免疫学第9章淋巴细胞课件PPT.ppt
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1、第九章 淋巴细胞(Lymphocyte)免疫细胞(白细胞)免疫细胞(白细胞):指所有参与免疫应答或与免疫应答有:指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体,包括造血干细胞、淋巴细胞、专职抗原关的细胞及其前体,包括造血干细胞、淋巴细胞、专职抗原递呈细胞递呈细胞(树突状细胞、单核树突状细胞、单核-吞噬细胞吞噬细胞) 及其他抗原递呈细及其他抗原递呈细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞等。胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞等。淋巴细胞淋巴细胞是构成免疫系统的主要细胞类别,白细胞的一种。是构成免疫系统的主要细胞类别,白细胞的一种。 占外周血白细胞总数的占外周血白细胞总数的20-45。是在免疫应答过程中,。是在
2、免疫应答过程中,发挥核心作用的最主要的免疫细胞。淋巴细胞可分为许多表发挥核心作用的最主要的免疫细胞。淋巴细胞可分为许多表型与功能均不同的群体,如型与功能均不同的群体,如T细胞、细胞、B细胞、细胞、NK细胞。细胞。表表1 淋巴细胞在主要淋巴组织的分布()淋巴细胞在主要淋巴组织的分布()T细胞细胞B细胞细胞NK细胞细胞胸腺胸腺 -100 0 1外周血外周血70-80 -20 -10淋巴结淋巴结 75 -25 1脾脏脾脏 35-50 50-65 -10免疫活性细胞免疫活性细胞:是具有特异性抗原受体,接受抗原刺激后产:是具有特异性抗原受体,接受抗原刺激后产生特异性免疫应答的细胞,包括生特异性免疫应答的
3、细胞,包括 T细胞和细胞和B细胞。细胞。NK细胞细胞:第三类淋巴细胞。:第三类淋巴细胞。第一节第一节 T 淋淋 巴巴 细细 胞胞T LymphocyteT 淋淋 巴巴 细细 胞胞: 来源于来源于骨髓骨髓,骨髓来源的淋巴样,骨髓来源的淋巴样前体细胞前体细胞进入胸腺进入胸腺之初被称为之初被称为前胸腺细胞前胸腺细胞,其尚未表达,其尚未表达T细胞特征性表面标细胞特征性表面标志。前胸腺细胞在胸腺微环境中逐渐分化为成熟志。前胸腺细胞在胸腺微环境中逐渐分化为成熟T细胞。细胞。在此过程中,在此过程中,T细胞获得功能性细胞获得功能性TCR,表达成熟,表达成熟T细胞的细胞的表型表型(如如CD4或或CD8等等),并
4、获得,并获得MHC限制性识别能力和限制性识别能力和自身耐受性,在自身耐受性,在胸腺胸腺内发育为成熟内发育为成熟T细胞,随后移行至外细胞,随后移行至外周淋巴组织。周淋巴组织。一、一、T细胞的分化发育细胞的分化发育 胸腺是胸腺是T细胞分化、发育的场所。在胸腺中分化发育的细胞分化、发育的场所。在胸腺中分化发育的T细胞统称为胸腺细胞。胸腺微环境是诱导并调控细胞统称为胸腺细胞。胸腺微环境是诱导并调控T细胞细胞分化发育的关键因素,包括如下组分:分化发育的关键因素,包括如下组分: 胸腺基质细胞,它们通过所表达的黏附分子与胸腺细胞胸腺基质细胞,它们通过所表达的黏附分子与胸腺细胞直接接触并相互作用;直接接触并相
5、互作用; 细胞因子,主要来源于胸腺基质细胞细胞因子,主要来源于胸腺基质细胞(分泌分泌IL-1、IL-6、IL-7等等)和胸腺细胞和胸腺细胞(分泌分泌IL-2、IL-4等等); 胸腺基质细胞分泌的胸腺激素,如胸腺素、生成素等。胸腺基质细胞分泌的胸腺激素,如胸腺素、生成素等。1. T细胞发育的阳性选择细胞发育的阳性选择 早期胸腺细胞位于胸腺皮质,其表型为早期胸腺细胞位于胸腺皮质,其表型为CD2 + 、CD5 +、CD4-、CD8-,又称为双阴性细胞,又称为双阴性细胞(DN)。 随着胸腺细胞逐渐向随着胸腺细胞逐渐向皮质深层皮质深层迁移,双阴性细胞先后发生迁移,双阴性细胞先后发生TCR基因和基因和TC
