호중구

Neutrophil
중성 pH 환경에서 자라는 유기체의 경우 호중구(Neutrophile)를 참조하십시오.
호중구
Blausen 0676 Neutrophil (crop).png
호중구의 3D 렌더링
Neutrophils.jpg
적혈구와 혈소판으로 둘러싸인 분할된 핵을 가진 호중구.세포질(Giemsa 염색)에서 세포 내 과립이 보입니다.
세부 사항
시스템.면역 체계
기능.식세포증
식별자
메쉬D009504
THH2.00.04.1.02012
FMA62860
미세해부술의 해부학적 용어

호중구(호중구 또는 헤테로필이라고도 함)는 가장 풍부한 형태의 과립구이며 인간 [1]백혈구의 40%에서 70%를 차지한다.그들은 선천적인 면역 체계에서 필수적인 부분을 형성하며,[2] 그들의 기능은 동물마다 다양합니다.

그것들은 골수 내 줄기세포에서 형성되어 호중구 치료제와 호중구 촉진제의 하위 집단으로 분화된다.그것들은 다른 세포/분자가 들어갈 수 없는 조직의 일부에 들어갈 수 있기 때문에 수명이 짧고 이동성이 높다.호중구는 분할된 호중구와 띠 모양의 호중구로 세분될 수 있다.그들은 호염기구와 [3][4][5]호산구와 함께 다형핵세포군의 일부를 형성한다.

호중구라는 이름은 헤마톡실린과 에오신(H&E) 조직학적 또는 세포학적 제제의 염색 특성에서 유래했다.호염기성 백혈구는 짙은 파란색으로, 호산구성 백혈구는 밝은 빨간색으로 염색되는 반면, 호중구는 중성 분홍색으로 염색된다.일반적으로 호중구는 2-5개의 [citation needed]엽으로 나누어진 핵을 포함하고 있다.

호중구는 식세포의 한 종류이며 보통 혈류에서 발견된다.염증의 초기(급성)[6] 단계에서,[7][8] 특히 세균 감염, 환경 노출 및 일부 암의 결과로 호중구는 염증 부위를 향해 이동하는 염증 세포의 첫 번째 응답자 중 하나이다.그들은 혈관을 거쳐 간질조직을 통해 이동하며, 화학작용이라고 불리는 과정에서 인터류킨-8, C5a, fMLP, 류코트리엔 B4, 그리고22[9] HO와 같은 화학신호를 따라 이동합니다.그것들은 고름 속의 지배적인 세포로, 희끗희끗한/노란색의 [10]외관을 설명한다.

호중구는 외상 후 몇 분 이내에 부상 부위로 모집되며 급성 [11]염증의 특징이다. 그러나 일부 병원균은 소화불량이기 때문에 다른 유형의 면역 세포의 도움 없이는 특정 감염을 해결할 수 없을 수 있다.

구조.

호중구 과립구는 혈관에서 기질로 이동하며 단백질 분해 효소를 분비하여 세포간 연결을 풀고 식세포증을 통해 박테리아를 포섭합니다.
초분할 호중구

표면에 부착되었을 때, 호중구 과립구는 말초 혈액 도말에서 평균 12-15 마이크로미터의 직경을 가진다.현탁 시 인간 호중구의 평균 지름은 8.85µm이다.[12]

호산구와 호염기구와 함께, 그들은 핵의 다모세포 모양에서 이름을 따온 다형핵세포의 클래스를 형성합니다(림프구와 단구, 다른 유형의 백혈구와 비교된다.핵은 염색질에 의해 연결된 분리된 엽과 특징적인 엽 외관을 가지고 있습니다.뉴클레오스는 호중구가 성숙함에 따라 사라지는데, 이것은 소수의 다른 종류의 [13]: 168 핵세포에서만 일어나는 일이다.여성 호중구 핵의 최대 17%가 불활성화 [14]X염색체를 포함하는 드럼스틱 모양의 부속물을 가지고 있다.이 세포질은 골지기가 작고 미토콘드리아와 리보솜이 희박하며 거친 소포체가 없다.[13]: 170 세포질은 또한 약 200개의 과립을 포함하고 있으며, 그 중 3분의 1은 [13]: 170 아즈로필릭이다.

호중구는 성숙함에 따라 증가하는 분열(핵의 많은 부분)을 보일 것이다.정상적인 호중구는 3-5개의 세그먼트를 가져야 한다.과분화는 정상은 아니지만 일부 장애, 특히 비타민12 B 결핍에서 발생합니다.이것은 혈액 도말의 수동 리뷰에서 언급되며, 대부분의 또는 모든 호중구가 5개 이상의 세그먼트를 가지고 있을 때 양성이다.

