醫(yī)學免疫學：第9章章 適應(yīng)性免疫細胞及其主要生物作用

1、第九章 適應(yīng)性免疫細胞及其主要生物作用重點及難點T淋巴細胞T細胞的表面分子及其作用T細胞亞群及其功能 B淋巴細胞B細胞的表面分子B2細胞的功能適應(yīng)性免疫應(yīng)答（adaptive immune response)是指體內(nèi)抗原特異性T、B淋巴細胞被相應(yīng)抗原激活，增殖分化為效應(yīng)T細胞和漿細胞后，通過釋放細胞因子、細胞毒性介質(zhì)和分泌抗體產(chǎn)生一系列生物學效應(yīng)的全過程，又稱特異性免疫應(yīng)答。適應(yīng)性免疫應(yīng)答細胞是一類具有特異性抗原識別受體的高度異質(zhì)性的淋巴細胞群體，主要包括T細胞和B2細胞，即通常所說的T、B淋巴細胞和調(diào)節(jié)性T細胞。免疫系統(tǒng)的細胞多能造血干細胞淋巴樣干細胞髓樣系干細胞(* DC細胞)巨噬細胞單核

2、細胞中性粒細胞嗜酸性粒細胞嗜堿性粒細胞肥大細胞 吞噬作用 抗原遞呈 吞噬、抗菌作用 抗寄生蟲免疫 粘膜表面保護作用？ 粘膜表面保護作用淋巴細胞 適應(yīng)性免疫淋巴細胞亞群Th細胞Th CTL細胞CTLTB2T細胞B細胞CLP淋巴樣干細胞*DC, *NKTreg細胞Treg漿細胞PCFigure 1-5 未活化淋巴細胞直徑67微米，漿/核比例很小（左，普通光鏡Giemsa 染色的血涂片）。透射電鏡顯示未活化淋巴細胞胞核致密，胞漿中細胞器很少（右）。淋巴細胞第一節(jié) T淋巴細胞T淋巴細胞亞群 CTL細胞CTL Th細胞 ThTT細胞Treg細胞TregnTreg細胞nTregiTreg細胞iTreg T

3、fh細胞 Tfh Th17細胞 Th17 Th2細胞 Th2 Th1細胞 Th1一、T細胞的表面分子及其主要作用 MHC/抗原肽補體運鐵蛋白TCR CD35CD28CD4CD8 MHC-II/I IL-2CD71 CD2orFcR FcR抗體CD58（LAF-3）組織胺B7-2IL-2RT細胞表面分子 T細胞抗原受體和T細胞抗原受體基因TCR輔助受體協(xié)同信號分子（共刺激分子）絲裂原受體細胞因子受體T細胞抗原受體（T cell receptor，TCR） ，是T細胞表面特異性識別抗原的受體，也是所有T細胞的特征性表面標志。由兩條不同肽鏈構(gòu)成的異二聚體, 構(gòu)成的肽鏈有、 四種類型; 根據(jù)肽鏈不同,

4、 TCR分TCR 和TCR 兩種類型。大多數(shù)T細胞表達TCR, 構(gòu)成TCR的兩條肽鏈均是跨膜蛋白, 屬于IgSF，每條肽鏈的胞外區(qū)各含一個可變 (V) 區(qū)和一個恒定 (C) 區(qū)。兩條肽鏈的 V 區(qū)是 TCR 識別抗原肽-MHC 復合物的功能區(qū)。V，V各有三個超變區(qū)，即互補決定區(qū)（CDR），其中CDR3變異最大，直接決定了TCR的抗原特異性。TCR在識別MHC-抗原肽復合體時，CDR1和CDR2識別MHC分子抗原肽結(jié)合槽的側(cè)壁，CDR3則直接與抗原肽發(fā)生相互作用。40 30 2010 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 TCR V 區(qū)氨基酸序列氨基酸殘基的變

5、異百分率TCR 的 多 樣 性 CDR1 CDR2 CDR3-TCR的多樣性每個T細胞內(nèi)均有TCR鏈、鏈、鏈、鏈基因，在分化成熟過程中，鏈和鏈基因首先重排和表達，一旦鏈和鏈基因重排成功并開始表達，鏈、鏈基因重排就被抑制；如果鏈和鏈基因不能成功重排、表達，鏈、鏈基因方能重排、表達。故對于每一特定的T細胞，或表達TCR，或表達TCR。祖T細胞CD3-CD4-CD8-(DN)鏈基因D-J重排、V-DJ重排前T細胞CD3lowCD4+CD8+(DP)表達鏈pT鏈基因V-J重排CD3lowCD4+CD8+(DP)表達鏈表達鏈pT:TCR皮隨交界區(qū)CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD

