МОНОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ, ЗНАЧЕННЯ, ЗАХВОРЮВАННЯ - БІОЛОГІЯ

У моноцити є клітини крові , які належать до лейкоцитарної субпопуляції званої системи мононуклеарних фагоцитів. Вони мають спільне походження з іншими фагоцитами в гемопоетичних стовбурових клітинах. Вони відповідають за регуляцію вродженого та адаптаційного імунітету, а також за реконструкцію тканин та гомеостаз.

Існує дві підгрупи моноцитів, які відрізняються за своїми функціями та призначеннями, а саме: 1) та, яка виробляє макрофаги після екстравазації з периферичного кровообігу; 2) інший, який за запальних станів диференціюється в запальні дендритні клітини.

Джерело: Д-р Грехем Бордс

Макрофаги - це фагоцитарні клітини, що мешкають у лімфоїдної та нелімфоїдної тканини. Вони беруть участь у стаціонарному гомеостазі тканини, усуваючи апоптотичні клітини. Крім того, вони володіють широким спектром рецепторів, які розпізнають збудників хвороб.

Зі свого боку дендритні клітини спеціалізуються на обробці та представленні антигенів та на контролі реакції В та Т-клітин.

Крім захисту від інфекцій, моноцити можуть сприяти розвитку таких захворювань, як атеросклероз та розсіяний склероз, або, навпаки, вони можуть сприяти регенерації м’язів після пошкодження та деградації амілоїдних фібрил у Хвороба Альцгеймера.

характеристики

Моноцити - це клітини неправильної форми. Вони мають ниркоподібне ядро. У них в цитоплазмі є везикули. Його діаметр становить від 16 до 24 мкм. Коли моноцити забарвлюються плямою Райта, їх цитоплазма виявляється синюватого кольору.

Вони отримуються з плюрипотентних стовбурових клітин з кісткового мозку. Моноцити продукуються декількома проміжними стадіями та стадіями, включаючи: 1) загальний мієлоїдний попередник (СМР); 2) гранулоцитарно-макрофаговий прародитель (GMP); 3) макрофаг-дендритний клітинний прародитель (MDP).

Вони мають пластичність, оскільки можуть стати макрофагами або дендритними клітинами. Вони стають макрофагами, коли вони потрапляють у тканини або можуть диференціюватися у клітини запальних дендритів.

У людини моноцити складають 8% лейкоцитів і мають період напіввиведення 70 годин, тоді як у мишей вони складають 4% лейкоцитів і мають період напіввиведення 17 годин.

Виходячи з експресії рецепторів хемокіну, моноцити поділяються на дві основні групи. У людей це: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- і CD14 ⁺ CD16 ⁺ . У миші це Gr-1 ^hi та Gr-1l ^ow .

Розвиток моноцитів визначається вираженням специфічних факторів транскрипції, таких як PU.1, та факторів витіснення CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 та -2.

Походження та розвиток

Сучасні моделі на основі миші припускають, що моноцити зароджуються в кістковому мозку з гематопоетичних стовбурових клітин (HSCs), які еволюціонують у напрямку утворення предшественника гранулоцита-макрофага (GMP), який є утворює макрофага-дендритний прогенітор клітин (MDP) і загальний моноцитарний прогенітор (cMoP).

В просвіті кровоносних судин, в стійкому стані, cMoP розрізняє спочатку в LY6C ^хай клітини , а потім в LY6C ^низькі клітини . Мишачі ^низькі клітини LY6C (їх людський еквівалент - CD14 з ^{низьким вмістом} CD16 ⁺ ), стають макрофагами, що живуть у крові, а не самі моноцити, і переміщуються по поверхні просвіту ендотелію.

LY6C ^низькі клітини координувати реакцію на стрес в порожнині, а також відповідати через 7 Toll-подібних рецепторів, на сигнали локального пошкодження, викликаючи набору нейтрофілів. Це запускає некроз ендотелію, і, отже, ^низькі моноцити LY6C очищають клітинні сміття.

^Hi клітини миші LY6C (їх людський еквівалент CD14 ⁺ ) являють собою "класичні моноцити". Вони набираються на місцях запалення, які виступають попередниками периферичних мононуклеарних фагоцитів. ^Hi- клітини LY6C відіграють важливу роль у реакції господаря на атаку патогенами, такими як Listeria monocytogenes.

