细胞免疫1-山东农业大学.ppt

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1、第六章第六章 细胞免疫细胞免疫前言前言n n机体的特异性免疫功能机体的特异性免疫功能除除B B细胞介导的体液免疫外，细胞介导的体液免疫外，还包括由还包括由T T细胞介导的细胞免疫（细胞介导的细胞免疫（cellular cellular immunityimmunity），也称其为细胞介导免疫（），也称其为细胞介导免疫（cell-cell-indiatedindiated immunity immunity）。）。n n它不同于体液免疫之处在于它不同于体液免疫之处在于：并非由体液因素：并非由体液因素（如抗体）所介导的，而是由免疫活性细胞（如抗体）所介导的，而是由免疫活性细胞（T T细细胞）直接参

2、与下产生的免疫应答。胞）直接参与下产生的免疫应答。n n细胞免疫细胞免疫是一个较为广泛的是一个较为广泛的概念概念，它包括吞噬细，它包括吞噬细胞的吞噬作用、胞的吞噬作用、NKNK细胞和细胞和K K细胞对靶细胞的杀伤作细胞对靶细胞的杀伤作用等等。本章所介绍的是用等等。本章所介绍的是狭义的细胞免疫狭义的细胞免疫，它仅，它仅指指T T淋巴细胞介导的免疫应答，包括淋巴细胞介导的免疫应答，包括T T细胞免疫应细胞免疫应答效应和免疫调节功能。答效应和免疫调节功能。胸腺与细胞免疫胸腺与细胞免疫 n n1961年Miller在研究AKB品系小鼠的自发白血病时，发现在新生鼠时期切除胸腺后，不再出现同种异体皮肤的排

3、斥现象,并且细胞免疫功能的严重衰退。n nGord等在临床研究工作中，也同时发现胸腺不发育的DiGeorge综合症患儿，丧失了细胞免疫功能。n n人们发现新生鼠切除胸腺，当植入新的胸腺细胞后，该小鼠的细胞免疫功能得以迅速恢复。n n如果将出生后立即切除胸腺的CBA雌鼠，在发育成熟后与正常Tb雄鼠交配。受孕的CBA母鼠在怀孕期间受胚胎孕鼠正常胸腺的影响，其细胞免疫功能有明显的改善。以上这些研究证明了胸腺组织及其分泌物在T淋巴细胞的发育以及细胞免疫功能的建立中具有重要的地位。T细胞介导的免疫应答主要包括：细胞介导的免疫应答主要包括：n n对细胞内寄生病原体（病毒、细菌等）的抗感染作用。n n对异种

4、或同种异体移植物排斥的应答和移植物排宿主反应。n nT细胞介导的迟发型超敏反应。n n引起某些自身免疫疾病。n n抗肿瘤免疫。n n对机体免疫应答过程中的正、负反馈调节作用。第一节第一节 T细胞表面的分化抗原细胞表面的分化抗原 概念：概念：在在T T细胞发育成熟的不同阶段，其细胞表面表细胞发育成熟的不同阶段，其细胞表面表达不同种类、抗原性质各异的糖蛋白，与达不同种类、抗原性质各异的糖蛋白，与T T细胞分细胞分化发育的不同阶段相关，统称为分化抗原化发育的不同阶段相关，统称为分化抗原（differentiation antigendifferentiation antigen）功能：功能：分化抗原

5、分子涉及分化抗原分子涉及T T细胞的不同发育阶段、细胞的不同发育阶段、T T细胞分化成熟后的静止期和活化期的差异、细胞分化成熟后的静止期和活化期的差异、T T细胞细胞对抗原识别的特异性、与细胞因子的结合、细胞对抗原识别的特异性、与细胞因子的结合、细胞的活化和胞浆内的信息传递等等多种功能和特异的活化和胞浆内的信息传递等等多种功能和特异标志。标志。T T细胞表面分化抗原是研究细胞行使免疫功能细胞表面分化抗原是研究细胞行使免疫功能的分子基础，故而是现代免疫学研究的热点之一。的分子基础，故而是现代免疫学研究的热点之一。研究手段：研究手段：单克隆抗体技术，通过筛选而获得单克单克隆抗体技术，通过筛选而获得

6、单克隆抗体隆抗体命名：命名：最初采用通过筛选而获得的单克隆抗体细胞最初采用通过筛选而获得的单克隆抗体细胞株来命名。株来命名。包括：包括：OKTOKT系统（系统（Ortho-Ortho-厂商名、厂商名、Kung-Kung-姓氏和姓氏和T T细胞三字字首组成）单克隆抗体的细胞三字字首组成）单克隆抗体的OKT1-11OKT1-11和和LeuLeu系统（系统（leukocyteleukocyte的前缀，白血球）的前缀，白血球）单克隆抗体的单克隆抗体的Leu1-9Leu1-9等。等。19831983年第一届人类白细胞分化抗原国际会议上年第一届人类白细胞分化抗原国际会议上确定以分化群确定以分化群(clus