호중구량(분홍색으로 표시)을 다른 세포와 비교한 백혈구 혈액검사의 기준범위

호중구는 인간에게 가장 풍부한 백혈구이다(약 10개가11 매일 생산된다). 호중구는 백혈구의 약 50-70%를 차지한다.사람 혈액 카운트에 대한 명시된 정상 범위는 실험실마다 다르지만 호중구 카운트의 2.5-7.5 × 109/L는 표준 정상 범위이다.아프리카와 중동의 후손들은 여전히 [15]정상인 낮은 수치를 가질 수 있다.보고서는 호중구를 분할된 호중구와 띠로 나눌 수 있다.

혈류를 순환하고 비활성화할 때 호중구는 구형이다.일단 활성화되면, 그들은 형태를 바꾸고 더 비정질적이거나 아메바처럼 변하며,[16] 항원을 사냥하면서 의사동물을 확장시킬 수 있다.

1973년 산체스 외 연구진은 포도당, 과당, 수크로스, 꿀, 오렌지 주스 등의 단당을 섭취했을 때 호중구가 박테리아를 삼키는 능력이 감소한다는 것을 발견했다.반면, 단식은 호중구의 박테리아를 삼키는 식세포 능력을 강화시켰다.삼키는 박테리아에서 식세포의 수가 아니라 기능이 [17]당 섭취에 의해 변화한다는 결론을 내렸다.2007년 화이트헤드 생물의학연구소의 연구원들은 미생물 표면에 당을 선택했을 때 호중구가 어떤 종류의 당에 우선적으로 반응한다는 것을 발견했다.호중구는 베타-1,3-글루칸 [18][19]표적에 비해 베타-1,6-글루칸 표적을 우선적으로 집어삼켜 죽였다.

발전

수명

HSC=조혈줄기세포, 프로게이터=조혈세포, L-아세포=조혈아세포, 림프구, Mo-아세포=단아세포, 단세포, 골수세포, Pro-M=프로미엘아세포, 골수세포, Meta-M=메탈모세포, 호중구, 호중구흐로사이트, 프로메각카리아구, 거핵구, 혈소판

혈액순환에서 불활성화된 인간 호중구의 평균 수명은 5시간에서 135시간 [20][21]사이인 것으로 보고되었다.

활성화 시, 그들은 확장(혈관 내피와 인접하게 위치)되고 셀렉틴 의존성 포획 후 대부분의 경우 인테그린 의존성 접착을 거쳐 조직으로 이동한 후 1~2일 [22]동안 생존한다.호중구는 또한 심근경색 후 비장 예비에서 혈액으로 방출되는 것으로 입증되었다.[23]

호중구는 장수하는 단구/대식세포보다 훨씬 더 많다.병원체(질병을 일으키는 미생물이나 바이러스)는 먼저 호중구와 마주치기 쉽다.몇몇 전문가들은 호중구의 짧은 수명이 진화적 적응이라고 가정한다.호중구의 짧은 수명은 식세포를 기생시키는 병원균의 번식을 최소화하는데, 왜냐하면 이러한 기생충들이 숙주 세포 밖에서 더 많은 시간을 보낼수록, 그것들은 신체 방어체의 일부에 의해 파괴될 가능성이 더 높기 때문이다.또한, 호중구 항균 제품은 숙주 조직도 손상시킬 수 있기 때문에,[22] 그들의 짧은 수명은 염증 동안 숙주에 대한 손상을 제한합니다.

호중구는 대식세포에 의한 병원균의 식세포 후 제거될 것이다.이 과정에는 세포 표면의 PECAM-1과 포스파티딜세린이 관여한다.

기능.

주화성

호중구는 아메로이드 운동을 통해 화학작용이라고 불리는 과정을 거치는데, 이것은 그들이 감염이나 염증이 있는 곳으로 이동할 수 있게 해준다.세포 표면 수용체는 호중구가 인터류킨-8(IL-8), 인터페론 감마(IFN-γ), C3a, C5a, 그리고 Leukotriene B4와 같은 분자의 화학적 구배를 검출하도록 하는데, 이러한 세포들은 이동 경로를 지시하기 위해 사용한다.

