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图1 NK细胞的发育和亚群
NK细胞是先天免疫系统的重要参与者，构成抵御癌细胞的第一道防线。自然杀伤(NK)细胞由Herberman在1976年定义，一种新的淋巴细胞群。NK细胞遍布全身，占血液和器官中所有淋巴细胞的5-20%，由于存在独特的趋化因子受体，NK细胞分布在健康组织中有所不同，在骨髓、脾脏、肝脏、肺、皮肤、肾脏、子宫和次级淋巴组织中浓度较高。NK细胞源自CD34+共同淋巴祖细胞，并在骨髓(BM)中分化为未成熟和成熟的NK细胞。然后分布到淋巴和非淋巴外周器官和组织，包括PB、脾、肺、肝和子宫。
NK细胞的发育过程
NK细胞具有类似于CD8+ T细胞在适应性免疫中发挥作用但缺乏CD3和T细胞受体(TCR)的细胞毒性能力。NK细胞主要在血液中循环，约占外周血单个核细胞(PBMC)的5-10%，存在于骨髓和脾脏等淋巴组织中。与其他ILC类似，NK细胞起源于骨髓中的共同淋巴祖(CLP)细胞（图 1），平均更新周期约为2周。
在开发过程中，一个称为“教育”的过程描述了表达免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM)的NK细胞与主要组织相容性复合体-I (MHC-I) 的相互作用，帮助NK细胞获得许可并避免攻击健康正常细胞。有趣的是，肿瘤细胞总是缺乏或仅表达低水平的MHC-I以逃避CD8+ T细胞介导的细胞毒性，而获得许可的NK细胞则被完全激活。然而，肿瘤细胞也表达激活NK细胞的分子，例如MHC I类多肽相关序列A (MICA)和MICB，支持使用NK细胞作为抗癌剂。此外，未经许可的NK细胞在体内也发挥着重要作用，例如消除鼠巨细胞病毒 (MCMV)感染和MHC-I+细胞。
迄今为止，NK 细胞的存活和发育被认为主要依赖细胞因子（尤其是 IL-2 和 IL-15）和转录因子（Nfil3、Id2和Tox用于发育，EOMES和T-bet用于成熟)。GRB2相关结合蛋白 3(GAB3)对IL-2和IL-15介导是必不可少的，其缺乏会导致 NK 细胞扩增受损。此外，靶向相关信号是促进NK细胞诱导的癌症细胞毒性的潜在选择。如前所述，细胞因子诱导型含SH2蛋白(CIS)的消融可负向调节IL-15以限制NK细胞功能，可预防转移并增强CTLA-4和PD-1体内阻断治疗。
NK细胞的表面分子
由于NK细胞表面标志物的可变表达，很难用一两个简单分子或传统的免疫组化来准确识别这种细胞类型，更重要的是，它们的功能状态。然而，在人类的临床和研究环境中，CD3-CD56+细胞通常被认为是NK细胞，可以进一步分为CD56bright和CD56dim亚群。CD56不仅是一个标志物，而且在NK细胞的终末分化中也起着重要作用，因为它被单克隆抗体阻断明显抑制了从CD56bright到CD56dim的转变，从而限制了细胞毒能力。
一致地，CD3-NK1.1+和CD3-CD49b+细胞被定义为小鼠的NK细胞。在最近的研究中，基于将更多功能性蛋白质而不是表面分子添加到分类中的共识，提出了属于天然细胞毒性受体(NCR)的天然细胞毒性受体46(NKp46) 也应包含在该面板中的概念NK细胞系统。
NK细胞中的激活和抑制信号
作为先天免疫中的主要效应细胞类型，NK细胞能够在很早的阶段杀死肿瘤细胞和病毒感染的细胞。由于缺乏大量产生的受体来特异性区分体内无法计算的抗原，它们依靠“缺失自我”和“诱导自我”模式通过维持激活共刺激和抑制之间的精确平衡来识别靶细胞。信号（主要通过功能性受体）。这些相互作用的信号最终决定了NK细胞的激活和功能状态。