7、tecluste of of differentiation,CDdifferentiation,CD）的编号来命名，例如抗原的编号来命名，例如抗原“CD4”CD4”统一了统一了T4T4、Leu3aLeu3a、Q1Q1、D6D6等单抗系统的各种不同的命名，为等单抗系统的各种不同的命名，为世界范围内对世界范围内对T T细胞表面抗原的研究提供了方便。细胞表面抗原的研究提供了方便。单克隆抗体技术单克隆抗体技术和和分子生物学技术分子生物学技术为为T细胞表面抗原研究的飞速发展作细胞表面抗原研究的飞速发展作出了重大贡献出了重大贡献 n n采用单克隆抗体技术利用单抗的高度特异性可以分离、纯化和鉴定相应的抗原

8、，进而可分析抗原的蛋白质结构和功能。通过生化分析了解其氨基酸组成和序列以及糖的含量和结合位置，结合细胞学、免疫学以及生物化学的研究，便可进一步了解到它在分化中的地位及生物学功能n n采用分子生物学的研究方法中，常常是通过CD分子的mRNA，获得互补DNA（cDNA）以此推测CD分子的肽链结构及其生物学功能。现已分离出50%以上CD分子的cDNA和至少确定了30种CD分子在染色体上的位置。通过对1000多个CD分子的单克隆抗体的分析，可将CD分子分为确定CD组（CD1-CD45）和暂定CD组（CD46-CDw78）。由于很多CD分子的结构和功能尚未搞清楚，在此只能作部分介绍 一、一、CD1分子分

9、子 表达时期：当骨髓干细胞进入胸腺后逐渐发育为成熟的T细胞过程的早期，表达CD1分子。是鉴定人胸腺内不成熟胸腺淋巴细胞的标志。二、二、CD2分子分子n nCD2CD2分子又称分子又称T11T11、LFA-2LFA-2、Leu5Leu5、Tp50Tp50，它表达于全部，它表达于全部人类人类T T细胞表面。细胞表面。n n它是一个相对分子质量为它是一个相对分子质量为45000500004500050000的糖蛋白，的糖蛋白，n n90%90%以上的成熟以上的成熟T T细胞和细胞和50%-70%50%-70%的胸腺淋巴细胞表面上的胸腺淋巴细胞表面上都含有都含有CD2CD2，自然杀伤细胞（，自然杀伤细

10、胞（NKNK）上也有）上也有CD2CD2表达。表达。n nCD2CD2可能属于免疫球蛋白超基因家族的成员，它的分子可能属于免疫球蛋白超基因家族的成员，它的分子含有含有2 2个胞外球状结构域，然后是个胞外球状结构域，然后是1 1个疏水的跨膜片段和个疏水的跨膜片段和1 1个长的（个长的（116116个氨基酸残基）胞质尾区。个氨基酸残基）胞质尾区。n nCD2分子 的功能1、CD2是负责细胞间粘连的分子 CD2的配基是白细胞功能相关抗原-3（leucocyte functionassociated antigen-3,LFA-3）。CD2与LFA-3的结合促进了细胞间的粘连，这对于辅助性T细胞与抗原

11、呈递细胞（antigen presenting cells,APCs）、细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）和靶细胞、成熟的淋巴细胞与胸腺内皮细胞等的彼此结合是关键性的一步。2、CD2是绵羊红血球（sheep red blood cell,SRBC）受体 人类成熟的T细胞与SRBC形成玫瑰花环，并以此检测从血液中纯化的T细胞，也是检测机体细胞免疫功能的手段之一。3、CD2也是一个信号传递分子 抗CD2单抗与CD2结合后，可刺激T细胞分泌细胞分裂素及增殖，因此有人认为正常T细胞的激活可能分为CD2依赖型和T细胞抗原受体（TCR）-CD3复合物型。这两个途径可

12、同时激活T细胞，但彼此相互关系尚不清楚。由于在T细胞发育过程中，CD2的表达早于TCR-CD3复合物，所以认为CD2对刺激未成熟T细胞分裂至关重要，CD2在传递信号的同时，有可能还传递负作用或抑制信号。传递不同性质的信号也与同时作用于T细胞的刺激原的特性有关。三、三、CD3复合物复合物 n nCD3是一个复合蛋白，至少有五种不同成分的跨膜蛋白，它们是、和，相对分子质量分别是：链2500028000、链20000且糖基化、链20000、链16000、链21000。、和链的基因具有高度的同源性，在人类中位于11号染色体上，小鼠在9号染色体上，它们可能是同一个祖先基因倍增产生的。这三条链都包括N端的