호중구는 보체에 대한 수용체, 인터류킨과 IFN-γ 같은 사이토카인, 케모카인, 렉틴, 그리고 다른 단백질을 포함한 다양한 특정 수용체를 가지고 있다.그들은 또한 옵소닌에 [24]대한 내피 수용체와 Fc 수용체를 검출하고 부착하기 위한 수용체를 발현한다.

화학 유인제에 반응하는 백혈구에서 세포 극성은 작은 Rho 구아노신 트리포스파타아제(Rho GTPases) 및 포스포이노시티드 3-키나아제(PI3Ks)의 활성에 의해 조절된다.호중구에서는 PI3K의 지질생성물이 Rho패밀리의 Rac1, 조혈 Rac2, RhoG GTPases의 활성화를 조절하고 세포운동성에 필요하다.Rac-GTPase는 세포골격역학을 조절하고 호중구 접착, 이동 및 확산을 [25]촉진합니다.그들은 편광된 세포의 가장자리에 있는 플라즈마 막과 비대칭적으로 축적된다.공간적으로 Rho GTPases를 조절하고 세포의 가장자리를 구성하는 PI3Ks와 그 지질 생성물은 세포에 기어가도록 지시하는 나침반 분자로서 백혈구 극성을 확립하는데 중추적인 역할을 할 수 있다.

특정 조건에서 호중구는 고도로 조정된 방식으로 이동하며 축적되어 [26]염증 부위로 군집하는 호중구 군집이라고 불리는 특정한 형태의 이동 행동을 하는 것이 생쥐에서 나타났다.

항균 기능

운동성이 매우 강하기 때문에 호중구는 활성화된 내피, 돛대 세포, 대식세포에 의해 발현되는 사이토카인에 의해 이끌려 감염의 초점에 빠르게 모인다.호중구는[27] 사이토카인을 발현하고 방출하는데, 사이토카인은 다른 여러 종류의 세포에 의해 염증 반응을 증폭시킨다.

호중구는 면역체계의 다른 세포를 모집하고 활성화하는 것 외에도 병원균 침입에 대한 최전방 방어에 중요한 역할을 한다.호중구는 미생물을 직접 공격하는 세 가지 방법을 가지고 있다: 식세포증, 탈과립, 그리고 호중구 세포외 트랩(NETs)[28]의 생성.

식세포증

Long rod-shaped bacteria, one of which has been partially engulfed by a larger blob-shaped white blood cell. The shape of the cell is distorted by undigested bacterium inside it.
탄저균균(주황색)을 식세포하는 호중구(노란색)의 전자현미경 주사.스케일 바는 5μm입니다.

호중구는 미생물이나 입자를 섭취할 수 있는 식세포이다.표적이 인식되려면 항체 옵소닌(항체 옵소닌화)[16]으로 코팅되어야 합니다.그들은 많은 미생물을 내부화하고 죽일 수 있는데, 각각의 식세포 사건은 활성산소종과 가수분해효소가 분비되는 파고좀의 형성을 야기합니다.활성산소 종의 생성 중 산소 소비는 호흡이나 에너지 생산과는 무관하지만 "호흡 폭발"이라고 불린다.

호흡 버스트는 NADPH 산화효소(NADPH oxidase)의 활성화를 수반하며, NADPH 산화효소는 활성 산소종인 슈퍼옥시드를 다량 생산한다.슈퍼옥시드는 자연적으로 분해되거나 슈퍼옥시드 디스뮤타아제(Superoxide dismutase)로 알려진 효소에 의해 분해된다(Cu/Zn).SOD 및 MnSOD)는 녹색 헴 효소 myeloperoxidase에 의해 차아염소산(HClO)으로 변환되는 과산화수소로 변환된다.HClO의 살균 특성은 호중구에 의해 식세포된 박테리아를 죽이기에 충분하다고 생각되지만, 이것은 단백질 분해 [29]효소의 활성화에 필요한 단계일 수 있다.

호중구는 많은 미생물을 죽일 수 있지만, 호중구와 미생물에 의해 생성된 미생물 및 분자의 상호작용은 종종 호중구의 이동을 변화시킨다.호중구의 운명을 바꾸는 미생물의 능력은 매우 다양하며, 미세 특이적일 수 있으며, 호중구의 수명을 연장하는 것에서부터 식세포증 후 급격한 호중구 용해를 일으키는 것까지 다양하다.클라미디아 폐렴과 Neisheria gonorhoae는 호중구 아포토시스를 [30][31][32]지연시키는 것으로 보고되었다.따라서, 일부 박테리아와 주로 세포 내 병원균은 자발적 아포토시스 및/또는 PICD(식세포증으로 인한 세포사망)의 정상적인 과정을 방해함으로써 호중구의 수명을 연장할 수 있다.스펙트럼의 다른 한쪽 끝에서는 스트렙토코커스 피오제네스와 같은 일부 병원체는 빠른 세포 용해 및/또는 2차 [33][34]괴사 지점까지 아포토시스를 촉진함으로써 식세포증 후의 호중구 운명을 바꿀 수 있다.

