Lecture1免疫学概述学习.pptx
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1、3.The medical view of immunity=Edward Jenner(1796)Observation=Milkmaids generally get No SmallpoxHypothesis=Pus from vaccinia(cowpox)=Protect milkmaids from smallpox Test=Inoculate materials from cowpox pus =Protect a young boy from smallpox (Protective immunity)The vaccination against smallpoxExuda
2、te from a cowpox pustule on the hand of milkmaid Sarah Nelmes was inserted into scratches on the arms of James Phipps,May 14,1796.第1页/共94页第一页,编辑于星期六:四点 三十一分。Edward JennerEradication of smallpox200 yearsafter JennerWHO announcesmallpox eradicated1965197019751980Countries withmore than onesmallpox cas
3、eper month30150第2页/共94页第二页,编辑于星期六:四点 三十一分。4.The concept of“Immunity”developed gradually over time through many scientific findings:=Robert Koch(1905 Nobel Laureate)=Infectious diseases caused by microorganisms=Louis Pasteur=Vaccines against cholera&rabies=These clinical successes=The search of under
4、lying mechanism of“Protection of Infectious Diseases”=The development of“Immunology”5.Advances in technology(e.g.,Cell culture,Monoclonal Ab,Flow cytometry,Genetic engineeringetc)have facilitated our understanding of the immune system and its functions.“Descriptive Science”=“Experimental Science”第3页
5、/共94页第三页,编辑于星期六:四点 三十一分。免疫(免疫(immunity)immunity)传统概念指免除疫病、免除感染,指机体抗感染的防御能力。现代概念指机体对“自己”或“非己”的识别并排除“非己”的功能。第4页/共94页第四页,编辑于星期六:四点 三十一分。免疫的基本功能免疫的基本功能功能功能正常表现(有利)正常表现(有利)异常表现(有害)异常表现(有害)免疫防御免疫防御immune defenceimmune defence抗病原微生物抗病原微生物的侵袭的侵袭超敏反应超敏反应易受感染或免疫缺陷易受感染或免疫缺陷病病免疫稳定免疫稳定immune homeostasisimmune ho
6、meostasis清除损伤、衰老、清除损伤、衰老、死亡细胞死亡细胞 自身免疫性疾病自身免疫性疾病免疫监视免疫监视immune immune surveillancesurveillance清除突变或畸变的清除突变或畸变的恶性细胞恶性细胞 恶性肿瘤恶性肿瘤 第5页/共94页第五页,编辑于星期六:四点 三十一分。免疫系统免疫系统 (immune system)(immune system):机体执行免疫功能的组织、器官、细胞和分子构成免疫系统。第6页/共94页第六页,编辑于星期六:四点 三十一分。The four kinds of pathogens that cause human diseas
7、e常见的病原微生物常见的病原微生物第7页/共94页第七页,编辑于星期六:四点 三十一分。Overview of immune responses第8页/共94页第八页,编辑于星期六:四点 三十一分。固有免疫固有免疫(innate immunity)是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线,并启动和参与适应性是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线,并启动和参与适应性免疫应答。免疫应答。天然免疫(natural immunity)或非特异性免疫(nonspecific immunity),是个体出生时就具有的免疫力,通过遗传获得,是生物在长期进化过程中逐渐形成的,其针对外来异物的范围广,反应迅速,其应答
8、模式和强度不因与病原微生物的反复接触而改变。固有免疫应答的作用时相:瞬时固有免疫应答阶段、早期固有免疫应答阶段、适应性免疫应答诱导阶段第9页/共94页第九页,编辑于星期六:四点 三十一分。固有免疫系统的组成固有免疫系统的组成屏障屏障细胞细胞分子分子皮肤黏膜屏障:皮肤黏膜屏障:物理、化学、微生物物理、化学、微生物血血-脑屏障、血脑屏障、血-胸腺屏障胸腺屏障血血-胎屏障、气胎屏障、气-血屏障血屏障巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、T 细胞、细胞、NK细胞、细胞、NKT细胞、细胞、B1细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞等。性