13、胞外区、连结短肽、跨膜片段和一个胞内的尾巴。胞外区域都具有一个单一的与免疫球蛋白类似的结构域，所以这三种蛋白属于免疫球蛋白超基因家族。这三条链的跨膜部分都含有一个带负电荷的天门冬氨酸残基，这可能对于CD3与TCR的结合和相互作用有关，因为TCR的跨膜区中含有带正电荷的赖氨酸残基。构成胞内功能区的氨基酸残基数分别为：链27、链36、链81。这样的长度足以用来在细胞质内部传递信号。和链的结构相似，其胞外区和跨膜区段的氨基酸序列是完全相同的，但胞内区片段不同。胞外区片段较短，有9个氨基酸残基，跨膜片段也有带负电荷的天门冬氨酸残基。它们胞内区较长，有113个氨基酸残基，有155个氨基酸残基，并含有多个

14、个氨酸磷酸化的位点。n n在CD3与TCR形成的复合物中，CD3的、链以单体形式存在，和链情况不同，有90%的链以同聚体形式存在（2），而10%是以和异二聚体的形式存在（+）。它们彼此之间以及与TCR之间都是以非共价键形式结合的。n nCD3和TCR在表达和功能方面是相互依赖的。在T细胞成熟过程中，、基因首先表达，经过翻译后加工，形成一个核心结构（、），随后表达的TCR的、异二聚体在内质网中和CD3的、链结合，然后该复合体被运到高尔基体进行N-糖苷寡糖修饰。只有当二聚体和TCR-CD3、复合物结合后，蛋白质才算组装完全，此时才能运送到膜上。在这个过程还存在一个相对分子质量为28000的蛋白，称

15、为T3w或称T细胞受体结合蛋白（T cell receptor associat protein,TRAP），是控制TCR-CD3组装的。在装配的最后阶段，它从复合物中解离出来，而不在膜上表达。n nCD3复合物的功能：TCR与抗原-MHC结合以后，很可能是由与TCR相连的CD3复合物把这个激活信号传导到细胞内部。在这个过程中，CD3被磷酸化，其中、链是丝氨酸残基磷酸化，链是酪氨酸残基磷酸化。胞质内氨基酸磷酸化现象在许多生长因子受体中普遍存在，而且在这些分子的信息传导过程中起重要作用。所以T细胞对抗原的识别与TCR有关，而T细胞的起始激活信号与CD3复合体的传导有密切的关系。四、四、CD4和和

16、CD8分子分子 n nCD4和CD8分子是T细胞表面跨膜糖蛋白，它们在两类不同方式的MHC限制的T细胞中表达，并在促进T细胞和抗原呈递细胞或靶细胞相互作用中作为辅助性分子发挥作用。这两种分子都是免疫球蛋白超基因家庭的成员。在链、链的T细胞受体的T细胞中，有65%表达CD4，35%表达CD8。n n1CD4的结构 CD4的相对分子质量约为55000，在外周及胸腺内的T细胞表面都是以单聚体的形式存在，CD4在人类的单核-巨噬细胞、中性粒细胞、B淋巴母细胞、中枢及外周神经细胞中也存在。CD4分子是利用单克隆抗体检测发现的，对人类称为Leu-3或T4，对小鼠称为L3T4。通过通过cDNAcDNA克隆的

17、核苷酸序列预测出它的分子克隆的核苷酸序列预测出它的分子结构，它是一条单独的由结构，它是一条单独的由459459个氨基酸残基组成的个氨基酸残基组成的多肽链，其中包括一个多肽链，其中包括一个2323个残基的信号肽，一个个残基的信号肽，一个110110个残基的氨基末端功能区，一个个残基的氨基末端功能区，一个265265个残基的个残基的长序列，一个长序列，一个2121个残基的跨膜片段和一个个残基的跨膜片段和一个4040个残个残基的胞质功能区。基的胞质功能区。人类的人类的CD4CD4基因在第基因在第1212号染色体上，小鼠在第号染色体上，小鼠在第6 6号染色体上，人类和小鼠的号染色体上，人类和小鼠的CD

18、4CD4之间约有之间约有60%60%的序的序列是相同的。胞外区由列是相同的。胞外区由4 4个与免疫球蛋白可变区相个与免疫球蛋白可变区相似的结构域组成，这一结构特点与其功能的关系似的结构域组成，这一结构特点与其功能的关系尚不清楚。尚不清楚。n n2CD4的功能 在免疫应答中，CD4的功能主要表现在两个方面：首先，CD4分子对MHC类分子有特异的亲和力，所以它是作为细胞粘连分子发挥作用的；其次，它是一个传递信号的分子，促使T细胞的激活。除上述CD4的生物学功能外，它还是人类免疫缺陷型病毒（human immunodeficiency virus,HIV）的受体。n n3CD8的结构 CD8分子的结

19、构在不同种族及T细胞的不同发育阶段中都有所不同。在人类胸腺淋巴细胞中，CD8分子是以由二个相对分子质量为34000、称为CD8的多肽链组成的同二聚体形式存在的。在外周T细胞中，CD8分子可以是由CD8组成同二聚体的形式，也可以是CD8和CD8形成异二聚体的形式存在。人类和小鼠的CD8基因与CD4同在一条染色体上，分别是第2和6号染色体。链氨基酸残基数目是198个，其中包括前导序列21个，胞外功能区113个，连接肽12个，跨膜片断25个，胞质尾部27个；链约210个氨基酸残基，包括前导序列21个，胞外功能区102个，连接肽41个，跨膜片段27个，胞质尾部19个。CD8是免疫球蛋白超基因家庭的成员