6、R基因重排,并逐渐表达功能性基因重排,并逐渐表达功能性TCR。与此同时,双阴性细胞逐渐转变为与此同时,双阴性细胞逐渐转变为CD4 +CD8 +双阳性细胞双阳性细胞(DP)。DP细胞阳性选择过程细胞阳性选择过程 若若DP细胞细胞TCR能与胸腺皮质上皮细胞表面能与胸腺皮质上皮细胞表面MHC-类或类或MHC-I类分子以适当亲和力结合类分子以适当亲和力结合,则继续分化为,则继续分化为CD4 +或或CD8+单单阳性细胞阳性细胞(SP): 与与MHC-I类分子结合的类分子结合的DP细胞其细胞其CD8表达水平增高,不表达水平增高,不再表达再表达CD4; 与与MHC-类分子结合的类分子结合的DP细胞其细胞其C
7、D4表达水平增高,不表达水平增高,不再表达再表达CD8。 若若DP细胞细胞不能与不能与MHC分子结合或亲和力过高分子结合或亲和力过高,则在胸腺皮,则在胸腺皮质中发生凋亡质中发生凋亡(apoptosis)。仅约。仅约5DP细胞经历阳性选择而存活。细胞经历阳性选择而存活。 意义:该选择过程赋予成熟的意义:该选择过程赋予成熟的CD4-CD8+T细胞和细胞和CD4+CD8-T细胞分别具有识别自身细胞分别具有识别自身MHC-I类和类和MHC-类分子的能力,此乃类分子的能力,此乃T细胞获得细胞获得MHC限制性的分子基础。限制性的分子基础。2. T细胞发育的阴性选择细胞发育的阴性选择(negative se
8、lection) 经历阳性选择的经历阳性选择的T细胞还需通过阴性选择,才能发育为成细胞还需通过阴性选择,才能发育为成熟的熟的T细胞。细胞。 位于胸腺皮质与髓质交界处的树突状细胞位于胸腺皮质与髓质交界处的树突状细胞(DC)和巨噬细和巨噬细胞均高表达自身肽胞均高表达自身肽-MHC-I或自身肽或自身肽-MHC-类分子复合物。类分子复合物。 经历阳性选择后的经历阳性选择后的T细胞若能与此自身肽细胞若能与此自身肽-MHC分子复合分子复合物高亲和力结合,即发生凋亡,或成为失能;物高亲和力结合,即发生凋亡,或成为失能; 而不能识别该复合物的而不能识别该复合物的T细胞则能继续发育。由此,细胞则能继续发育。由此
9、,T细细胞通过阴性选择而获得对自身抗原的耐受性。胞通过阴性选择而获得对自身抗原的耐受性。T淋巴细胞在胸腺组织中的阳性和阴性选择淋巴细胞在胸腺组织中的阳性和阴性选择09-01.SWF 经历上述与经历上述与MHC有关的选择过程,有关的选择过程,T细胞才分化为细胞才分化为成熟的、具有成熟的、具有MHC限制性、仅识别异物抗原的限制性、仅识别异物抗原的CD4+/ CD8-或或CD4-/CD8+单阳性细胞单阳性细胞(不针对自身抗原产生应(不针对自身抗原产生应答),具有免疫功能的成熟答),具有免疫功能的成熟T细胞(表达功能性细胞(表达功能性TCR),),进而离开胸腺迁移到外周血液,并移居于外周免疫器官。进而
10、离开胸腺迁移到外周血液,并移居于外周免疫器官。1. T细胞表面受体细胞表面受体 (1)TCR T细胞抗原受体细胞抗原受体, 是是T细胞结合特异性抗原的膜分子,由细胞结合特异性抗原的膜分子,由异二聚体组成,可分为异二聚体组成,可分为和和TCR两种,属于两种,属于Ig超家族。超家族。T细胞表面的细胞表面的TCR与与CD3分子结合成分子结合成TCR-CD3复合物。复合物。 TCR通常仅能识别抗原递呈细胞通常仅能识别抗原递呈细胞(APC)膜表面的抗原肽膜表面的抗原肽-MHC分子复合物,而不能直接识别可溶性抗原分子,此乃分子复合物,而不能直接识别可溶性抗原分子,此乃T细胞与细胞与B细胞识别抗原的主要不同
11、之处。细胞识别抗原的主要不同之处。 在抗原识别过程中,在抗原识别过程中,CD3分子负责将抗原信号传入胞内,分子负责将抗原信号传入胞内,在其他共刺激分子的共同参与下,使在其他共刺激分子的共同参与下,使T细胞活化。细胞活化。T细胞抗原受体(细胞抗原受体(TCR)结构模式图)结构模式图TCR-CD3复合物复合物 (2)细胞因子受体)细胞因子受体 (CKR):多种细胞因子通过与多种细胞因子通过与T细胞细胞表面相应受体表面相应受体(IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-6R及及IL-7R等等)结合结合而参与调节而参与调节T细胞活化、增殖和分化。静止和活化的细胞活化、增殖和分化。静止和活化的T细胞其细