탈과립

호중구는 또한 탈과립이라고 불리는 과정에 의해 세 가지 종류의 과립에 있는 단백질들을 방출한다.이 과립의 내용물은 항균성을 가지고 있어 감염을 퇴치하는 데 도움이 됩니다.글리터 세포는 과립이 [35]있는 다형핵 백혈구 호중구이다.

과립형 단백질
아즈로필성 과립(또는 '1차 과립') 미엘로페르옥시다아제, 살균/투과성증가단백질(BPI), 디펜신 및 세린프로테아제 호중구엘라스타아제 및 카테프신G
특정 과립(또는 "2차 과립") 알칼리인산가수분해효소, 리소자임, NADPH산화효소, 콜라게나아제, 락토페린, 히스타미나아제 [36]및 카테리시딘
제3과립 카테프신, 젤라틴화효소 및 콜라게나아제

호중구 세포외 트랩

2004년, 브링크만과 동료들은 호중구의 활성화가 DNA의 거미줄 같은 구조를 방출하는 것을 유발한다는 놀라운 관찰을 설명했습니다; 이것은 [37]박테리아를 죽이는 세 번째 메커니즘을 나타냅니다.이러한 호중구 세포외 트랩(NETs)은 세포외 미생물을 포획하고 죽이는 염색질과 세린단백질가수분해효소로 구성된 섬유로 이루어진 거미줄로 구성되어 있습니다.NETs는 높은 국소 농도의 항균 성분을 제공하며 식세포 흡수에 의존하지 않고 미생물을 결합, 무장 해제 및 죽이는 것이 제안된다.NETs는 가능한 항균 특성과 더불어 병원체의 추가 확산을 막는 물리적 장벽 역할을 할 수 있다.혈관에 [39]NET가 형성되는 패혈증에서 세균의 포획은 특히 중요한 역할을 할 수 있다.마지막으로,[40][41] NET 형성은 감염 중 대식세포 살균 활성을 증가시키는 것으로 입증되었다.최근에는 호중구가 [42]활성화되는 임신 관련 염증성 질환인 프리클램피아에서 NETs가 검출될 수 있어 염증성 질환에 NETs가 관여하는 것으로 나타났다.호중구 NET 형성은 관상동맥의 [43][44]혈전 형성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 심혈관 질환에도 영향을 미칠 수 있다.NETs는 현재 시험관내[45] [46][47]및 생체내 모두에서 혈전 예방 효과를 보이는 것으로 알려져 있다.보다 최근에는 2020년에 심각한 COVID-19의 [48]경우 NETs가 혈전 형성에 관여했다.

임상적 의의

급성 염증 시 여러 호중구를 나타내는 현미경 사진

호중구 수치가 낮은 것을 호중구 감소증이라고 한다.이것은 선천적일 수도 있고 재생불량성 빈혈이나 백혈병의 경우처럼 나중에 발병할 수도 있다.그것은 또한 약물의 부작용이 될 수 있는데, 가장 두드러진 화학요법이다.호중구 감소증은 사람을 감염에 매우 취약하게 만든다.그것은 또한 세포 내 호중구 기생충에 의한 군집화의 결과일 수 있다.

알파 1-안티트립신 결핍증에서 중요한 호중구 엘라스타제는 알파 1-안티트립신에 의해 적절히 억제되지 않아 염증이 있는 경우 과도한 조직 손상을 초래하며, 가장 두드러진 것은 폐기종이다.또한 호중구가 과도하게 활성화되고(그렇지 않으면 건강한 개인에서) 세포외 공간에서 효소를 방출하는 경우에서도 엘라스타제의 부정적인 영향이 나타났다.호중구 엘라스타제의 조절되지 않은 활동은 급성 폐손상에 [49]해당하는 증상을 보이는 폐장벽의 붕괴를 초래할 수 있다.이 효소는 또한 대식세포의 톨-라이크 수용체(TLR)를 분해하고 NF-γB의 [50]핵 전이를 억제하여 사이토카인 발현을 하향 조절함으로써 대식세포의 활동에 영향을 미친다.