20、，每条CD8链都有一个约110个氨基酸残基组成的可变区样的功能区，在胞质尾部都带有碱性氨基酸。n n4CD8的功能 表达CD8的T细胞识别类MHC分子呈递的内源性抗原，具有细胞毒性，称为杀伤性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL）。CD8除具有细胞粘连功能外，还具有信号传递功能。n nT细胞不同亚群及名称总结如下：五、五、CD5分子分子 CD5是一条单独的多肽链，是相对分子质量为67000的跨膜糖蛋白，它在所有T细胞和胸腺淋巴细胞上表达，只在一小部分B细胞中出现。在人类CD5又称为T1、Tp67或Leu-1，在小鼠中称Ly-1。CD5分子在辅助性T细胞的表达水平高于

21、细胞毒性T细胞和抑制性T细胞。从从cDNAcDNA克隆中预测小鼠克隆中预测小鼠CD5CD5结构表明，它含一结构表明，它含一个由个由347347个氨基酸残基组成的大的胞外区，个氨基酸残基组成的大的胞外区，3030个氨个氨基酸组成的跨膜区和基酸组成的跨膜区和9494个氨基酸残基的胞质区。个氨基酸残基的胞质区。人类人类CD5CD5分子由分子由471471个氨基酸残基组成，它与小个氨基酸残基组成，它与小鼠鼠CD5CD5之间有之间有63%63%的氨基酸序列相同。的氨基酸序列相同。在小鼠中编码在小鼠中编码CD5CD5的基因定位于第的基因定位于第1919号染色体号染色体上，有两个等位基因：上，有两个等位基因

22、：Ly1aLy1a和和Ly1bLy1b，分别决定，分别决定Ly-Ly-1 1和和Ly-1-2Ly-1-2两个同种异型抗原。两个同种异型抗原。当抗当抗CD5CD5单抗与单抗与CD5CD5结合后，可增强结合后，可增强TCRTCR或或CD3CD3与配基结合时所引起的与配基结合时所引起的T T细胞应答，其他功能尚不细胞应答，其他功能尚不清楚。清楚。六、六、CD28分子分子 CD28的相对分子质量约为8000090000，由二硫键共价连接成同二聚体。它在人类所有CD4T细胞和50%的CD8细胞中表达。CD28也属于免疫球蛋白超基因家庭的成员，从克隆基因序列中预测出的氨基酸序列表明，它有类似于免疫球蛋白的

23、胞外结构域。研究发现在B细胞、巨噬细胞等的细胞膜上，存在一种称为B7或BB1的蛋白，它是CD28的受体。研究认为这种膜蛋白与CD28的结合是激活T细胞的另一信号（也称第二信号或共刺激信号）。七、七、CD29和和LFA-1分子分子 n nCD29又称为极迟活化抗原（very late activating antigen，或称very late appearing antigen,VLA），因为它是在丝裂原或同种异体抗原激活2-4周后才在淋巴细胞膜上出现的。n n它属于整合素（integrin）或称整联蛋白家庭的成员。n nVLA亚家庭又称1亚家庭，这类蛋白最早发现的是VLA-1和VLA-2，以

24、后又陆续发现VLA-3-VLA-6。n n所有整合素均由、链以非共价键连接成异二聚体，、链都是跨膜糖蛋白。根据链的不同，整合素可分为三个亚家族：（i）VLA亚家族或称1亚家族，它们可在各种类型的细胞表面表达；（ii）白细胞整合素（leukocyte integrin）亚家族或称2亚家族，在白细胞表面表达；（iii）细胞粘附素（cytoadhesin）亚家族即3亚家族，在血小板和内皮细胞上表达。n n整合素与其配体结合后，可产生免疫细胞的粘附作用、伤口的修复和血栓形成等多种生理效应。n n整合素的相应配体是细胞外基质成分，如纤维粘连蛋白、纤维蛋白原、胶原蛋白、体外粘连蛋白、层粘蛋白、血栓海绵蛋白

25、和von willebrand Factor因子（VWF）等。n n这些配体共同存在一个RGD（精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸）序列，是整合素识别的位点，它们通过整合素与配体的识别单位的结合而产生上述生理效应。n n三种亚家族的链的相对分子质量分别为：195000、2100000、31000000，约有45%的氨基酸序列是相同的，其中有56个半胱氨酸的位置是完全保守的。n n链的胞外功能区有4个由40个氨基酸残基组成的重复序列，在氨基末端的肽环由二硫键加固。n n链含有结合Ca2+的部位，和链的胞质区较短，均有结合细胞骨架的相关部位，所以整合素起着胞外配体和细胞骨架之间的跨膜连接作用。n n当T细

