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粒细胞简介及指标选择

Source: Elabscience®Published: 2023-12-26

粒细胞由骨髓中的造血干细胞分化而成,是一种胞质中有特殊颗粒的白细胞。作为天然免疫细胞,粒细胞在病毒和寄生虫感染、过敏反应、慢性炎症、哮喘、免疫调节、自身免疫和癌症等多种疾病中都发挥着重要的作用。

现分别从 粒细胞的分类粒细胞的生长发育粒细胞流式分析的指标选择三个方面对粒细胞进行详细的阐述。

粒细胞的分类

根据形态和功能的差异,分为嗜中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞肥大细胞 4大类。

分类

结构特征

功能

数量

嗜中性粒细胞

  • 直径约10-15 μm;
  • 未成熟时核圆形且初始凹陷,胞浆颜色较浅,具有核仁;
  • 激活成熟后变为深色多叶核,有3-5个裂片,由一缕细长的遗传物质连接,胞浆内含有大量紫色颗粒,称为嗜氮颗粒,核仁消失。

  • 第一个到达炎症部位的吞噬细胞
  • 胞质中的初级和次级颗粒,是多种溶菌酶的复合体,可吞噬杀灭病原体,并对DAMP或PAMP做出反应;
  • 分泌细胞因子将其他免疫细胞募集到炎症部位,进行免疫调节。

数量最多,占循环白细胞的50%~70%(小鼠约为20%)。

嗜酸性粒细胞

  • 直径约10-16 μm;
  • 含有一个分段的或双裂的细胞核;
  • 细胞质的颗粒中含有特定的阳离子蛋白。

  • 运动的吞噬细胞,来自骨髓,在血液中停留的时间较短,从血液中迁移到组织,大部分驻留在组织中;
  • 提供宿主对寄生虫感染和过敏性疾病的反应;
  • 释放脂质、肽和细胞因子,介导炎症和宿主防御。

数量第二,占循环白细胞的1-3%,约占骨髓的6%。

嗜碱性粒细胞

  • 直径约10-14 μm;
  • 具有多裂的细胞核和突出的、明亮的偏色的细胞质颗粒。

  • 非吞噬性粒细胞,诱导对寄生虫感染的免疫反应。
  • 分泌组胺和细胞因子,协助调控适应性免疫反应,引起微血管通透性,使白细胞转入炎症组织,同时有助于Th2免疫反应。

数量最少的细胞,占循环白细胞的<1%(约0.5%)。

肥大细胞

  • 直径约0.2-0.8 μm;
  • 模糊的细胞核边界以及致密的颗粒状细胞质。

  • 分泌促血管生成因子诱导血管生成;
  • 释放免疫反应所必需的新合成的介质;
  • 参与过敏反应。

不停留在血液中,停留在全身粘膜和上皮组织的局部,数量<1%

粒细胞的生长发育

粒细胞系统的生产发育分为六个阶段,包括原始粒细胞早幼粒细胞中幼粒细胞晚幼粒细胞杆状核粒细胞分叶核粒细胞。粒细胞是由于胞浆中常有许多颗粒而得名的,胞质内的颗粒从Ⅱ型原始粒细胞开始出现,称为非特异性颗粒(又称为A颗粒、嗜天青颗粒、嗜苯胺蓝颗粒),从中幼粒细胞开始出现特异性颗粒(即S颗粒),S颗粒有三种:嗜中性颗粒、嗜酸性颗粒及嗜碱性颗粒,根据特异性颗粒的不同将中幼粒细胞及以下阶段的细胞分为嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞,主要的分化特点和形态差异如下图所示:

粒细胞的生长发育

图1. 不同类型粒细胞的分化特点和形态差异


粒细胞流式分析的指标选择

根据粒细胞表面标记物的不同,可以对粒细胞进行分类鉴别,人和小鼠的主要抗体选择区别如下所示

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分类

种属

表面标记物

分泌的主要标记物

嗜中性粒细胞

CD11b+,CD16+,CD18+,CD32+,CD44+,CD55+

IL-6,IL-12,TNFα,IL-1α/β,IFN-gamma,IL-10,弹性蛋白酶,乳铁蛋白

小鼠

CD11b+,CXCR4+,MHC II-,Gr-1+ (Ly-6G+),Siglec-F-

嗜酸性粒细胞

CD45+,CD125+,CD193+,F4/80+,Siglec-8+

MBP,EPX,IL-6,NGF

    小鼠

CCR3+,CD11b+,IL-5Rα+,MHC II-,Siglec-F+

嗜碱性粒细胞

CD19-,CD22+,CD45low,CD123+

IL-4,IL-13,组胺

小鼠

CD41+,CD49b+,CD117-,FcεRI+

肥大细胞

CD32+,CD33+,CD117+,CD203c+,FcεRI+

TNF α,IL-4,TGFβ,NGF,组胺

    小鼠

CD45+, CD117+,FcεRI+,Integrin β7+

此外,人外周血中的粒细胞由于其细胞质内颗粒度的特异性,在流式细胞仪检测中表现为较高的侧向反射,可以通过流式细胞仪FSC和SSC来进行识别,如下图所示:

粒细胞的生长发育

图2. 使用PerCP Anti-Human CD45 Antibody(E-AB-F1137F)染色人外周血细胞,再使用1×ACK Lysis Buffer(E-CK-A105)裂解红细胞后进行流式上机检测,可以很好的区分粒细胞,单核细胞及淋巴细胞群。

也可以使用粒细胞标记物CD15抗体进行粒细胞的分析,如下图所示:

粒细胞的生长发育

图3. 用PE Anti-Human CD15/SSEA-1 Antibody(E-AB-F1142D)染色人外周血粒细胞(填充灰色直方图),未染色的粒细胞(空黑色直方图)作为对照。

参考文献:

1.Mckenna, Ellen, et al. "Neutrophils: Need for Standardized Nomenclature." Frontiers in Immunology 12 (2021).

2.Rose, Shawn, A. Misharin, and H. Perlman. "A novel Ly6C/Ly6G-based strategy to analyze the mouse splenic myeloid compartment." Cytometry Part A 81A (2012).

3.Verde, de Peralta, Silvia S. "Color Atlas of Hematology. Practical Microscopic and Clinical Diagnosis, 2d ed." Journal of Pediatric Hematology/Oncology 26 (2004).


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