9、粒细胞等。抗菌肽、溶菌酶、急抗菌肽、溶菌酶、急性期蛋白、补体、细性期蛋白、补体、细胞因子和黏附分子、胞因子和黏附分子、第10页/共94页第十页,编辑于星期六:四点 三十一分。Epithelial barriers prevent the entry of microbes第11页/共94页第十一页,编辑于星期六:四点 三十一分。固有免疫细胞固有免疫细胞 PhagocyteNKILLs(固有样淋巴细胞)(固有样淋巴细胞)DC MCBasophil Eosinophil T细胞 NKT细胞 B1细胞Monocyte-macrophageNeutrophil第12页/共94页第十二页,编辑于星期六:
10、四点 三十一分。肺部巨噬细胞吞噬大肠杆菌第13页/共94页第十三页,编辑于星期六:四点 三十一分。Phagocytosis by innate immunity第14页/共94页第十四页,编辑于星期六:四点 三十一分。Leukocyte recruitment to sites of inflammationor DC第15页/共94页第十五页,编辑于星期六:四点 三十一分。固有性免疫分子固有性免疫分子指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻击病原体的可指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻击病原体的可溶性分子。溶性分子。抗菌肽抗菌肽 antimicrobial peptides溶菌
11、酶溶菌酶 lysozyme急性期蛋白急性期蛋白(acute phase proteins,APP)脂多糖结合蛋白(脂多糖结合蛋白(LBP)血清淀粉样蛋白(血清淀粉样蛋白(SAP)甘露糖结合蛋白(甘露糖结合蛋白(MBP)C反应蛋白等(反应蛋白等(CRP)补体补体 细胞因子和黏附分子细胞因子和黏附分子第16页/共94页第十六页,编辑于星期六:四点 三十一分。Complement activation pathways 第17页/共94页第十七页,编辑于星期六:四点 三十一分。Elie Mechnikoff:The Pioneer of Innate Immunity1.The Discovery
12、of Phagocytes&Phagocytosis2.The Nobel Laureate in Medicine 1908Adopted from Nature Immunology,July 2008 The development of modern Immunology in 20th century mainly centers on understanding the Adaptive Immune System.第18页/共94页第十八页,编辑于星期六:四点 三十一分。Charles A.Janeway,M.D.Yale Univ.The“Renaissance”of inna
13、te immunityIn 1989,Janeway=Immune recognition of microbes=Detection of conserved molecular patterns,referred to PAMPs(Pathogen-Associated Molecular Patterns)with features:1.Invariant among a given class of microbes.2.Have essential roles in microbial physiology.3.Recognized by receptors of the innat
14、e immune system,called PRRs(Pattern-Recognition Receptors).4.Innate immunity regulates adaptive immunity第19页/共94页第十九页,编辑于星期六:四点 三十一分。Julie A.Hoffmann,Ph.D.Strasbourg,FranceThe“Renaissance”of innate immunityIn 1996,Hoffmanns group Toll functions as a PRR in Drosophila第20页/共94页第二十页,编辑于星期六:四点 三十一分。Key
15、concepts in innate immunity1.The innate immune system mainly recognizes common structures shared by classes of microbes,=Pathogen Associated Molecular Patterns(PAMPs),e.g.,LPS,Peptidoglycan,Microbial DNA&RNA.2.Host receptors that recognize PAMPs are called Pattern-Recognition Receptors(PRRs),which a
16、re encoded in “Germline”DNA=limited Diversity.3.Innate immunity not only provide the first line of defenses but link to the program of adaptive immunity.4.PRRs may also recognize components from injured or dead host cells=Autoimmune diseases第21页/共94页第二十一页,编辑于星期六:四点 三十一分。Pattern Lipopolysaccharide(LP
17、S)Lipoteichoic acid Bacterial lipopeptides Peptidoglycan Yeast and gram+bacteria Bacterial DNA(CpG)Flagellin Terminal mannose/fucose Viral DNA(CpG)ssRNA dsRNAPathogen-AssociatedMolecularPatterns(PAMP)是病原微生物(尤其是原核生物)表面存在一些人体所没有的,但可为许多相关微生物所共享、结构恒定、进化保守的分子结构。第22页/共94页第二十二页,编辑于星期六:四点 三十一分。损伤相关分子模式损伤相关分