26、胞被激活时，这些分子数量增多，与配基的亲和力增强，这就增加了细胞与细胞（T-T，T-B，CTL-B淋巴母细胞）之间的粘附作用，作为共刺激信号，促进了白细胞的活化和增殖。n nLFA-1（CD11a、CD18）称为淋巴细胞功能相关抗原（lymphocyte function associated antigen,LFA），是属于整合素家族的2亚家族 它几乎在所有从骨髓中来的细胞上都表达，这些细胞包括90%的胸腺细胞，成熟的T、B细胞，多型核白细胞以及单核细胞。LFA-1具有细胞粘连作用 LFA-1的配基是胞间粘连分子（intercellular adhesion molecular,ICAM），

27、它是一个相对分子质量为80000114000的跨膜糖蛋白，含有5个与免疫球蛋白类似的胞似结构域，属于免疫球蛋白超基因家族成员。最近发现ICAM-1是鼻病毒、疟原虫的特异受体。八、八、CD44分子分子 n nCD44CD44也称为也称为Pgp-1Pgp-1、Ly-24Ly-24、胞外介质受体、胞外介质受体、HermesHermes等，是一个酸化硫酸盐跨膜糖蛋白。等，是一个酸化硫酸盐跨膜糖蛋白。n n相对分子质量随糖基化程度和所附加的硫酸软骨相对分子质量随糖基化程度和所附加的硫酸软骨素的多少而不同，约在素的多少而不同，约在8000080000到到200000200000之间。之间。n n它存在于它

28、存在于T T细胞、胸腺淋巴细胞、细胞、胸腺淋巴细胞、B B细胞、粒细胞、细胞、粒细胞、巨噬细胞、血细胞、神经细胞、内皮细胞及成纤巨噬细胞、血细胞、神经细胞、内皮细胞及成纤维细胞的膜上，在人类记忆性维细胞的膜上，在人类记忆性T T细胞的细胞的CD44CD44表达量表达量高于原来的高于原来的T T细胞。细胞。n nCD44与细胞骨架相连，可结合一些胞外介质中的成分，如透明质酸、硫酸软骨素、胶原和纤维生成素等，所以它类似于整合素的粘连作用，可使细胞骨架和胞外介质联系在一起，参与了T细胞的激活作用。九、九、CD45分子分子 n nCD45又称为白细胞表面共同抗原（leukocyte common an

29、tigen,LCA）或称T-200、B-220。n n它是与细胞表面结构相关的跨膜大分子糖蛋白。n n目前已发现有目前已发现有5 5种种CD45CD45分子异构体，它们分别是：分子异构体，它们分别是：（1 1）CD45CD45，由，由D3/9D3/9单抗识别，具有相对分子质量为单抗识别，具有相对分子质量为220000220000、205000205000、190000190000、180000180000的四种糖蛋白特异性，的四种糖蛋白特异性，分布于所有白细胞膜上。分布于所有白细胞膜上。（2 2）CD45RCD45R，由，由PR1/11PR1/11单抗识别，仅具有相对分子质量为单抗识别，仅具有

30、相对分子质量为220000220000的糖蛋白特异性，表达于的糖蛋白特异性，表达于B B细胞、粒细胞、单核细胞、粒细胞、单核细胞和某些细胞和某些T T细胞亚群的细胞膜上。细胞亚群的细胞膜上。（3 3）CD45ROCD45RO，由，由vcHL-1vcHL-1单抗识别，具有相对分子质量为单抗识别，具有相对分子质量为180000180000的糖蛋白特异性，表达于的糖蛋白特异性，表达于B B细胞、粒细胞、单核细胞、粒细胞、单核细胞和某些细胞和某些T T细胞亚群的细胞膜上。细胞亚群的细胞膜上。（4 4）CD45RACD45RA，由，由G-15G-15、HB-11HB-11等单抗识别，具有相对分子等单抗识

31、别，具有相对分子质量为质量为220000220000、205000205000、190000190000的三种糖蛋白特异性，的三种糖蛋白特异性，表达于表达于B B细胞、细胞、NKNK细胞和某些细胞和某些T T细胞亚群的细胞膜上。细胞亚群的细胞膜上。（5 5）CD4RBCD4RB，由，由PT17/26/16PT17/26/16单抗识别。具有相对分子质量单抗识别。具有相对分子质量为为220000220000、205000205000、1900019000的三种糖蛋白特异性，表达的三种糖蛋白特异性，表达于于B B细胞、粒细胞、单核细胞和细胞、粒细胞、单核细胞和T T细胞亚群的细胞膜上。细胞亚群的细胞

32、膜上。n nCD45在胞浆部分具有蛋白质酪氨酸磷酸酶（PTPase）活性 n nCD45是跨膜蛋白，具有膜受体的特性 CD45的这些重要特性，使其在细胞内的信息传递、细胞的激活、分化、增殖等方面具有重要的意义 十、十、Thy-1和和Ly-6n nThy-1是最早在胸腺淋巴细胞和T细胞中发现的分化抗原之一。它首次是从小鼠体内被鉴定出来的，它在小鼠和大鼠胸腺细胞表面含量极为丰富，由于在B细胞膜上无此抗原，故已广泛地用作小鼠T细胞的标志。此外，它也是脑神经细胞和许多种成纤维母细胞膜上的重要成分。在人类只有少量的胸腺淋巴细胞和T细胞表达Thy-1，但它也是神经元和成纤维母细胞表面的成分。从鼠脑分离的T

