群增多，CD8+细胞也增多[12]。这类改变如何影响胚胎着床尚需进一步研究。
, http://www.100md.com
tgε26小鼠用来作为研究子宫内膜NK细胞的模型[13]。它是一种基因剔除小鼠，从胚胎期体内即无NK细胞和T细胞。tgε26鼠可以正常受孕，但子宫内膜，特别是其血管发生病理改变，孕中期胎儿丢失率达60%，胎盘体积明显减少。单纯T细胞缺陷鼠妊娠无异常。为了证实NK细胞缺乏在妊娠失败中的作用，有作者将T、B细胞联合缺陷病的小鼠骨髓移植给tgε26雌鼠。结果发现，接受骨髓移植的tgε26小鼠妊娠后子宫出现NK细胞，内膜发育正常，胎盘增大，流产消失[14]。表明NK细胞而不是T细胞在正常妊娠中的确起着十分重要的作用。
总之，子宫内膜NK细胞对内膜本身生长起着调节作用。它可能是母体直接识别胎儿抗原的免疫细胞，一方面它通过受体与滋养细胞表面抗原接触，维持母体间的免疫平衡。另一方面，通过分泌细胞因子又可促进早期胎盘的生长发育。子宫内膜NK细胞的功能及其与流产和关系还有待于更深入的研究。
参考文献
, http://www.100md.com
1 King A,Gardner,L,Loke YW.Hum Reprod,1996;11:1079-1082
2 Burrows TD,King A,Loke YW.Cell Immunol,1995;166:53-61
3 Geiselhart A,Dietl J,Marzusch K et al. Am J Reprod Immunol,1995;33:315-322
4 Lachapelle MH,Miron P,Hemmings R et al. Am J Reprod Immunol,1996;35:5-13
5 Lanier LL,Corliss B,Phillips JH.Immunol Rev,1997;155:145-154
, 百拇医药
6 Verma S,King A,Loke YW.Eur J Immunol,1997;27:979-983
7 King A,Boocock C,Sharkey A et al.J Immunol,1996;156:2068-2076
8 Munz C,Holmes N,King A et al. J Exp Med,1997;185:385-391
9 Perez-Villar JJ,Melero I,Navarro F et al. J Immunol,1998;158:5736-5743
10 Aguila HL,Weismann IL.Blood,1996;87:1225-1231
11 Serle E,Aplin JD,Li TC et al. Fertil Steril,1994;62:989-996
, http://www.100md.com
12 Lachapelle MH,Miron P,Hemmings R et al.J Immunol,1996;156:4027-4034
13 Guimond MJ,Luross JA,Wang B et al. Boil Reprod,1997;56:169-179
14 Guimond MJ,Wang B, Croy BA et al. J Exp Med,1998;187:217-223
(收稿日期：1999-07-15)
录入：董静
校对时间：2000-03-06 李慧利, 百拇医药