醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)課件：PBL-固有免疫細胞

1、1The innate immune cells 2知識層面：知識層面： 掌握：吞噬細胞（掌握：吞噬細胞（中性粒細胞中性粒細胞與與單核巨噬細胞單核巨噬細胞） 自然殺傷細胞自然殺傷細胞等等 巨噬細胞表面受體，配體，主要生物學(xué)功能巨噬細胞表面受體，配體，主要生物學(xué)功能 NK細胞殺傷機制細胞殺傷機制 熟悉：參與固有免疫應(yīng)答的組織和分子熟悉：參與固有免疫應(yīng)答的組織和分子 皮膚粘膜屏障作用皮膚粘膜屏障作用 補體、補體、CK、抗菌肽和酶類物質(zhì)、抗菌肽和酶類物質(zhì)技能層面：技能層面： 吞噬細胞吞噬功能的檢測吞噬細胞吞噬功能的檢測 NK細胞的檢測細胞的檢測 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 目目 標標3Innate immunity

2、 -Natural immunity -Non-specific immunity 生物體在長期種系進化過程中形成的一系列防御機制生物體在長期種系進化過程中形成的一系列防御機制Innate immune system -屏障、屏障、固有免疫細胞固有免疫細胞、固有免疫分子、固有免疫分子天生、迅速、非特異、無記憶天生、迅速、非特異、無記憶參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答Introduction4固有免疫屏障固有免疫屏障機體抵御微生物入侵的防線機體抵御微生物入侵的防線皮膚黏膜屏障、體內(nèi)屏障皮膚黏膜屏障、體內(nèi)屏障 -物理屏障物理屏障 -化學(xué)屏障化學(xué)屏障 -微生物屏障微生物屏障 4一、固有免疫系統(tǒng)的

3、組成一、固有免疫系統(tǒng)的組成5-物理屏障物理屏障6-化學(xué)屏障化學(xué)屏障-微生物屏障微生物屏障7-體內(nèi)屏障體內(nèi)屏障 血血-腦屏障腦屏障 血血-胎屏障胎屏障 血血-胸屏障胸屏障 氣氣-血屏障血屏障8弓形蟲弓形蟲常見的機會性感染常見的機會性感染病原體之一病原體之一人畜共患人畜共患孕婦感染后可經(jīng)胎孕婦感染后可經(jīng)胎盤垂直傳播給胎兒盤垂直傳播給胎兒左圖左圖-先天性弓形蟲先天性弓形蟲感染的畸形兒感染的畸形兒9左圖左圖-先天性弓形蟲感先天性弓形蟲感染的腦積水患兒染的腦積水患兒10固有免疫分子固有免疫分子抑菌、殺菌、啟動參與固有免疫應(yīng)答抑菌、殺菌、啟動參與固有免疫應(yīng)答效應(yīng)分子效應(yīng)分子 -Antimicrobial

4、peptide -Lysozyme -Acute-phase protein【學(xué)過學(xué)過】 -Complement【學(xué)過學(xué)過】 -Cytokines, chemokin【學(xué)過學(xué)過】 -CAM【學(xué)過學(xué)過】11antimicrobial peptides -有抗菌活性的短肽的總稱有抗菌活性的短肽的總稱 -經(jīng)誘導(dǎo)合成經(jīng)誘導(dǎo)合成 -廣譜殺菌廣譜殺菌defensin -29-35 AA -陽離子肽陽離子肽 -殺菌譜廣殺菌譜廣(G+, G-, 某些真菌某些真菌) -抑制有包膜病毒復(fù)制抑制有包膜病毒復(fù)制 12*固有免疫細胞是固有免疫應(yīng)答的主要成分固有免疫細胞是固有免疫應(yīng)答的主要成分 -Phagocytes (