33、hy-1糖蛋白是由111个氨基酸残基组成的，有2个链内二硫键（残基位置在911和1985），还有N-连接的寡糖。Thy-1的胞外区域与免疫球蛋白功能区有类似的结构，所以它也是免疫球蛋白基因家庭的成员。它没有胞质尾，是依靠C-末端共价结合的磷酸肌醇与膜相连。Thy-1基因定位在小鼠第9号染色体上。n nLy-6是包含一组至少有5个不同细胞表面分子的蛋白，相对分子质量从10000到18000。存在于不同发育阶段的T、B细胞和多型核白细胞表面。小鼠Ly-6是由第2号染色体上的一个复合基因座上的基因编码的。在人中也鉴定出了Ly-6通过糖基化的磷酸醛肌醇与质膜相连。一些Ly-6特异的抗体可刺激T细胞分泌

34、细胞分裂素，这种激活途径可能依赖于Ly-6和TCR-CD3复合物的同时表达。第二节第二节 T细胞表面受体细胞表面受体n n一、T细胞抗原受体n n二、细胞因子受体 n n三、绵羊红细胞受体n n四、有丝分裂原受体一、一、T细胞抗原受体细胞抗原受体n nT细胞（包括辅助性和细胞毒性T细胞）和B细胞不同，它们只识别由细胞表面呈递的抗原，这种抗原是通过细胞内蛋白酶分解后的抗原多肽。无论是外源性（如被巨噬细胞吞噬）还是内源性（如细胞内寄生的病毒）抗原的酶解特异肽段与MHC结合共同呈递出来，才能被T细胞识别进而被激活。n nT细胞和B细胞不同之处还在于识别不同性质的抗原。T细胞只识别蛋白质抗原，而B细胞

35、可特异地识别蛋白质、核酸、多糖、脂质以及小分子有机物。B细胞对蛋白质抗原的特异性在于对构象决定因子的识别，这种构象决定因子存在于蛋白质的各级结构中。一旦蛋白质抗原变性或被水解，这种识别将不再存在或有所改变。T细胞只识别那些与一级结构相关的决定因子，所以T细胞可以对变性形态或水解形态的蛋白质作出反应。n nT细胞抗原受体简称T细胞受体（T cell receptor,TCR），它与抗原-MHC复合物结合表明，它必须同时识别抗原多肽和MHC分子。n nTCR有两种类型，均由两条不同的跨膜的多肽链组成，即、（TCR）和、（TCR）。由、组成的受体称为第一类TCR受体，是最重要的也是研究较清楚的一类抗

36、原受体。它广泛地分布在成熟的T细胞上，通常这类T细胞膜上表达CD4或CD8分子。携带TCR分子的T细胞大多是不表达CD4或CD8分子。小鼠皮肤中的树突状细胞、小鼠和鸡的小肠上皮细胞也携带TCR。小鼠在妊娠第14天左右时，胸腺中就可出现TCR。现在还不清楚TCR是TCR的前体T细胞，还是代表了两类不同谱系的T细胞。1TCR分子结构分子结构n nTCRTCR是由是由、链通过二硫键共价结合在一起链通过二硫键共价结合在一起的异二聚体。的异二聚体。n nTCRTCR的的链是一个相对分子质量为链是一个相对分子质量为40000500004000050000的的酸性糖蛋白，酸性糖蛋白，链是链是40000450

37、004000045000的不带电荷的糖的不带电荷的糖蛋白。蛋白。链只含复杂的链只含复杂的N-N-糖苷键寡聚糖。糖苷键寡聚糖。链还链还含有简单的高聚甘露糖。含有简单的高聚甘露糖。、链和免疫球蛋白链和免疫球蛋白在结构上有惊人的相似，它们都有可变区（在结构上有惊人的相似，它们都有可变区（V V）和）和稳定区（稳定区（C C），），链的链的V-CV-C相连处由相连处由J J基因编码，基因编码，链链V-CV-C相连处由相连处由D-JD-J基因编码。从基因表达上来看，基因编码。从基因表达上来看，也有也有V-JV-J和和V-D-JV-D-J重排。重排。n n、链的V区有102119个氨基酸残基，其中含有两个

38、相隔的半胱氨酸形成链成二硫键的环。在V区也存在保守序列和三个高变区域（抗原互补决定区CDR），因而形成与免疫球蛋白V区结构域相似的三级结构。这种高度的相似性说明，这两种分子在与各种各样外来抗原的结合功能上是相似的。n n、链的链的C C区有区有138179138179个氨基酸残基，分为四个氨基酸残基，分为四个功能区：最靠近个功能区：最靠近N N端的功能区含有两个半胱氨酸，端的功能区含有两个半胱氨酸，形成链内二硫键的环，该区可能折叠形成类似于形成链内二硫键的环，该区可能折叠形成类似于免疫球蛋白免疫球蛋白C C区的三级结构，区的三级结构，C C区的第二部分为一区的第二部分为一较短的绞链区或称连接肽