6、8+TCR（SP）成熟T細胞CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD8+TCR（SP）不能識別自身pMHC或結(jié)合親和力過高者凋亡識別自身pMHC，克隆刪除，中樞免疫耐受輸向外周T細胞庫T細胞發(fā)育多樣性機制TCRTCR胚系基因片段組合V5057143D23J701353VJ，VDJ連接多樣性50*7057*2*1314*53*3*3連接多樣性+N區(qū)核苷酸插入V-JV-D，D-JV-JV-D，D-D，D-JTCR多樣性的產(chǎn)生機制TCR的多樣性可達1016TCR胞內(nèi)區(qū)短，無傳遞信號的能力，與CD3多肽鏈非共價結(jié)合，組成TCR-CD3復合受體分子，獲得信號轉(zhuǎn)導能力。CD3分子的構(gòu)成：

7、由5種肽鏈組合而成，、。每兩條肽鏈組合為二聚體，即、 和 或。CD3分子的每條肽鏈含有1個或3個ITAM基序，CD3分子的跨膜區(qū)中帶有負電荷，與TCR跨膜區(qū)（帶正電荷）作非共價結(jié)合。 CD4和CD8分子 CD4分子：表達在Th細胞表面，與APC上的MHC-類分子鏈的Ig樣區(qū)2結(jié)構(gòu)域結(jié)合。 CD8分子：表達在CTL細胞表面，與APC上的MHC-I類分子鏈的Ig樣區(qū)3結(jié)構(gòu)域結(jié)合。23共刺激分子（協(xié)同刺激分子）為表達于APC、T、B細胞表面的粘附分子。初始T細胞活化需要兩個信號刺激。T細胞活化第一信號是TCR識別APC上的抗原肽-MHC分子復合物，并經(jīng)CD3分子將信號傳入T細胞。CD4/CD8輔助受

8、體分子誘導和加速T細胞活化第一信號的產(chǎn)生。第二信號是T細胞與APC上的共刺激分子的相互作用。1. CD28和CTLA-4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4）兩者在結(jié)構(gòu)上有高度同源性。兩者的配體是主要表達在APC表面的CD80分子（又稱B7.1）和CD86分子（又稱B7.2）。CD28與CD80/CD86結(jié)合，提供T細胞活化的協(xié)同刺激信號?；罨腡細胞表達CTLA-4，與CD80/CD86結(jié)合，其親和力顯著高于CD28，對活化T細胞產(chǎn)生抑制信號。CTLA-4的誘導性表達和對T細胞活化的反饋性調(diào)節(jié) ITAM 中的酪氨酸發(fā)生磷酸化(Y pY)，招募帶有SH2的蛋白酪氨

9、酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK），如 ZAP-70，通過磷酸化啟動激活信號轉(zhuǎn)導途徑 ，導致細胞活化。 ITIM 中的酪氨酸發(fā)生磷酸化 (Y pY)，招募帶有SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP），如 SHP-1, SHIP, 通過脫磷酸化遏止激活信號的轉(zhuǎn)導途徑，終止細胞活化。2. CD40L活化T細胞上的CD40L與B細胞上的CD40分子結(jié)合，誘導B細胞活化。活化T細胞上的CD40L與DC和巨噬細胞上的CD40分子結(jié)合，可誘導上述專職APC活化使其表面B7分子表達上調(diào)，同時合成分泌IL-12等細胞因子有效促進

10、T細胞增殖分化。3. ICOS（inducible costimulator, 誘導性共刺激分子）表達于活化T細胞表面。配體為APC表面的B7RP-1（ICOSL）。在CD28協(xié)同刺激信號之后發(fā)揮作用。誘導活化T細胞分泌細胞因子和促進T細胞增殖。4. PD-1（programmed death1, 程序性死亡分子1）表達于活化T細胞表面。配體為APC表面的PD-L1和PD-L2。抑制T細胞的增殖以及細胞因子的產(chǎn)生。5. LFA-2(CD2分子，又稱SRBC受體)其主要配體是APC上的LFA-3。兩者結(jié)合后可促進T細胞活化。E花結(jié)試驗6. LFA-1（lymphocyte fuction ass

11、ociated antigen-1）其配體是ICAM-1（intercellular adhesion molecules，細胞間粘附分子）。LFA-1與APC或靶細胞上的ICAM-1相互結(jié)合，促進T細胞對APC表面抗原肽-MHC分子復合物的識別結(jié)合和T細胞活化第二信號的產(chǎn)生。絲裂原受體T細胞有PHA受體、Con A受體等。靜止的細胞與絲裂原結(jié)合后可轉(zhuǎn)化為淋巴母細胞。細胞因子受體T細胞可表達多種與其活化、增殖和分化密切相關(guān)的IL-2R、IL-4R、IL-6R等細胞因子受體和誘導活化T細胞凋亡的Fas受體。二、T細胞亞群及其功能TCR T細胞和TCR T細胞初始T細胞、效應(yīng)T細胞、記憶T細胞輔助