12、胞其表面表面CKR的种类、密度及亲和力差别很大。静止的种类、密度及亲和力差别很大。静止T细胞仅表细胞仅表达达IL-2R链,而活化链,而活化T细胞还表达细胞还表达IL-2R链,可与链,可与、链结链结合成高亲和力合成高亲和力IL-2R,使激活的,使激活的T细胞能响应较低水平细胞能响应较低水平IL-2的的刺激,并发生增殖反应。刺激,并发生增殖反应。 (3)病毒受体)病毒受体 :CD4分子是分子是HIV壳膜蛋白壳膜蛋白gpl20的受体,的受体,故故HIV可选择性感染可选择性感染CD4+T细胞,导致获得性免疫缺陷综合细胞,导致获得性免疫缺陷综合征征 (AIDS)的发生。的发生。 (4)丝裂原受体)丝裂原
13、受体 :不同丝裂原可选择性作用于:不同丝裂原可选择性作用于T细胞或细胞或B细胞。刀豆素细胞。刀豆素A(ConA)、植物血凝素、植物血凝素(PHA)和美洲商陆和美洲商陆(PWM)等可诱导等可诱导T细胞增殖。细胞增殖。2. T细胞表面抗原细胞表面抗原 (1)MHC抗原:抗原:所有所有T细胞均表达细胞均表达MHC-I类分子,人类分子,人T细胞被激活后还可表达细胞被激活后还可表达MHC-类分子,故后者亦可视为类分子,故后者亦可视为活化活化T细胞的标志。细胞的标志。 (2)分化抗原)分化抗原(CD分子分子) T细胞表达多种细胞表达多种CD分子,如分子,如CD2、CD3、CD4、CD8等,它们在等,它们在
14、T细胞特异性识别和激活以及与其他免疫细胞相细胞特异性识别和激活以及与其他免疫细胞相互作用中分别发挥不同的生物学作用。互作用中分别发挥不同的生物学作用。 激活激活T细胞的表面标志与静止细胞的表面标志与静止T细胞有较大差异,表现细胞有较大差异,表现为某些表面标志的出现、高表达或消失、低表达。表面标为某些表面标志的出现、高表达或消失、低表达。表面标志均直接参与活化志均直接参与活化T细胞的生物学效应。检测这些膜分子有细胞的生物学效应。检测这些膜分子有助于判断机体免疫功能状态。助于判断机体免疫功能状态。3. T细胞亚群及其功能细胞亚群及其功能 T细胞是高度异质性的细胞群体,根据其表面标志及功细胞是高度异
15、质性的细胞群体,根据其表面标志及功能特点,分为不同亚群。能特点,分为不同亚群。 根据根据TCR双肽链的构成双肽链的构成不同,可分为表达不同,可分为表达 TCR的的T细细胞和表达胞和表达TCR的的T细胞。细胞。 根据根据T细胞的功能特点细胞的功能特点,可分为辅助性,可分为辅助性T细胞细胞(Th)、细、细胞毒性胞毒性T细胞细胞(CTL或或Tc)、迟发型超敏反应、迟发型超敏反应T细胞细胞(TDTH)等。等。 根据根据T细胞表面表达细胞表面表达CD4分子或分子或CD8分子分子,可分为,可分为CD4+或或CD8 +T细胞。细胞。 (1)T细胞和细胞和T细胞细胞 此两类细胞均为此两类细胞均为CD2+CD3
16、+,但,但T细胞为细胞为CD4-CD8-双双阴性细胞阴性细胞(少数为少数为CD8+细胞细胞);T细胞则为细胞则为CD4+或或CD8+单单阳性细胞。阳性细胞。 T细胞是体内参与特异性免疫应答的主要细胞是体内参与特异性免疫应答的主要T细类型;细类型;T细胞的细胞的TCR其多样性有限,主要发挥非特异性杀伤功能,其多样性有限,主要发挥非特异性杀伤功能,参与机体针对某些病原体的免疫防御。参与机体针对某些病原体的免疫防御。 (2)CD4+T细胞和细胞和CD8+T细胞细胞 人成熟人成熟T细胞按细胞按CD分子的表型不同可分为分子的表型不同可分为CD2+CD3+ CD4+CD8-和和 CD2+CD3+CD4-C
