吞噬作用是许多生物体内特定细胞（如巨噬细胞和中性粒细胞）的一种重要生理过程。在这一过程中，这些特殊的细胞通过细胞膜的形成将异物（例如细菌、病毒或其他细胞碎片）包裹到细胞内形成吞噬体。随后，吞噬体与溶酶体融合，这样就可以将这些异物降解、消化，有助于清除体内的异物，并对免疫系统起着重要作用。这种过程对于维持机体内环境的稳定和免疫防卫具有重要意义。
当免疫细胞（例如巨噬细胞或中性粒细胞）识别到细菌、病毒或其他病原体时，吞噬作用的一系列过程就会展开：
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识别：特定受体在免疫细胞表面识别到外来病原体，激活细胞内信号通路。
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周游：细胞通过伪足活动将自身移到病原体所在的位置。
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黏附和包裹：细胞通过识别病原体表面的特定分子，让其黏附在细胞表面，然后将其包裹形成吞噬体。
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吞噬：吞噬体内的病原体与溶酶体融合，形成吞噬泡。溶酶体内的酶类物质开始消化病原体，将其吞噬并加以分解。
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溶酶体消化：酶类物质降解病原体，转化为无害的小分子物质。
吞噬细胞必须识别大量可能被摄入的不同颗粒，包括各种病原体和凋亡细胞。这种识别的实现要归功于各种离散的受体，这些受体将颗粒区分为目标，然后启动促进吞噬作用的信号级联。吞噬细胞质膜上的受体可分为非调理性受体和调理性受体。
非调理性受体
可以直接识别吞噬目标表面的分子基团。这些受体中有凝集素样识别分子，如CD169和CD33；还有相关的 C 型凝集素，例如 Dectin-2、Mincle 或 DNGR-1；清道夫受体；Dectin-1，它是真菌 β-葡聚糖的受体。其他受体，例如 SR-A 或 CD36，可以识别凋亡配体和微生物聚阴离子配体，但它们的信号传导能力尚未得到很好的描述。有趣的是，Toll 样受体（TLR）是外来颗粒的探测器，但它们不具有吞噬受体的功能。然而，TLR 经常与其他非调理性受体合作来刺激摄取。
调理性受体
识别宿主衍生的调理素，这些调理素与外来颗粒结合并将其靶向摄入。调理素包括抗体、补体、纤连蛋白、甘露糖结合凝集素和乳脂球蛋白（乳粘素）。最具特征且可能是最重要的调理性吞噬受体是 Fc 受体 (FcR) 和补体受体 (CR)。FcR 结合免疫球蛋白 (Ig) G或 IgA 抗体的恒定区（Fc 部分）。补体受体，例如 CR3，在补体激活后与沉积在颗粒上的 iC3b 结合。
为了有效识别目标颗粒并启动吞噬作用，吞噬细胞膜上的大量受体必须与调理颗粒上的多个 IgG 分子相互作用。为此，受体必须具有良好的膜移动性，以便它们能够聚集并被激活。然而，大多数吞噬受体不易自由扩散，因为它们位于覆盖细胞表面的其他（通常较大的）跨膜糖蛋白之中。与这些较长的糖蛋白相比，吞噬受体是非常短的分子；因此，短受体被一层大的糖蛋白（糖萼）所掩盖，例如粘蛋白、透明质酸和膜磷酸酶 CD45 和 CD148。此外，许多大的糖蛋白与细胞骨架相连，可以干扰细胞膜上受体的横向扩散。
大多数吞噬受体，如抗体受体 (FcγRIIa) 和补体受体 (整合素 CR3) 会协作结合要吞噬的颗粒。FcγR 聚集会触发由内而外的信号，通过 GTPase Rap 激活整合素。活化的 Rap (Rap GTP) 负责整合素的激活。然后，活化的整合素也会与颗粒结合（通过补体片段 C3b），并形成扩散屏障，以排除较大的分子，如跨膜磷酸酶 CD45。这允许其他 Fc 受体参与并增加吞噬信号。
吞噬作用是单细胞生物汲取营养的重要过程，而在多细胞生物中，它存在于称为吞噬细胞的特殊细胞中。吞噬作用包括将大于0.5 μm的颗粒识别并摄取到质膜衍生的囊泡（称为吞噬体）中。吞噬细胞可以吞噬微生物病原体，但重要的是还可以吞噬凋亡细胞。通过这种方式，它们有助于清除每天更新的数十亿个细胞。因此，吞噬作用不仅对于消除微生物至关重要，而且对于组织稳态也至关重要。专职吞噬细胞，包括单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、破骨细胞和嗜酸性粒细胞。这些细胞负责消除微生物并将其呈现给适应性免疫系统的细胞。此外，成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞也能进行吞噬作用。这些非专业吞噬细胞不能吞噬微生物，但对于消除凋亡小体很重要。
吞噬作用与疾病具有密切的关联。一方面，吞噬细胞如巨噬细胞和树突状细胞在机体抵御感染和疾病方面发挥重要作用。它们能够吞噬并分解病原体，从而帮助清除病菌和病毒，促进免疫应答。另一方面，某些疾病可能影响吞噬作用的功能，例如免疫系统疾病或遗传性疾病可能导致吞噬细胞的异常功能，从而增加感染的风险。此外，吞噬功能异常还与炎症性疾病、自身免疫病和肿瘤发展等情况有关。
癌症免疫中的吞噬检查点
巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用受许多促吞噬作用和抗吞噬作用信号的调节。肿瘤细胞上抗吞噬作用信号的表达包括 CD47、CD24、PD-L1、MHC-I 和 STC-1，它们通过与吞噬细胞上的受体相互作用来保护肿瘤细胞免受吞噬清除。肿瘤 STC-1 的高表达将钙网蛋白困在线粒体和内质网中，从而减少细胞表面钙网蛋白的数量，损害吞噬作用和抗原加工和呈递，也导致 T 细胞反应减弱。其他抗吞噬受体如 SLAMF3、SLAMF4、FcγRIIB 和 CLEC-1 促进吞噬细胞吞噬肿瘤细胞。钙网蛋白等促吞噬作用信号与膜聚糖结合，位于癌细胞表面。它与吞噬细胞上存在的脂蛋白受体相关蛋白 1 (LRP1) 受体相互作用。似乎肿瘤细胞上表达的 SLAMF7 和巨噬细胞上的 MAC-1 都对诱导肿瘤吞噬至关重要，而 SLAMF7 诱导吞噬的明确机制正在研究中。
神经退行性疾病中的吞噬作用
越来越多的证据表明，小胶质细胞对神经元和突触的过度吞噬会导致多种脑部病变。RNA 测序和全基因组关联 (GWAS) 研究已将多种吞噬基因与神经退行性疾病联系起来，并且已发现吞噬基因的敲除可防止动物模型中的神经退行性病变，这表明小胶质细胞的过度吞噬会导致神经退行性病变。
小胶质细胞对存活的神经元和突触进行吞噬，导致在阿尔茨海默病和其他痴呆症、帕金森病、额颞叶痴呆症、多发性硬化症、视网膜退化以及缺血、感染或衰老导致的神经退行性疾病的动物模型中发生神经元变性。同时，存在许多调节小胶质细胞对神经元吞噬的因素，包括：核苷酸、组织因子、磷脂酰丝氨酸、钙调蛋白、UDP、CD47、唾液酸化、补体、半乳糖结合蛋白-3、载脂蛋白E、吞噬受体、Siglec受体、细胞因子等。其中一些因素可能成为预防过度小胶质细胞对存活神经元和突触吞噬介导的神经变性的潜在治疗靶点。