가족성 지중해열(FMF)에서 주로 호중구 과립구에서 발현되는 피린(또는 마레노스트린) 유전자의 돌연변이는 구성적으로 활발한 급성상 반응을 유발하며 발열, 관절통, 복막염, 그리고 궁극적으로 아밀로이드증의 [51]발작을 일으킨다.

고혈당은 호중구 기능 장애를 초래할 수 있다.호중구 생화학 경로의 기능 장애와 감소된 탈과립은 고혈당과 [52]관련이 있다.

절대 호중구수(ANC)는 진단 및 예후에도 사용됩니다.ANC는 호중구감소증, 즉 호중구감소열의 중증도를 결정하는 금본위제이다.ANC가 1500셀/mm3 미만일 경우 호중구 감소증으로 간주되지만 500셀/mm3 미만일 경우 심각한 [53]것으로 간주됩니다.조기 [54][55]진단의 보조 수단으로 ANC와 심근경색을 연관짓는 새로운 연구도 있다.호중구는 급성 [56]심근경색에서 심실 빈맥을 촉진한다.

부검에서 심장 또는 뇌에서 호중구의 존재는 경색의 첫 번째 징후 중 하나이며, 따라서 심근경색 및 뇌졸중의 진단과 그 타이밍에 유용하다.

  • Neutrophils are seen in a myocardial infarction at approximately 12–24 hours,[57] as seen in this micrograph.

    호중구는 이 현미경에서 볼 수 있듯이 약 [57]12-24시간에 심근경색에서 볼 수 있다.

  • In stroke, they are beginning to infiltrate the infarcted brain after 6 to 8 hours.[58]

    뇌졸중은 6시간에서 8시간 [58]후에 경색된 뇌에 침투하기 시작한다.

호중구항원

호중구 항원은 5세트([59]HNA 1~5)로 알려져 있다.3개의 HNA-1 항원(a-c)은 저친화성 Fc-γ 수용체 IIIb(FCGR3B:CD16b)에 있으며, 알려진 단일 HNA-2a 항원은 CD177에 있다.HNA-3 항원 시스템은 CLT2 유전자의 7번째 엑손(SLC44A2)에 위치한 2개의 항원(3a 및 3b)을 가지고 있다.HNA-4 및 HNA-5 항원 시스템은 각각 2개의 알려진 항원(a 및 b)을 가지며 β2 인테그린에 위치합니다.HNA-4는 αM 사슬(CD11b)에 위치하고 HNA-5는 αL 인테그린 단위(CD11a)에 위치한다.

서브 모집단

NBT[60] 시험에서의 호중구 킬러 및 호중구 케이지 활성

두 개의 기능적으로 불평등한 호중구 하위 집단은 반응성 산소 대사물 생성의 다른 수준, 막 투과성, 효소 시스템의 활성 및 불활성화 능력에 기초하여 확인되었다.높은 막 투과성을 가진 한 하위 집단의 세포(호중구 킬러)는 반응성 산소 대사물을 집중적으로 생성하며 기질과의 상호작용의 결과로 비활성화되는 반면, 다른 하위 집단의 세포(호중구 킬러)는 반응성 산소 종을 덜 집중적으로 생성하며, 기질 및 보존에 집착하지 않는다.e 그들의 활동.[60][61][62][63][64]추가적인 연구는 폐종양이 다양한 호중구 [65]집단에 의해 침투될 수 있다는 것을 보여주었다.

비디오

  • 빠르게 움직이는 호중구는 30초마다 한 프레임씩 2시간 동안 여러 개의 원추체를 차지하는 것을 볼 수 있다.

  • 호중구는 3D 콜라겐 매트릭스에서 Aspergillus fumigatus conidia(라벨 없음, 흰색/맑음)와 여러 번 접촉했음에도 불구하고 여러 칸디다 효모(녹색으로 형광 표시됨)를 선택적으로 섭취하는 것을 볼 수 있습니다.촬영 시간은 30초마다 1프레임으로 2시간이었습니다.

호중구는 감염된 발바닥과 지골에서 높은 방향성 아메로이드 운동성을 보인다.LysM-eGFP 마우스의 발바닥 경로에서 리스테리아 단구균 [66]감염 후 20분 후에 생체내 이미징을 수행하였다.

기타 이미지

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레퍼런스

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