12、性T細胞細胞毒性T細胞調(diào)節(jié)性T細胞初始T細胞（nave T cell) 未受抗原刺激的T細胞稱為初始T細胞，表達CD45RA和高水平的L-選擇素（CD62L），參與淋巴細胞再循環(huán)。效應(yīng)T細胞(effector T cell) 接受抗原刺激后，經(jīng)克隆擴增和分化，能夠發(fā)揮免疫效應(yīng)的終末T細胞。表達高水平的高親和力IL-2受體、 CD45RO等，不參與淋巴細胞的再循環(huán)，向外周炎癥組織遷移。記憶T細胞(memory T cell) 接受抗原刺激后，在增殖分化過程中停止分化，成為靜息狀態(tài)的長壽T細胞，表達CD45RO，參與再次應(yīng)答。主要存在于血液和外周淋巴器官，也能向外周炎癥組織等部位遷移。輔助性T細胞

13、CD抗原表型為CD3+、CD4+、CD8 。其TCR基本上都是TCR 型。識別抗原受MHC- 類分子限制。包括CD4+Th1細胞、CD4+Th2細胞、CD4+ Th3細胞、CD4+Th17和CD4+Tfh細胞等亞群。細胞因子和Th細胞亞群發(fā)現(xiàn)1989: Th1 and Th2 subsets of CD4+ T cells defined according to cytokines secreted (Mosmann & Coffman, Annu. Rev. Immunol. 7: 145-173; 1989)Th1/Th2 paradigm has dominated our view

14、of the immune system, but it is incomplete and inadequate Many immune phenomena dont fit neatly into Th1 or Th2, or they combine elements of bothTh1 blamed for many inflammatory and auto-immune disease states Due to IFN induced by IL-12細胞因子和Th細胞亞群發(fā)現(xiàn)Mid 1990s: resurrection of “suppressor” T cells As

15、Treg (CD4+) cells involved in regulating Th effector cells, controlling auto-immunity and tolerance2005: Th17 cells defined As CD4+ cells that secrete Th17 and other inflammatory cytokines, involved in inflammatory and auto-immune disease.Also important in immunity to extracellular infections2008：A

16、proposed fifth effector subset, Tfh cells defined T follicular helper (TFH) cells, is thought to provide help for the generation of B cellmediated immune responses 細胞毒性T細胞CD抗原表型為CD3+、CD4 、CD8+組成性表達TCR識別抗原受MHC-I類分子限制為 CTL （ Tc ）細胞特異性殺傷腫瘤和病毒感染的靶細胞，分泌細胞因子，參與免疫調(diào)節(jié)CTL細胞的殺傷過程CTL1. CTL識別靶細胞的抗原Target cellCTL

17、2. CTL釋放穿孔素或顆粒酶Target cellCTL3. CTL與靶細胞分離Target cell4. 靶細胞凋亡Target cellCTL的殺傷機制CTLCa+穿孔素靶細胞顆粒酶靶細胞CTL還可通過高表達FasL和分泌大量TNF誘導靶細胞凋亡。調(diào)節(jié)性T細胞調(diào)節(jié)性T細胞（regulatory T cell, Treg）是一類具有負向調(diào)節(jié)作用的CD4+T細胞，包括自然調(diào)節(jié)T細胞和誘導性調(diào)節(jié)T細胞。Treg細胞對抗原的識別具有特異性，但活化后對其他免疫細胞的抑制作用是非特異性的，且不受MHC 限制。Anti-CD25-PEBefore depletionAfter depletionAnt

18、i-CD4-FITC5-10%經(jīng)典實驗1. 自然調(diào)節(jié)T細胞(nTregs)出生3天切除胸腺的小鼠成年后體內(nèi)缺乏CD4CD25Treg細胞，使動物在成年后出現(xiàn)多種器官的自身免疫病。自然調(diào)節(jié)T細胞的特征高表達CD25分子（IL-2R的鏈），F(xiàn)oxp3陽性。在免疫應(yīng)答的負調(diào)節(jié)和自身免疫耐受中起重要作用?？赡艿臋C制：主要是直接與靶細胞接觸；也可分泌IL-10、TGF-等抑制性細胞因子。抑制T細胞和樹突狀細胞等。Treg能通過高表達CTLA-4，從而與CD28競爭結(jié)合B7分子，使T細胞得不到協(xié)同信號分子而不能活化，還可誘導DC表達吲哚胺2,3-雙加氧酶（IDO），后者能夠降解T細胞活化所必需的氨基酸，并

