最初由19世紀(jì)的科學(xué)家描述了白細(xì)胞的滾動，粘附和遷移。隨著趨化因子，趨化因子受體，整合素和選擇素的發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞募集的概念開始出現(xiàn)。

最初，該過程被認(rèn)為需要三個步驟：基于選擇素的白細(xì)胞滾動，基于趨化因子的活化和基于整聯(lián)蛋白的停滯事件。然而，后來的研究表明，基于整合素的粘附過程比以前認(rèn)為的要復(fù)雜得多。

雖然200多年前報道了輪回，但其機制最近才被發(fā)現(xiàn)。隨著成像和遺傳工具的進步，已經(jīng)出現(xiàn)了三步級聯(lián)的擴展版本，其現(xiàn)在包括緩慢滾動，粘連強化，腔內(nèi)爬行，細(xì)胞旁和跨細(xì)胞爬行以及基底膜遷移。

什么促使白細(xì)胞滾動?

Selectin介導(dǎo)的滾動

白細(xì)胞的滾動由各種選擇蛋白介導(dǎo)，最顯著的是L-選擇蛋白，P-選擇蛋白和E-選擇蛋白。這些選擇蛋白與糖蛋白和其他糖基化配體相互作用。大多數(shù)白細(xì)胞表達(dá)L-選擇蛋白，但E-選擇蛋白和P-選擇蛋白僅由發(fā)炎的內(nèi)皮細(xì)胞分泌。

P-選擇蛋白糖蛋白配體1充當(dāng)所有三種選擇蛋白的配體，并且P-選擇蛋白糖蛋白配體1與L-選擇蛋白的結(jié)合啟動白細(xì)胞 - 白細(xì)胞相互作用，其涉及促進次級白細(xì)胞的捕獲和束縛。二次束縛還有助于不含E-選擇素配體的白細(xì)胞到達(dá)炎癥部位。

雖然P-選擇蛋白糖蛋白配體1存在于所有白細(xì)胞中，但它僅在糖基化正確的情況下起作用。選擇蛋白與配體的相互作用有助于白細(xì)胞附著于發(fā)炎的內(nèi)皮。而且，L-選擇蛋白和P-選擇蛋白附著需要剪切應(yīng)力。

整聯(lián)蛋白是細(xì)胞表面分子(例如G蛋白偶聯(lián)受體)所需的細(xì)胞表面受體，以增加其配體結(jié)合能力。整聯(lián)蛋白還參與滾動和介導(dǎo)白細(xì)胞的牢固粘附。

例如，β 2 -integrins涉及滾動其中通過E-選擇接合導(dǎo)致在淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1的構(gòu)象變化這允許它結(jié)合到其配體，細(xì)胞間粘附分子1(ICAM1)。在人血管內(nèi)皮細(xì)胞系中進行的研究中，當(dāng)ICAM1與L-選擇蛋白配體共表達(dá)時，人淋巴細(xì)胞的滾動增強。

白細(xì)胞的激活和停滯

在體外和體內(nèi)進行的幾項研究表明白細(xì)胞的停滯是由趨化因子和化學(xué)引誘物引發(fā)的; 此外，該過程涉及白細(xì)胞整聯(lián)蛋白與免疫球蛋白超家族成員的結(jié)合，例如ICAM1和VCAM2。這些由內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。

在炎癥期間，內(nèi)皮細(xì)胞被激活以在其腔表面上表達(dá)粘附分子，趨化因子和化學(xué)引誘物。化學(xué)引誘物也由活化的肥大細(xì)胞和血小板通過蛋白水解切割產(chǎn)生，并且它們通過循環(huán)微粒遞送至內(nèi)皮細(xì)胞。

然后這些趨化因子與上皮細(xì)胞表面的糖胺聚糖結(jié)合，這種結(jié)合引發(fā)白細(xì)胞的募集。整聯(lián)蛋白活化的水平也在炎癥的調(diào)節(jié)中起作用。

逮捕階段

白細(xì)胞停滯的特異性是由于整聯(lián)蛋白，其配體的差異表達(dá)以及該多步驟過程的輸出。趨化因子受體和親和力的表達(dá)水平的變化在白細(xì)胞募集中產(chǎn)生充足的多樣性。調(diào)節(jié)整聯(lián)蛋白和配體之間的親和力被認(rèn)為是在流動條件下誘導(dǎo)停滯的重要步驟。

經(jīng)內(nèi)皮細(xì)胞遷移

白細(xì)胞向發(fā)炎組織的遷移代表了該過程的最后一步。最初，在穿過毛細(xì)血管后壁之前，嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞以ICAM-1依賴性方式在血管內(nèi)爬行。在爬行時，白細(xì)胞面臨三種障礙：內(nèi)皮細(xì)胞，周細(xì)胞和內(nèi)皮基底膜。

雖然通過內(nèi)皮細(xì)胞屏障遷移可以快到2到5分鐘，但穿過內(nèi)皮細(xì)胞 - 基底膜可能需要長達(dá)5到15分鐘。通過表型差異，內(nèi)皮細(xì)胞 - 周細(xì)胞細(xì)胞數(shù)比率以及一些其他因素，該過程可能進一步復(fù)雜化。

移位也可以通過管腔內(nèi)的化學(xué)引誘物引發(fā); 然而，最近的研究表明，該過程也可能需要剪切應(yīng)力。大多數(shù)白細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞連接，也稱為細(xì)胞旁路徑。

事實上，直到最近，這被認(rèn)為是內(nèi)皮細(xì)胞遷移的唯一途徑。然而，隨后的研究顯示中樞神經(jīng)系統(tǒng)和各種炎癥情況下的跨細(xì)胞遷移。在這種情況下，白細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞。

上述步驟式過程，即白細(xì)胞向血管壁的化學(xué)吸收，滾動和粘附，最后它們通過內(nèi)皮細(xì)胞遷移到炎癥部位，構(gòu)成了先天免疫反應(yīng)。