激活信号包括细胞因子结合受体、整合素、杀伤受体（CD16、NKp40、NKp30和NKp44）、识别非自身抗原的受体（Ly49H）和其他受体（例如，NKp80、SLAM、CD18、CD2 和 TLR3/9）。总的来说，NK细胞的激活受体根据各自的配体可分为至少三种类型，包括MHC-I特异性受体、MHC-I相关受体和MHC-I非相关受体（表1）。
需要强调的是，属于第三组的NCRs包括三个分子（NKp30、NKp44和NKp46），并且NKp30被证明能够识别肿瘤细胞上表达的B7-H6，可以作为一种新的治疗方法未来的选择。
图2 NK细胞表面受体和肿瘤细胞上的配体参与肿瘤识别。NK细胞表达一组刺激(或激活)受体和抑制性受体，通过MHC-1受体外观识别健康细胞和异常细胞，如病毒感染或潜在的致瘤细胞。
图 3. 根据“失踪的自我”和“改变的自我”模型对自然杀伤 (NK) 细胞反应的调节。((A) 作为抑制性NK细胞受体配体的主要组织相容性复合体 (MHC)-I 的存在，以及健康细胞表面缺乏应激诱导的配体，导致NK细胞的主要抑制信号 .(B) 激活NK细胞受体的应激诱导配体的存在和肿瘤细胞对MHC-I的下调导致NK细胞的主要激活信号。[色图可在 wileyonlinelibrary.com 查看]
抑制信号主要包括识别MHC-I的受体，如Ly49s、NKG2A和LLT1，以及一些与MHC-I无关的受体（表 1）。此外，MHC-I特异性抑制性受体根据结构和功能一般可分为三种类型：杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）、杀伤性凝集素样受体（KLRs）和白细胞免疫球蛋白样受体（LILR）。
根据成熟部位的NK细胞亚群
常规NK（cNK）细胞主要存在于外周血中，并迁移到特定位置发挥作用。NK细胞还包括组织驻留NK(trNK)细胞。NK细胞分化的复杂过程发生在几个不同的组织中，包括骨髓、肝脏、胸腺、脾脏和淋巴结，并且可能涉及这些组织之间不同成熟阶段的细胞循环。在骨髓、血液、脾脏和肺中，NK细胞完全分化，而在淋巴结和肠中的NK细胞是未成熟和前驱的。骨髓和血液NK细胞的单细胞转录组分析有助于说明其在发育过程中的特征变化。例如，TIM-3、CX3CR1和ZEB2的高表达代表更成熟的状态。
总之，各种组织中的NK细胞具有不同的特征，具有不同的功能并与其他基质细胞形成密切的关系（图1）。在肺中，trNK细胞显示出与循环NK 细胞（主要是CD56dim）不同的表型，并被认为表达不同水平的CD16、CD49a和CD69，其中CD56dimCD16+细胞代表整个NK家族的大部分。值得注意的是，CD69+细胞是CD56brightCD16-NK细胞的主要类型。然而，在胸腺中，大多数NK细胞是 CD56highCD16-CD127+，与CD56+CD16+亚组相比，高度依赖GATA3。此外，它们产生更多的效应分子，包括TNF-α和IFN-γ。
类似地，肝trNK细胞可分为两组，包括CD56brightCD16+/-和CD56dimCD16+，均缺乏CD3和CD19。此外，CD49a+CD56+CD3-CD19-NK细胞已在肝活检中被鉴定。此外，肝NK细胞可以对结构多样的抗原产生记忆，这取决于表面分子CXCR6。在子宫中，大多数NK细胞是CD56brightCD16-，表达高水平的KIR。对于皮肤NK细胞，有趣的是只能检测到很少的 CD56+CD16+，这在外周血中很常见。有趣的是，trNK细胞在皮下（CD56dim）和内脏（CD56bright）脂肪组织之间是不同的，一般可以根据CD49b和Eomes分为三组，显示不同的CD49a（CD49b+ Eomes-亚组）和CD69表达水平（CD49b-Eomes+ 亚组）。