5、macrophage, neutrophils) -Dentritic cell, DC -Natural killer cell, NK -NKT cell - T cell -B-1 cell -other innate cells13phagocytesMononuclear phagocyte -monocyte, Mo -macrophage, MNeutrophils Macrophage Attacking E.coli (SEM x8,800) Dr Dennis Kunkel14Blood film: a monocyte (left) and two neutrophils

6、 15Alveolar (Lung) Macrophage Attacking E. coli (SEM x10,000) Dr Dennis Kunkel16Monocyte,Mo血液血液Mcrophage, M結(jié)締組織、器官結(jié)締組織、器官(定居定居/游走游走)部位不同、名稱各異部位不同、名稱各異Langerhans cell, LC表皮表皮體積淋巴細胞體積淋巴細胞溶酶體顆粒多溶酶體顆粒多占血液白細胞占血液白細胞3%8%血中血中1224h體積單核細胞體積單核細胞更多溶酶體更多溶酶體更多線粒體更多線粒體功能強大功能強大壽命數(shù)月壽命數(shù)月共同特點：共同特點： 變形，易黏附玻璃、塑料變形，易黏附玻璃

7、、塑料17 病原相關(guān)模式分子病原相關(guān)模式分子 pathogen associated molecular patterns, PAMP 病原體及其產(chǎn)物共有的、高度保守、特定分子結(jié)構(gòu)病原體及其產(chǎn)物共有的、高度保守、特定分子結(jié)構(gòu) 種類有限種類有限 病原微生物中分布廣泛病原微生物中分布廣泛 外源性危險因子外源性危險因子 損傷相關(guān)模式分子損傷相關(guān)模式分子 damage associated molecular patterns, DAMP 體內(nèi)組織細胞損傷后產(chǎn)生體內(nèi)組織細胞損傷后產(chǎn)生 內(nèi)源性危險因子內(nèi)源性危險因子 模式識別受體模式識別受體 pattern recognition receptors,

8、PRR 多樣性少多樣性少 mPRR，sPRR正常宿主細胞表面有木有正常宿主細胞表面有木有PAMP?機體衰老損傷的細胞成分怎么辦？機體衰老損傷的細胞成分怎么辦？18 巨噬細胞表面多種分子與受體巨噬細胞表面多種分子與受體 -成熟巨噬細胞：成熟巨噬細胞：CD14 -其他分子與受體其他分子與受體 1. MHCand MHC molecules【APC】 2.PRRs 甘露糖受體（甘露糖受體（mannose receptors, MR） 清道夫受體（清道夫受體（scavenger receptors, SR） Toll樣受體（樣受體（Toll like receptors, TLR） 3.調(diào)理性受體調(diào)理

9、性受體 FcR, C3bR, 4bR 4. CKR 趨化：趨化：MCP-1R, MIP-1/R 活化：活化：IFN-R, M-CSFR, GM-CSFR 19peroxisome proliferators-activated receptors, PPAR; 過氧化物酶體增殖物激活受體過氧化物酶體增殖物激活受體201.1.清除、殺傷病原體清除、殺傷病原體 2.2.參與促進炎癥反應(yīng)參與促進炎癥反應(yīng)3.3.殺傷靶細胞殺傷靶細胞4.4.加工提呈抗原加工提呈抗原5.5.免疫調(diào)節(jié)免疫調(diào)節(jié)巨噬細胞的主要生物學(xué)功能巨噬細胞的主要生物學(xué)功能211.清除、殺傷病原體清除、殺傷病原體 -recognition,

10、 ingestion, digestion -氧依賴性途徑氧依賴性途徑 reactive oxygen intermediates, ROI reactive nitrogen intermediates, RNI -氧非依賴性途徑氧非依賴性途徑 酸性環(huán)境、溶菌酶、防御素酸性環(huán)境、溶菌酶、防御素 -消化和清除消化和清除 溶酶體內(nèi)：水解酶進一步消化降解溶酶體內(nèi)：水解酶進一步消化降解22呼吸爆發(fā)呼吸爆發(fā)還原型輔酶還原型輔酶，O2！O2-, OH-, H2O2, 1O2強氧化作用強氧化作用細胞毒作用細胞毒作用pathogenmacrophage*氧依賴性途徑氧依賴性途徑- ROI 自學(xué)自學(xué)O2- 超