Похідні моноцитів макрофаги

Термін макрофаг відноситься до великих фагоцитарних монументальних клітин. Залежно від тканини, в якій вони знаходяться, макрофагам даються конкретні назви.

Макрофагами називають клітини Купфера в печінці, альвеолярні макрофаги в легенях, гістіоцити в сполучній тканині, остеокласти в кістці, мікроглію в мозку та клітини Лангерганса в шкірі. Вони також названі на честь органу, де він знаходиться, наприклад, лімфатичний вузол, тимус або ендокринні макрофаги.

У стаціонарних умовах популяції макрофагів, що мешкають у тканинах, підтримуються за рахунок їх локальної проліферації. Однак при запаленні відбувається швидке набір клітин-попередників у відділення макрофагів відповідної тканини.

Диференціація ^{низьких} моноцитів LY6C на макрофаги включає зміни в експресії генів, які визначають фенотипічні зміни та експресію поверхневих антигенів, пов'язаних з макрофагом. Існує два типи макрофагів, а саме: макрофаги М1 або запальні макрофаги; М2 макрофаги або протизапальні (або регуляторні) макрофаги.

Макрофаги М1 сильно реагують на вторгнення патогенів та інших шкідливих сигналів через утворення прозапальних цитокінів та синтез оксиду азоту та реакційноздатних видів кисню. М2 макрофаги мають толерогенні та відновлювальні властивості.

Дендритні клітини, отримані моноцитами

Класичні дендритні клітини розвиваються з макрофага-дендритної клітини (MDP)-попередника, що називається докласичною дендритною клітиною. Дендритні клітини утворюються з моноцитів, які мігрують через ендотелій в аблуменально - люменальному напрямку. Моноцити в ендотеліальній матриці переростають у макрофаги.

Набір ^{високих} клітин LY6C відбувається в місці запалення. Набрані LY6C клітини ^hi трансформуються в дендритні клітини, які мігрують до лімфатичних вузлів. У LY6C ^Привіт моноцити перетворюються в CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ дендритних клітин . Докласичні дендритні клітини перетворюються на CD103 ⁺ .

Коли запалення на шкірі виникає при опроміненні ультрафіолетовим світлом, моноцити LY6C ^hi потрапляють в епідерміс і стають клітинами з характеристиками клітин Лангерганса. Ці клітини також зазвичай знаходяться в слизовій епітеліальній лінії піхвової та ротової порожнин.

Дендритні клітини піхвового епітелію відновлюються клітинами-попередниками кісткового мозку. В умовах запалення вони переселяються моноцитами LY6C ^hi .

Особливості

Роль моноцитів в інфекції

У здорових людей моноцити в периферичній крові складаються з 90% класичних моноцитів (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺ ). Решта 10% складають моноцити CD16 ⁺ (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ проміжні продукти ) та некласичні моноцити (CD14 ⁺ CD16 ⁺ ).

Під час будь-якої інфекції чи травми нейтрофіли реагують швидко (протягом години). Однак моноцити модулюють запалення за рахунок вироблення цитокінів, таких як IL-1β, IL-6, TNF-α та індукованої синтази оксиду азоту. Кожен тип моноцитів по-різному реагує на подразники.

Наприклад, під час зараження Candida albicans класичні моноцити викликають імунну відповідь Th7. Тоді як при зараженні Aspergillus fumigatus, класичні моноцити та CD16 ⁺ мають подібну здатність до фагоцитозу, а класичні моноцити інгібують проростання конідій.

В умовах інфекції збільшується кількість моноцитів CD16 ⁺ . Це спостерігалося у вагітних з малярією (Plasmodium spp.) Та коінфікованими ВІЛ. Моноцити можуть зменшити кількість паразитів, фагоцитируючи заражені еритроцити через опсонічний або неопсонічний фагоцитоз.

Однак моноцити можуть сприяти важким проявам малярії, що впливає на фізіологічні функції господаря і призводить до появи патологій. Моноцити, дендритні клітини та макрофаги також відіграють вирішальну роль у патогенезі ВІЛ.