39、，含有一个半胱氨酸残较短的绞链区或称连接肽，含有一个半胱氨酸残基，可使两条链之间形成二硫键连接，基，可使两条链之间形成二硫键连接，、链链C C区的第三部分均为跨膜区，由区的第三部分均为跨膜区，由20242024个氨基酸残基个氨基酸残基组成，绝大部分残基为疏水性的，其中组成，绝大部分残基为疏水性的，其中链中含链中含有一个赖氨酸和一个精氨酸，有一个赖氨酸和一个精氨酸，链仅含一个赖氨链仅含一个赖氨酸。由于这些残基带有正电荷，这一特点，对于酸。由于这些残基带有正电荷，这一特点，对于TCRTCR跨膜区与跨膜区与CD3CD3分子带负电荷的天门冬氨酸残基分子带负电荷的天门冬氨酸残基的跨膜片段相互作用是至关重

40、要的。的跨膜片段相互作用是至关重要的。n n、链的羧基端在胞质内，约有510个氨基酸残基。由于胞内片段太小，因此人们认为它不能起到在胞内传递信号的作用，而是通过与它结合的分子（如CD3）来传递信号。n nTCRTCR特异性的几个特点：特异性的几个特点：（1 1）由）由、链组成的链组成的TCRTCR在结合抗原在结合抗原-MHC-MHC复合物复合物中，既要识别抗原肽段，又要识别中，既要识别抗原肽段，又要识别MHCMHC分子，否则分子，否则不能结合，不能结合，T T细胞也不会被激活。细胞也不会被激活。TCRTCR所具有的双所具有的双重特异性也保证了重特异性也保证了MHCMHC分子的自身限制作用。分子

41、的自身限制作用。（2 2）TCRTCR的特异性是由的特异性是由、两条肽链共同完成的，两条肽链共同完成的，单独的单独的链或链或链都不能与抗原链都不能与抗原-MHC-MHC复合物结合。复合物结合。（3 3）T T细胞对抗原的识别是受细胞对抗原的识别是受MHCMHC类分子还是类分子还是类类分子的限制，并不由分子的限制，并不由TCRTCR抗原结合部位决定，而是抗原结合部位决定，而是决定于决定于T T细胞上细胞上CD4CD4或或CD8CD8分子的表达。即：分子的表达。即：CD4TCD4T细细胞受胞受MHCMHC类分子的限制，而类分子的限制，而CD8TCD8T细胞则受细胞则受类分类分子的限制。子的限制。2

42、T细胞受体基因的组成、重排和细胞受体基因的组成、重排和多样性的产生多样性的产生 n n有功能的TCR的、链基因只存在于成熟的T细胞中，它们是由种系基因片段经过类似免疫球蛋白基因的重排后形成的。n nTCR的链、链基因组成在所有研究的种族中都是基本相似的。在人和小鼠中编码链的基因都在第14号染色体上，链基因人类位于第7号染色体上，小鼠在第6号染色体上。n n与免疫球蛋白相似，每个TCR基因座都包括可变区（V）、连接区（J）、稳定区（C），而且链基因还含有高变区（D）片段。小鼠链基因座上有两个几乎完全相同的C基因，每个C基因都含有4个外显子，在每个C基因的5端都有6到7个J片段和一个D片段相连。在

43、小鼠中，有2030个V片段形成20个家族，这些家族成员的DNA序列有75%的同源性。n n早期的T细胞前体中，TCR基因的V、D、J、C片段在染色体上是分开排列的，因而是无功能的。T细胞在胸腺中的成熟过程中，TCR基因片段按照一定次序重排：链是V-J连接，链是D-J连接后再V-D-J连接。这就使V、D、J、C紧密相邻。n n体细胞重排是TCR基因表达的先决条件，对于TCR多样性的产生有很重要的作用。n nTCR基因重排和表达的机理、顺序与免疫球蛋白的基因表达极为相似。（1）TCR的链相当于免疫球蛋白的重链。TCR基因重排首先发生于链基因，重排时不仅V、D、J片段的选择是随机的，C1和C2的选择

44、也是随机的。链基因的有效重排和表达刺激了链基因的重排和表达，最终组成完整的、异二聚体受体。（2）链基因的重排最先是D片段和J片段相连，随后与V片段结合形成V-D-J。链基因无D片段，只形成V-J。这种连接现在认为可能和免疫球蛋白一样，存在重组酶识别的保守序列，即一个七聚体和一个九聚体以及它们之间由12或23个碱基的非保守间隔区（3）存在等位基因排斥现象。在任何一个T细胞中，只有其中一种链基因和一种链基因可重排和表达。这和免疫球蛋白一样，一条染色体上的TCR基因的重排会抑制另一条染色体上的等位基因重排。当两个等位基因重排都失效时，T细胞将会死亡。TCR基因与免疫球蛋白基因表达不同之处是，后一个等