11、氧陰離子超氧陰離子 OH- 游離羥基游離羥基H2O2 過氧化氫過氧化氫 1O2 單態(tài)氧單態(tài)氧23macrophage活化巨噬細胞活化巨噬細胞Inducible nitric oxide synthase, iNOS還原型輔酶還原型輔酶四氫生物喋呤四氫生物喋呤L-L-精氨酸，精氨酸，氧分子氧分子胍氨酸，胍氨酸，NO腫瘤細胞與細菌腫瘤細胞與細菌細胞毒作用細胞毒作用*氧依賴性途徑氧依賴性途徑- RNI 自學(xué)自學(xué)24 無氧！無氧！氧非依賴性途徑氧非依賴性途徑 效應(yīng)分子效應(yīng)分子功功 能能酸性酸性PH吞噬體吞噬體/吞噬溶酶體糖酵解吞噬溶酶體糖酵解溶菌酶溶菌酶乳酸，乳酸，PH3.54.0，殺菌、抑菌殺菌、抑

12、菌酸性條件下破壞酸性條件下破壞G+胞壁肽聚糖胞壁肽聚糖defensin富含精氨酸小分子多肽，離子通道富含精氨酸小分子多肽，離子通道252. 參與和促進炎反應(yīng)參與和促進炎反應(yīng)炎癥部位炎癥部位 M活化后分泌活化后分泌 -趨化因子趨化因子 -促炎促炎CKs IL-1,TNF-,IL-6 -其他炎性介質(zhì)其他炎性介質(zhì)263.殺傷靶細胞殺傷靶細胞 -腫瘤細胞、病毒感染細胞腫瘤細胞、病毒感染細胞 -靜息時作用微弱靜息時作用微弱 -LPS、IFN-等激活等激活M -PRR、C3bR增加增加 -溶酶體數(shù)量增多溶酶體數(shù)量增多 -殺菌物質(zhì)和水解酶增多殺菌物質(zhì)和水解酶增多 -TNF-alpha分泌增多分泌增多 -AD

13、CC274.加工、提呈抗原加工、提呈抗原 -專職專職APC MHC 或或類分子結(jié)合類分子結(jié)合和提呈和提呈peptide285.免疫調(diào)節(jié)：免疫調(diào)節(jié)：M 活化后分泌活化后分泌 -IL-1、IFN-上調(diào)上調(diào)APC表達表達MHC,促進促進T/B活化活化 -TNF-促進促進 CTL活化、增殖、分化活化、增殖、分化 -IL-12、IL-18促進促進T細胞增殖分化，激活細胞增殖分化，激活NK -IL-10抑制抑制Mo/M和和NK活化，抑制抗原提呈活化，抑制抗原提呈29來源于骨髓來源于骨髓產(chǎn)生快，短壽產(chǎn)生快，短壽占血液白細胞占血液白細胞60%-70%，含量最多，含量最多細胞表面細胞表面IgG FcR、C3bR

14、胞內(nèi)兩種顆粒胞內(nèi)兩種顆粒 初級初級(溶酶體溶酶體)顆粒較大顆粒較大 次級顆粒較小次級顆粒較小吞噬功能很強吞噬功能很強受趨化受趨化受調(diào)理受調(diào)理初級顆粒：初級顆粒： -髓過氧化物酶髓過氧化物酶, 溶菌酶溶菌酶 -酸性磷酸酶酸性磷酸酶刺激顆粒：刺激顆粒： -堿性磷酸酶堿性磷酸酶, 溶菌酶溶菌酶 -防御素防御素,殺菌滲透增強蛋白殺菌滲透增強蛋白Neutrophil303031受趨化和調(diào)理的中性粒細胞受趨化和調(diào)理的中性粒細胞32B cellsFDCfollicular DC, FDC：folliculus lymphaticusinterdigitating DC, IDC：thymus33含量：含量：