Роль моноцитів в ангіогенезі та атерогенезі

Моноцити накопичуються в стінці зростаючих судин, що говорить про те, що вони сприяють атерогенезу. Вони не утворюють судинних мереж, але імітують ендотеліальні клітини, за допомогою яких вони поділяють фенотипічні характеристики та поверхневі маркери.

Коли моноцити в периферичному кровообігу мігрують із судинного у позасудинний відділ, вони дозрівають у макрофаги. Зокрема, макрофаги М2 мають проангіогенні функції: вони сприяють реконструкції судин під час відновлення тканин.

Характерною для утворення атеросклеротичної бляшки є скупчення ліпопротеїдів в інтимній ділянці артерії, що супроводжується рекрутуванням моноцитів з кровообігу.

Моноцити мігрують в субендотеліальний простір і взаємодіють з компонентами позаклітинного матриксу, таким як колаген I, основний компонент стінки артерій. Встановлюється сильна взаємодія між позаклітинним матриксом і моноцитами.

Ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ), утримувані протеогліканами в позаклітинному матриксі, захоплюються макрофагами. Матричні металопротеїнази (ММП) важливі для утворення атеросклеротичної бляшки. Макрофаги відповідають за вироблення урокінази, яка активує MMP.

Роль моноцитів при запаленні

Моноцити підмножини маркерів багатьох запальних станів, таких як гострий інфаркт міокарда, інсульт, сепсис, ревматоїдний артрит, ВІЛ та гемодіаліз. Наприклад, у пацієнтів з інфарктом міокарда та аневризмою шлуночків є набагато більше моноцитів, ніж у людей без цих патологій.

Моноцити та макрофаги є основним джерелом цитокінів, які служать міжклітинними месенджерами та регулюють проліферацію клітин, диференціювання та міграцію. Найважливішими цитокінами, що беруть участь у серцевій недостатності, є фактор некрозу пухлини (ФНП) та інтерлейкін IL6.

Дослідження запальних процесів у пацієнтів із серцевою недостатністю показало, що ФНП, TNFR1 та TNFR2 є предикторами смертності в досліджуваній популяції. IL6 не є маркером запалення, але має прямий згубний вплив на міокард.

Терапевтична модуляція цитокінової системи в клінічних випробуваннях не була успішною у людей. Інша стратегія полягає у використанні карведилолу, неселективного антагоніста бета-адренорецепторів, який знижує вироблення TNF моноцитами.

Фенофібрат, похідне волокнистої кислоти, значно інгібує вивільнення моноцитарних цитокінів, таких як IL1, IL6 та MCP-1.

Рівень моноцитів у крові

Кількісний аналіз різних типів лейкоцитів у крові вказує на наступні нормальні значення: форми смуги (нейтрофільні гранулоцити), 3–5%; сегментовані (нейтрофільні гранулоцити), 40–75%; еозинофіли (гранулоцити), 2–4%; базофіли (гранулоцити), 0–1%; лімфоцити, 25–40%; моноцити, 2–8%.

Нормальна кількість моноцитів у крові становить від 0 до 800 клітин / мкл, а нормальне середнє значення - 300 клітин / мкл (0,3 х 10 ⁹ клітин / л). Хронічні запальні процеси пов’язані з моноцитозом, що є збільшенням кількості моноцитів. Абсолютне значення перевищує 800 клітин / мкл (> 0,8 х 10 ⁹ клітин / л).

Деякі порушення, пов'язані з моноцитозом, - це запальні захворювання, такі як туберкульоз, сифіліс та підшкірний бактеріальний ендокардит, гранулематоз / аутоімунний, системний червоний вовчак, ревматоїдний артрит та скроневий артеріїт.

Злоякісні порушення, що спричиняють моноцитоз, включають прелейкемію, німфоцитарний лейкоз, гістіоцитоз, хворобу Ходжкіна, лімфому неходжкина та карциноми.

Моноцитопенія - це зменшення кількості моноцитів (менше 200 клітин / мкл; 0,2 х 10 ⁹ клітин / л). Він виникає у відповідь на стрес, ендотоксемію та після введення глюкокортикоїдів, інтерферону альфа та TNF-альфа.