19、由此導致T細胞失活和發(fā)生凋亡；Treg可誘導表達淋巴細胞激活基因，其產(chǎn)物LAG3可與未成熟DC表達的MHC II類分子高親和力結(jié)合，抑制DC成熟與活性。自然調(diào)節(jié)T細胞的作用機制nTreg 可通過表面mTGF-或通過合成分泌TGF-與DC表面相應(yīng)配體結(jié)合抑制DC 活化，使其不能有效激活CD4+T 細胞。cAMP2.誘導性調(diào)節(jié)T細胞(iTreg)外周CD4+初始T細胞被誘導形成。抑制性細胞因子的作用IL-10 ：可通過下調(diào)APC表面共刺激分子和MHC類分子表達，抑制抗原提呈和DC成熟；通過抑制巨噬細胞和DC 釋放促炎細胞因子，下調(diào)或抑制炎癥反應(yīng)；通過抑制T細胞和單核細胞合成分泌細胞因子，使CD4+

20、/ CD8+T細胞處于無能狀態(tài)；通過抑制致敏肥大細胞脫顆粒或誘導B細胞發(fā)生類別轉(zhuǎn)換（IgEIgG），下調(diào)Th2 細胞介導的超敏反應(yīng)。TGF-： 可通過與APC表面相應(yīng)配體結(jié)合抑制DC活化和成熟；通過對IL-2產(chǎn)生的干擾作用抑制T細胞增殖；通過干擾轉(zhuǎn)錄因子T-bet/Stat4或Gata3/NFAT形成、抑制初始T細胞向Th1或Th2細胞分化，使機體細胞或體液免疫應(yīng)答能力降低。CD4+T 細胞亞群的可塑性(plasticity)CD4+Th細胞各功能亞群有可能相互轉(zhuǎn)換：例如，已發(fā)現(xiàn)某些Tfh 細胞可分別分泌IL-4 或IFN-，由此提示：Tfh可能由遷移定居于淋巴濾泡Th1、Th2 細胞分化而來

21、；Th1、Th2 細胞首先分化為中央記憶性T細胞，然后遷移至GC而成為Tfh 細胞。T細胞功能亞群所分泌的細胞因子并無特異性：例如：Th1、Th17 和Treg 細胞均可分泌IL-10；Th2、Th17和Th9均可分泌IL-9；Th17 和Th22 均可分泌IL-22。T細胞功能亞群所表達的特征性轉(zhuǎn)錄因子并非恒定不變, 例如：Foxp3+Treg 細胞具有異質(zhì)性，F(xiàn)oxp3 可經(jīng)誘導而表達，而一旦Foxp3 表達耗盡，這些Treg 細胞又可獲得產(chǎn)生促炎細胞因子的能力；炎癥部位某些CD4+T細胞既表達Foxp3，又表達T-bet，且具有抗炎效應(yīng)。第二節(jié) B淋巴細胞在人類的骨髓或禽類的法式囊分化發(fā)

22、育成熟后主要分布于外周血、脾臟、淋巴結(jié)、腸集合淋巴結(jié)B細胞是體內(nèi)產(chǎn)生抗體的免疫效應(yīng)細胞，也是專職抗原提呈細胞根據(jù)B細胞表面標志和功能特征，可將B細胞分為B1和B2細胞兩個亞群一、B細胞的表面分子及其主要 作用抗原識別受體(BCR復合體)BCR輔助受體共刺激分子IgG Fc受體絲裂原受體細胞因子受體（一）B細胞作為免疫應(yīng)答細胞，與其識別抗原和活化相關(guān)的分子BCR復合體由BCR和Ig/Ig二聚體組成。1. BCRB細胞受體（B cell receptor, BCR)，是B細胞表面特異性抗原識別受體，也是所有B細胞的特征性表面標志，其化學本質(zhì)是膜表面免疫球蛋白（mIg）。成熟B細胞主要為mIgM和m

23、IgD。2. Ig/IgIg即CD79a， Ig即CD79b，兩者形成二聚體。與BCR非共價結(jié)合形成BCR復合體。BCR輔助受體CD19-CD21-CD81復合物是B細胞表面的BCR輔助受體。CD19是B細胞特有的表面標志，CD21是C3d的受體，能與結(jié)合在抗原表面的C3d結(jié)合，增強BCR與抗原的結(jié)合，使CD19胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶活化，促進和增強B細胞活化第一信號的產(chǎn)生。C3d的形成共刺激分子 1. CD40 其配體是表達在活化T細胞表面的CD40L。兩者結(jié)合可產(chǎn)生B細胞活化的第二信號。2. ICAM-1其配體是表達在活化T細胞表面的LFA-1。兩者結(jié)合促進B細胞活化第二信號的產(chǎn)生。IgG Fc受體 (CD32)FcR-A：與Ag-Ab復合物中的IgG Fc結(jié)合，有助于捕捉Ag，并能促進B細胞活化。FcR-B：為抑制性受體，可下調(diào)體液免