15、 1 % PBMC LG： 表皮、胃腸上皮表皮、胃腸上皮 間質(zhì)間質(zhì)DC：肝、肺和腎等結(jié)締組織肝、肺和腎等結(jié)締組織 immature DC: 攝取攝取Ag能力強能力強 IDC：胸腺胸腺 FDC：外周免疫器官外周免疫器官 隱蔽細胞：淋巴液隱蔽細胞：淋巴液 mature DC: 加工處理加工處理Ag能力強能力強Immature DCmatuere DC34DC專職專職APC惟一惟一能誘導(dǎo)能誘導(dǎo)native T活化活化的的APC適應(yīng)性免疫應(yīng)答的始動者適應(yīng)性免疫應(yīng)答的始動者功能功能 - 啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答 - 免疫調(diào)節(jié)作用免疫調(diào)節(jié)作用 1.分泌分泌CK 影響適應(yīng)性免疫應(yīng)答類型影響適應(yīng)性

16、免疫應(yīng)答類型 2.參與參與T細胞免疫耐受細胞免疫耐受3536Natural killer cell，NK 37 large granule lymphocyte CD56+CD16+CD19-CD3- 【NK1.1 or NK1.2 in C57BL/6 mice 】 骨髓骨髓: NK祖細胞祖細胞NK細胞前體細胞細胞前體細胞iNKNK 約占外周血淋巴細胞約占外周血淋巴細胞10% -15%CD56dim -約占外周血約占外周血NK細胞細胞90%, 主要具有殺傷功能主要具有殺傷功能CD56bright -約占外周血約占外周血NK細胞細胞10%, 中間期過度分化中間期過度分化, 主要分泌主要分泌CK

17、s Natural killer cell，NK補充閱讀：補充閱讀：1. NK cells are known to differentiate and mature in the bone marrow, lymph node, spleen, tonsils and thymus where they then enter into the circulation. -Roitt I, Brostoff J, Male D (2001). Immunology (6th ed.),480p. St. Louis: Mosby, ISBN 0-7234-3189-2. 2. Up to 80

18、% of human NK cells also express CD838識別識別HLA類分子類分子 killer Ig-like receptor, KIR killer lectin-like receptor, KLRNK細胞受體識別細胞受體識別HLA類分子類分子非非HLA類分子類分子識別非識別非HLA-1類分子類分子識別感染細胞重要的活化性受體識別感染細胞重要的活化性受體NKG2D & NCR 39immunoreceptor tyrosine-based activation motif, IMAMimmunoreceptor tyrosine-based inhibito

19、ry motif40識別識別HLA類分子類分子 killer Ig-like receptor, KIR -KIR2DS, KIR3DS DAP-12 ITAM -KIR2DL, KIR3DL ITIM killer lectin-like receptor, KLR -CD94/NKG2C DAP-12 ITAM -抑制性抑制性:CD94/NKG2A ITIM 41KIR, KLR識別識別HLA-1類分子類分子HLA-1類分子表達在哪里？類分子表達在哪里？正常表達正常表達HLA-1類分子的組織細胞是否會類分子的組織細胞是否會被被NK細胞殺傷？細胞殺傷？42NK細胞對活化的調(diào)節(jié)細胞對活化的調(diào)節(jié)

20、NK細胞識別非細胞識別非HLA-1類分子類分子識別感染細胞重要的活化性受體識別感染細胞重要的活化性受體NKG2DNatural cytotoxicity receptors，NCR -NKp30, NKp44, NKp464344NKp46流感病毒血凝素流感病毒血凝素仙臺病毒仙臺病毒NKp44流感病毒血凝素流感病毒血凝素仙臺病毒仙臺病毒活化活化NK特異性標志特異性標志所有所有NK活化活化NK所有所有NKNKp30巨細胞病毒蛋白巨細胞病毒蛋白pp65腫瘤細胞表面腫瘤細胞表面B7-H6制制NK活性活性CD345NK細胞識別非細胞識別非HLA-1類分子類分子識別感染細胞重要的活化性受體識別感染細胞重