Деякі порушення, пов'язані з моноцитопенією, - це хронічний лімфоцитарний лейкоз, циклічна нейтропенія та важке термічне ураження.

Супутні захворювання: рак

Моноцити, крім того, що мають важливу роль у вродженій імунній системі для захисту хазяїна від патогенних мікробів, також беруть участь у патогенезі та прогресуванні таких захворювань, як атеросклероз, розсіяний склероз та метастази пухлин.

Запальні макрофаги М1 беруть участь у виведенні непотрібних пухлинних клітин, але макрофаги, пов'язані з пухлиною М2, можуть пригнічувати протипухлинну відповідь, збільшуючи ріст пухлини та сприяючи метастазуванню.

Завдяки цьому наявність і кількість TAM корелює з поганою тривалістю життя пацієнта. У мишей, у яких видалено селезінку, вони виявляють зменшення кількості ТАМ, через що спостерігається зменшення росту пухлини та метастазування.

У гіпоксичному середовищі пухлини TAM сильно впливає на секрецію сигнальних молекул, клітин імунної системи та пухлинних клітин. Інвазивні ТАМ виробляють фактори росту, такі як EGF, які сприяють росту пухлини.

Крім того, TAM виробляє такі фактори, як VEGF, які сприяють зростанню та метастазуванню судин. Ще один фактор, що виробляється TAM - це VEGFR1, який бере участь у формуванні преметастатичної ніші.

Список літератури

Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Клітинна та молекулярна імунологія. Elsevier, Амстердам.
Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Моноцити крові: розвиток, гетерогенність та зв'язок із дендритними клітинами. Щорічний огляд імунології, 27, 669–92.
Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Основна імунологія Roitt. Вілі, Чичестер.
Eales, L.-J. 2003. Імунологія для науковців з життя. Вілі, Чичестер.
Фрейзер, IP, Ezekowitz, AB 2001. Моноцити та макрофаги. В: Остін, К. Ф., Франк, М. М., Аткінсон, Дж. П., Кантор, Х., ред. Імунологічні захворювання Самтера, Том I. Видавництво Lippincott Williams & Wilkins.
Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Розвиток моноцитів, макрофагів та дендритних клітин. Науки, 327, 656-661.
Хоффман, Р., Бенц, Е. Дж., Сілберштейн, Л.Е., Геслоп, Х., Вайц, Дж. І., Анастасі, Дж., Салама, м. E., Abutalib, SA 2017. Гематологія: основні принципи та практика. Elsevier, Амстердам.
Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Моноцити в здоров'ї та хвороби - міні-огляд. Європейський журнал мікробіології та імунології 2, 97-102.
Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Моноцити та макрофаги як наномедицинальні мішені для поліпшення діагностики та лікування захворювання. Огляди експертів з молекулярної діагностики, 13, 567–580.
Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Моноцити і макрофаги як наномедицинальні мішені для поліпшення діагностики та лікування захворювання. Експертний огляд Молекулярна діагностика, 13, 567–580.
Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Короткий посібник з гематології. Спрингер, Чам.
Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Посібник з гематології. Mc Graw Hill, Нью-Йорк.
Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Атлас клінічної гематології. Спрингер, Берлін.
Longo, DL 2010. Гематологія та онкологія Гаррісона. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
Мерфі, К., Вівер, C. 2016. Імунобіологія Джейнвея. Гарленд Наук, Нью-Йорк.
Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Роль моноцитів в атерогенезі. Фізіологічний огляд, 83, 1069-1112.
Пархам, П. 2014. Імунна система. Гарленд Наук, Нью-Йорк.
Paul, WE 2012. Фундаментальна імунологія. Lippincott Williams & Wilkins, Філадельфія.
Річардс, Д. М., Хеттінгер, Дж., Фьюрер, М. 2013. Моноцити та макрофаги при раку: розвиток та функції. Ракове мікросередовище, 6, 179–191.
Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Роль моноцитів та запалень у патофізіології серцевої недостатності. Європейський журнал серцевої недостатності, 13, 1161–1171.
Йона, С., Юнг, С. 2009. Моноцити: підмножини, походження, долі та функції. Сучасна думка з гематології. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.

МОНОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ, ЗНАЧЕННЯ, ЗАХВОРЮВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025