根据功能分子划分的NK细胞亚群
根据表面CD56的表达，NK细胞可分为CD56bright和CD56dim。CD56dim NK细胞主要存在于外周血中，并且总是CD16阳性，表达高水平的KIR和LFA-1，并显示出细胞杀伤能力。
CD16是介导抗体依赖性细胞毒性 (ADCC) 的关键受体，可诱导免疫受体酪氨酸激活基序 (ITAM) 磷酸化。根据时间分辨单细胞试验，NK细胞的细胞毒性通过坏死和凋亡被抑制。因此，FasL/FasR 相互作用、forin/颗粒酶释放和 Ca2+流入对NK细胞功能都很重要。然而，CD56bright NK细胞与辅助细胞相似，主要分泌IFN-γ、TNF-β和GM-CSF等细胞因子。研究人员甚至进一步将这些细胞分为NK1和NK2类别，与 Th1和Th2 一致，主要分别分泌IFN-γ和IL-5。
除了已建立的细胞毒性cNK细胞外，已经证明NK细胞可以分化为抗原呈递NK(AP-NK)细胞、辅助NK(NKh)细胞和调节性NK(NKreg)细胞，每个细胞定义为 表面分子和个体功能。一种具有专业APC能力的新CD8αα+ MHC-II+表型被认为代表了不寻常的AP-NK细胞，识别和消除自身反应性T细胞并最终像cNK细胞一样杀死它们。被预防性疫苗 FSME激活的人浆细胞样树突状细胞(DC)上调了其表面CD56的表达。
不变的自然杀伤T细胞 (iNKT) 构成了一个表达NK细胞标志物的T细胞亚组。NKT被CD1d呈递抗原激活，不仅可以分泌Th1型细胞因子，还可以分泌Th2型细胞因子参与免疫。Th1极化的iNKT细胞表现出肿瘤耗竭表型，而Th2极化的iNKT细胞与极化的T细胞相似，有助于肿瘤进展。最近的研究还强调了iNKT细胞的新功能亚型。然而，近年来，由于它们与先天免疫的密切关系，iNKT细胞有可能被定义为ILC的一个特殊亚群。
从NK细胞的发展和功能可见，它们在癌症生物学中起到不同作用。NK细胞通过与癌细胞、基质细胞、细胞外基质，尤其是代谢产物的相互作用，发挥抗肿瘤免疫作用。
图 4 NK细胞介导的肿瘤杀伤和免疫系统调节的不同方式：(A)NK细胞能够通过杀死未成熟的DC，同时促进 IFN-γ和TNF-α介导的DC成熟来增强向T细胞的抗原呈递.(B)NK细胞可以特异性识别缺乏自身MHC I类分子（Missing-self）表达的细胞。(C)ADCC可以杀死靶细胞。(D)Fas/FasL通路是一种非常有效的NK细胞介导的细胞杀伤(E)细胞因子途径可以发挥抗肿瘤潜力，因为细胞因子（例如NK细胞）会分泌多种细胞因子，例如 TNF-α。(F)NK细胞受体NKG2D能够识别“诱导自我”配体，这些配体响应于肿瘤相关通路的激活以非常高的速度表达。(G)检查点阻断可以通过阻止N 细胞抑制受体与其配体的相互作用来抑制NK细胞抑制。(H)由于过继NK细胞转移，供体和受体之间的错配，抑制性KIR，NK细胞消除了缺乏自身MHC的同种异体肿瘤细胞。(I)专门针对过表达的肿瘤抗原设计的CAR-NK细胞也可用于消除特定的肿瘤细胞。(J)专门设计的双特异性分子也被用于特异性消除肿瘤细胞，因为这些特殊分子结合激活一侧的 NK 细胞受体和另一侧的肿瘤抗原。(K)NK细胞可以通过IFN-γ 和IL-10的产生增强或减弱巨噬细胞和T细胞的活性。
来源：药启程
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