21、要的活化性受體NKG2DNatural cytotoxicity receptors，NCR 45MHC classchain-related molecules A/B上皮腫瘤細胞上皮腫瘤細胞 -Cancer: 胃、結(jié)腸、乳腺、卵巢、肺胃、結(jié)腸、乳腺、卵巢、肺46NK細胞的殺傷機制細胞的殺傷機制NK細胞與靶細胞密切接觸細胞與靶細胞密切接觸1.穿孔素穿孔素/顆粒酶途徑顆粒酶途徑CD56dim2.通過膜通過膜TNF家族分子家族分子CD56bright -FasL, TRIAL, mTNF3.借助借助ADCC47*NK細胞的免疫調(diào)節(jié)功能細胞的免疫調(diào)節(jié)功能自學(xué)自學(xué)48 主要分布于肝、胸腺、脾主要分布

22、于肝、胸腺、脾 胸腺內(nèi)胸腺內(nèi)/ 胎肝內(nèi)成熟胎肝內(nèi)成熟 小鼠小鼠NK1.1抗原和抗原和Ly49受體受體 識別識別CD1分子提呈的糖脂或磷脂抗原分子提呈的糖脂或磷脂抗原 CD1d限制性限制性NKT（iNK, 恒定恒定NKT細胞）與非限制性細胞）與非限制性NKT 迅速分泌迅速分泌CKs， 參與炎癥、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗感染等參與炎癥、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗感染等自學(xué)自學(xué)Natural killer T, NKT cell49 組成性表達組成性表達TCR -CD3復(fù)合物復(fù)合物 多樣性少多樣性少 小小腸、皮膚、呼吸道、泌尿生殖道等粘膜、皮下組織腸、皮膚、呼吸道、泌尿生殖道等粘膜、皮下組織 占占PBMC 0

23、.5%5% 同一黏膜組織中該細胞僅表達同一種抗原受體，不同粘膜組同一黏膜組織中該細胞僅表達同一種抗原受體，不同粘膜組織彼此間織彼此間TCR不同不同 直接識別靶抗原（感染細胞表達的分子），無直接識別靶抗原（感染細胞表達的分子），無MHC限制性限制性 殺傷靶細胞殺傷靶細胞 分泌分泌CKs：調(diào)節(jié)免疫，增強非特異性免疫防御：調(diào)節(jié)免疫，增強非特異性免疫防御病毒或胞內(nèi)寄生菌感染的靶細胞病毒或胞內(nèi)寄生菌感染的靶細胞表達表達HSP或異常表達或異常表達CD1分子的靶細胞分子的靶細胞自學(xué)自學(xué)TCR50 胸腔、腹腔、腸壁固有層胸腔、腹腔、腸壁固有層 發(fā)育較早發(fā)育較早, 自我更新自我更新, 長壽長壽 CD5高表達高表達B1a: polyreactive B cell CD5低表達低表達B1b 外源性抗原刺激產(chǎn)生外源性抗原刺激產(chǎn)生IgA: 粘膜免疫粘膜免疫 無類別轉(zhuǎn)換、無親和力成熟、無記憶、無需無類別轉(zhuǎn)換、無親和力成熟、無記憶、無需Th某些細菌共有的多聚糖抗原：某些細菌共有的多聚糖抗原：LPS，葡聚糖等，葡聚糖等變性自身抗原：變性變性自身抗原：變性RBC，變性，變性Ig等等自學(xué)自學(xué)B-1細胞細胞51 皮膚、呼吸道、胃腸道粘膜下結(jié)締組織、血管壁周圍組織皮膚、呼吸道、胃腸道粘膜下結(jié)