45、位基因的有效重排不会关闭第一个无效重排的基因的转录。因此，在成熟的T细胞中，有的同时含有无功能的转录产物和有功能的包括和链的mRNA。（4 4）产生）产生TCRTCR特异性的多样性的机理和免疫球蛋白特异性的多样性的机理和免疫球蛋白类似。从种系发生来看，具有多种类似。从种系发生来看，具有多种V V、D D、J J片段和片段和它们之间的随机组合；从重排机理来看，在它们之间的随机组合；从重排机理来看，在V-JV-J、V-DV-D和和D-JD-J连接处的编码序列的差异、非基因组序连接处的编码序列的差异、非基因组序列核酸在列核酸在V-DV-D、V-JV-J、D-JD-J连接处的随机掺入（即连接处的随机掺

46、入（即N N区多样化）、区多样化）、TCRTCR基因片段连接处的不精确造成个基因片段连接处的不精确造成个别碱基的差异（这种现象称为机动性）以及很多别碱基的差异（这种现象称为机动性）以及很多DD片段翻译时具有三种阅读框架（也因此片段翻译时具有三种阅读框架（也因此V-DV-D的的不正确连接可导致有效重排）等都是产生多样性不正确连接可导致有效重排）等都是产生多样性的原因。另外，的原因。另外，、链的配对不同也对多样性链的配对不同也对多样性有所贡献。有所贡献。初步估计初步估计T T细胞库具有细胞库具有1010的的10-1510-15次方种特异次方种特异性。性。n n与免疫球蛋白不同的是，TCR基因的J片

47、段数目大大超过免疫球蛋白基因的J片段。例如，小鼠TCR的J片段最少为12种，最多可达50种，而免疫球蛋白重、轻链基因只含4种。所以虽然TCRV基因远远少于免疫球蛋白基因，但TCR潜在的特异性却要多于免疫球蛋白基因。3TCR n nTCRTCR只在一小部分缺失只在一小部分缺失、链的链的T T细胞及不细胞及不成熟胸腺细胞中表达，它也和成熟胸腺细胞中表达，它也和CD3CD3结合形成复合物。结合形成复合物。n n、链与链与、链的结构相似，也是一个跨膜链的结构相似，也是一个跨膜糖蛋白。它们都含有和免疫球蛋白相似的糖蛋白。它们都含有和免疫球蛋白相似的V V区和区和C C区、短的绞链区、疏水跨膜片段以及短的

48、胞质尾区、短的绞链区、疏水跨膜片段以及短的胞质尾部。部。、的跨膜片段也含有带正电荷的赖氨酸的跨膜片段也含有带正电荷的赖氨酸或精氨酸残基，与或精氨酸残基，与CD3CD3跨膜区域带负电荷的天门冬跨膜区域带负电荷的天门冬氨酸残基相互作用。氨酸残基相互作用。链的氨基酸序列绝大部分链的氨基酸序列绝大部分与与TCRTCR链相同，链相同，链则大部分与链则大部分与链相同。链相同。n n在人类细胞中，异二聚体以二硫键共价结合及非共价结合的形式存在。人类的链是相对分子质量3600055000的糖蛋白，由于主链的长度及糖基化的程度不同而使分子大小不同。链是相对分子质量为4000060000的糖蛋白。在小鼠中，只发现

49、异二聚体以二硫键共价连接而存在。n n实验证明，表达和受体的胸腺细胞是有着共同前体（祖先）的两个细胞群。n n表达TCR的T细胞不产生CD4和CD8，不受自身MHC分子的限制。它的生理功能尚不清楚。这类T细胞多存在在于上皮中的淋巴细胞上，因此有人认为可能参与识别外界环境中直接侵染上皮组织的抗原。在对不同来源表达TCR的T细胞研究时发现，这类细胞具有非特异性裂解肿瘤细胞的特性 二、细胞因子受体二、细胞因子受体 n n细胞因子都是通过与靶细胞表面高亲和力的特异性受体结合后，经过细胞内信息的传递，增强或抑制某些基因的表达，从而介导机体的多种免疫效应。所以对细胞因子受体（cytokine recept

50、or,CR）的研究，对进一步阐明这些细胞因子的功能和调节作用以及在临床研究中，根据在病理情况下受体数量、亲和力的变化来了解它们与疾病的关系等方面，都是很有价值的。n n存在于T、B淋巴细胞表面的细胞因子受体有干扰素受体（interferon receptor,IFNR）、转移因子受体（tracnsfer factor receptor,TFR）和多种白细胞介素受体（interleukin receptor,ILR）等。三、绵羊红细胞受体三、绵羊红细胞受体n n人T淋巴细胞在体外能与绵羊红细胞受体（erythrocyte receptor,ER）结合，形成美丽的玫瑰花结，称为E-玫瑰花结实验，它