18、子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)机体自身细胞所释放的内源性分子,即内源性危险信号,来源于受损或坏死组织和某些激活的免疫细胞。主要有HMGB1、热体克蛋白等。第23页/共94页第二十三页,编辑于星期六:四点 三十一分。PAMP vs DAMPSterile inflammationconserved microbial motifs VS non-microbial signals 第24页/共94页第二十四页,编辑于星期六:四点 三十一分。Toll-like Receptors第25页/共94页第二十五页,编辑于星期六:四点 三十一
19、分。Locations of Different PRRsBody fluids-Soluble PRRsCellular PRRs-Cell surface-Endosomes-Cytosol第26页/共94页第二十六页,编辑于星期六:四点 三十一分。Surface receptors of macrophagesMac-1、CR3第27页/共94页第二十七页,编辑于星期六:四点 三十一分。PRR甘露聚糖凝集素(MBL)C反应蛋白(CRP)脂多糖结合蛋白(LBP)可溶性:体液和血液细胞吞噬型:细胞膜甘露糖受体(MR)清道夫受体(SR)补体受体(CR)Fc受体(FcR)甲酰甲硫氨酰肽受体(fM
20、LPR)信号转导型细胞膜内体、溶酶体细胞质TLR1、2、4、5、6、10、11TLR3、7、8、9NLRs、RLRs、ALRs固有免疫细胞表面、内体、溶酶体、细胞质中、可识别一种或多种PAMPs或DAMPs的识别分子。Diversity of pattern recognition receptors第28页/共94页第二十八页,编辑于星期六:四点 三十一分。Toll-Like Receptors(TLRs)第29页/共94页第二十九页,编辑于星期六:四点 三十一分。MyD88-Dependent and independent Signaling第30页/共94页第三十页,编辑于星期六:四点
21、 三十一分。NLRs are cytoplasmic bacterial sensors that activate inflammasomes第31页/共94页第三十一页,编辑于星期六:四点 三十一分。第32页/共94页第三十二页,编辑于星期六:四点 三十一分。1Viral Pattern Recognition Receptors:Signaling and Consequences第33页/共94页第三十三页,编辑于星期六:四点 三十一分。Interaction between innate and&adaptive immunity1.Innate immunity=Ag presen
22、tation(by Dendritic cells)2.Adaptive immunity=Ag recognition(by T&B lymphocytes)第34页/共94页第三十四页,编辑于星期六:四点 三十一分。适应性免疫(adaptive immunity)是机体获得性、抗原特异性、抵抗病原微生物感染的高效防御机制。获得性免疫(acquired immunity)或特异性免疫(specific immunity),是个体出生后,在环境中受抗原刺激所产生的免疫力,针对特定抗原,有特异性、多样性、记忆性和耐受性。1)特异性,对某个特定的异物性抗原能引起特异性免疫应答;指抗原特异性。2)多
23、样性,机体可针对环境中多种多样的抗原,分别建立起不同的特异性免疫应答;多样性是特异性产生的基础。3)记忆性,当异物抗原再次入侵时,可产生快而强的再次免疫应答效应;记忆性淋巴细胞。4)耐受性,正常情况下,免疫系统对自身成分有保护性的免疫耐受;第35页/共94页第三十五页,编辑于星期六:四点 三十一分。抗原决定簇抗原决定簇Antigenic determinant,AD抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为基团称为抗原决定簇或抗原决定基抗原决定簇或抗原决定基。由于抗原决定由于抗原决定簇通常位于抗原分子表面,因而又称为簇通常位于抗原分子表面,
24、因而又称为抗原表位抗原表位(epitope)。抗原决定簇抗原决定簇抗原决定基抗原决定基 抗原表位抗原表位 抗原决定簇决定抗原的特异性,即决定抗原与抗体发生抗原决定簇决定抗原的特异性,即决定抗原与抗体发生特异性结合的能力特异性结合的能力(实际是抗原决定簇与抗体的结决定簇与抗体的结合合)。ADAD的数目、性质和空间构象决定抗原特异性的数目、性质和空间构象决定抗原特异性抗原以抗原以ADAD与相应抗原受体及抗体特异性结合与相应抗原受体及抗体特异性结合第36页/共94页第三十六页,编辑于星期六:四点 三十一分。T T细胞表位和细胞表位和B B细胞表位细胞表位T T细胞表位细胞表位:TCRTCR识别识别
25、必须经降解加工处理后才能被必须经降解加工处理后才能被T T细胞识别细胞识别 线性决定簇线性决定簇B B细胞表位细胞表位:BCRBCR识别或抗体识别并结合识别或抗体识别并结合 直接识别直接识别 构象决定簇或线性决定簇构象决定簇或线性决定簇 第37页/共94页第三十七页,编辑于星期六:四点 三十一分。抗原提呈细胞(antigen-presenting cell,APC)是指能摄取是指能摄取,加工处理抗原加工处理抗原,并将抗原信息提呈给淋巴并将抗原信息提呈给淋巴细胞的一类免疫细胞,在机体免疫应答过程中发挥重细胞的一类免疫细胞,在机体免疫应答过程中发挥重要作用。要作用。此类细胞能辅助和调节此类细胞能辅
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