17、D8+细胞,二者均表达细胞,二者均表达TCR,但所识别的抗原及,但所识别的抗原及MHC分子的类别不同。外周淋分子的类别不同。外周淋巴组织中,巴组织中,CD4+T细胞占细胞占65%,CD8+T细胞占细胞占35%。 CD4+T细胞:细胞: CD4+T细胞识别抗原受细胞识别抗原受MHC类分子类分子限制,为非均一的细胞群,主要为限制,为非均一的细胞群,主要为Th细胞。细胞。 Th细胞根据细胞根据CD4+T细胞所产生细胞因子的种类,可将其细胞所产生细胞因子的种类,可将其分为分为Thl和和Th2细胞。两类细胞的主要生物学特征为:细胞。两类细胞的主要生物学特征为: 分泌细胞因子种类分泌细胞因子种类: Thl
18、细胞分泌细胞分泌IFN-、IL-2、IL-12和和TNF-等细胞因子。等细胞因子。 Th2细胞分泌细胞分泌IL-4、IL-5、IL-6和和IL-10等细胞因子。等细胞因子。 生物学功能:生物学功能: Thl细胞主要参与细胞免疫,介导与细胞毒和迟发型超敏细胞主要参与细胞免疫,介导与细胞毒和迟发型超敏性炎症有关的应答,故性炎症有关的应答,故Thl细胞亦称为炎症性细胞亦称为炎症性T细胞,并被视为细胞,并被视为相当于相当于TDTh细胞。细胞。 Th2细胞主要功能为辅助体液免疫应答,刺激细胞主要功能为辅助体液免疫应答,刺激B细胞增殖并细胞增殖并产生抗体。产生抗体。 参与的免疫病理过程:参与的免疫病理过程
19、: Thl在抗胞内病原体感染中发挥重要作用。胞内细菌感染在抗胞内病原体感染中发挥重要作用。胞内细菌感染时,时,Thl细胞优先发育并引发巨噬细胞介导的宿主防御应答。细胞优先发育并引发巨噬细胞介导的宿主防御应答。 在对蠕虫感染和环境变应原的应答中,主要是在对蠕虫感染和环境变应原的应答中,主要是Th2细胞参细胞参与。过度的与。过度的Th2细胞应答可能在遗传易感的过敏性特应症中起细胞应答可能在遗传易感的过敏性特应症中起重要作用。重要作用。 调控调控Th0细胞分化的因素:细胞分化的因素: Thl或或Th2细胞均由细胞均由Th0细胞分化而来,诸多因素可影响其细胞分化而来,诸多因素可影响其分化。局部微环境细
20、胞因子是调控分化。局部微环境细胞因子是调控Th0细胞分化的关键因素。细胞分化的关键因素。CD4+辅助辅助T细胞细胞09-02.SWF 抗原种类、剂量、甚至给药途径,也是影响抗原种类、剂量、甚至给药途径,也是影响Th细胞分化细胞分化的条件。的条件。 另外,不同类型另外,不同类型APC可能递呈不同种类抗原,从而诱导可能递呈不同种类抗原,从而诱导不同类别的不同类别的Th细胞分化。细胞分化。 CD8+T细胞细胞 CD8+T细胞主要指细胞毒性细胞主要指细胞毒性T细胞细胞(CTL或或Tc),主要功能,主要功能是特异性杀伤靶细胞。是特异性杀伤靶细胞。 CTL细胞细胞TCR特异性识别靶细胞特异性识别靶细胞(如
21、病毒感染细胞、肿如病毒感染细胞、肿瘤细胞、同种异体移植物细胞等瘤细胞、同种异体移植物细胞等)表面的抗原肽表面的抗原肽-MHC-I类分类分子复合物。子复合物。 活化活化CTL细胞杀伤效应的主要机制为:细胞杀伤效应的主要机制为: 分泌穿孔素分泌穿孔素 、颗粒酶或淋巴毒素等直接杀伤靶细胞;、颗粒酶或淋巴毒素等直接杀伤靶细胞; 高表达高表达FasL,通过,通过Fas/FasL途径导致途径导致Fas阳性的靶细阳性的靶细胞凋亡。胞凋亡。 CTL细胞参与的免疫效应为抗病毒感染、抗肿瘤和细胞参与的免疫效应为抗病毒感染、抗肿瘤和介导同种异体移植排斥反应等。介导同种异体移植排斥反应等。细胞毒性细胞毒性T细胞的杀伤
22、机制细胞的杀伤机制09-03.SWF (3) NK T细胞细胞 NK T细胞在胸腺内或胸腺外分化发育,细胞在胸腺内或胸腺外分化发育,IL-7是诱导其分是诱导其分化发育的关键因子。化发育的关键因子。NK T细胞的主要生物学作用是:细胞的主要生物学作用是: 细胞毒作用:细胞毒作用: NKT细胞的细胞毒作用表现为:主要识别由细胞的细胞毒作用表现为:主要识别由CDl分子分子递呈的脂类抗原,其识别作用不受递呈的脂类抗原,其识别作用不受MHC限制;限制;TCR多样性多样性不足,主要表现为非特异性杀伤效应。不足,主要表现为非特异性杀伤效应。 免疫调节作用:免疫调节作用: NK T细胞被激活后分泌大量细胞被激
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