《医学免疫学教学课件》08lymphocy.ppt

第八讲,淋巴细胞（Lymphocyte）,第九章 T淋巴细胞第十章 B淋巴细胞,Outline of the lecture,1.T lymphocytes2.B lymphocytes,基 本 概 念,免疫细胞（immunocyte）：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、APC、淋巴细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞等。,淋巴细胞（lymphocyte）:是一群异质性的构成免疫系统的主要细胞，包括T细胞、B细胞和NK细胞。,淋 巴 细 胞,第一节 T淋巴细胞,一、Maturation二、Surface markers三、Subsets,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟（由胸腺皮质区向髓质区迁移）移行至外周淋巴组织执行细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。重要事件*功能性TCR形成（基因重排）；（胸腺皮质区）*阳性选择（胸腺皮髓交界区）*阴性选择。（胸腺髓质区）意义*获得功能性与多样性的TCR；*获得MHC的限制性；*获得对自身抗原的耐受性。,一、Maturation of T cell,Mousethymus,5 x 107 per day,T cells mature in the thymus but most die there.,98%of cells die in the thymus without inducing any inflammation or any change in the size of the thymus.Thymic macrophages phagocytose apoptotic thymocytes.,Constant1-2 x 108cells,(一)早期阶段（皮质区）双阴细胞(double negtive cell)双阳细胞(double positive cell)(二)阳性选择（皮髓交界区）(三)阴性选择（髓质区）,三 个 阶 段,TCRd+、CD3-、CD4-、CD8-的祖T细胞双阴性T细胞（double negtive,DN）,(一)早 期 阶 段,TCRd+、CD3+、CD4-、CD8-的dT细胞,TCRb+、CD3+、CD4+、CD8+的前T细胞双阳性T细胞（double positive，DP）,输出到外周参与固有免疫,进入阳性选择阶段,(二)阳性选择阶段,获得有功能性的TCRT细胞由双阳性阶段成熟为单阳性阶段,清除无用的T细胞,T细胞不能识别胸腺皮质上皮细胞提呈的肽/MHC复合物，即发生凋亡。,获得功能性TCR,T细胞由双阳性分化为单阳性,DP细胞的CD4结合皮质胸腺上皮细胞的MHCII类分子，CD8丢失，成为CD4T细胞；而CD8结合MHCI类分子，则CD4丢失，成为CD8T细胞。从而发育为单阳性细胞（single positive，SP）,通过阳性选择，获得了自身MHC限制性。CD8+T细胞受MHC类分子的限制；CD4+T细胞受MHC类分子的限制。,(三)阴性选择阶段,去除自身反应性T细胞，形成由功能性和多样性TCR组成的单阳性成熟T细胞库。,阴性选择阶段,阴性选择是去除自身反应性T细胞，实现自身免疫耐受的关键步骤之一,经阳性选择的T细胞与髓质DC和巨噬细胞提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合，则发生凋亡。,TCRab,gd CD3 and TCR-CD3 complex CD4/CD8 Costimulatory molecule receptors(CMR)CTLA-4 CD40L Mitogen receptor,二、Surface maker of T cell,(一）T-cell receptors(TCR),There are two kinds of TCR,the great majority of T cells express the TCR/heterodimer;the minority of T cells express the TCR/heterodimers.,two polypeptide chains-,.Each of them is made up of constant and variable regions(V,C;V,C).The variable region(V+V)compose a T-cell antigen-binding site.The structure of/TCR has a very similar structure.,1 Structure of TCRab,-Recognize and bind to antigen,exactly short polypeptides(epitopes)of antigen.,2 Functions of TCR,T 细胞识别抗原：双识别第一识别：TCR的CDR3识别抗原决定基第二识别：TCR的CDR1,CDR2识别MHC分子,存在于外周成熟和部分未成熟的T细胞表面 1.Structure-由、和 五种不同的多肽链组成的6条跨膜多肽链组成的复合体-通过非共价键与TCR形成TCR-CD3分子复合物。-胞浆区长，含有与免疫细胞活化信号转导有关的免疫受体酪氨酸活化基序（immune receptor tyrosine-based activation motif,ITAM），故能执行信号转导功能。2.Function:支持TCR结构；信号转导,（二）CD3 与TCR-CD3复合物,Structure of TCR-CD3 complex,（三）CD4 and CD8 molecules,共受体CD4与CD8的作用,（四）共刺激分子受体/协同刺激分子受体,T细胞的活化需要双信号；共刺激分子受体与共刺激分子结合为T细胞的活化提供第二信号；CD28是T细胞上重要的协同刺激分子受体，其相应的配体为B7。,Costimulatory molecule receptors(CMR),Important costimulatory molecules,（五）CTLA-4,Cytotoxic T lymphocyte antigen-4（细胞毒性淋巴细胞抗原-4）：结构与CD28类似，配体也是B7-1（CD80）和B7-2（CD86），但亲和力更高。CTLA-4只表达于活化的T细胞。CTLA-4的胞内段含免疫受体酪氨酸抑制基序（immune receptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）。与配体B7结合后传递抑制信号。,CD28与CTLA-4的拮抗作用,（六）CD40L（CD40 ligand）,表达：表达于活化的CD4+T细胞上，静止T细胞上没有表达。相应的配体为CD40（主要表达在B细胞和巨噬细胞表面）。功能：与B细胞上的CD40分子结合，产生B细胞活化的第二信号。与B细胞的活化密切相关。与巨噬细胞上的CD40分子结合，活化巨噬细胞，促进其高表达MHC和B7分子；提升其吞噬杀伤活性和分泌细胞因子等。,CD40与CD40L结合为B细胞的活化提供第二信号,CD40与CD40L结合激活巨噬细胞,（七）Mitogen receptors,有丝分裂原能非特异性刺激T、B细胞发生有丝分裂。人类与小鼠T细胞表面均有PHA-R、ConA-R、PWM-R，能接受PHA、ConA和PWM的刺激，发生有丝分裂，转化为淋巴母细胞。淋巴细胞转化率可作为检测T细胞功能的指标。,Mitogen,-nave T cell-effector T cel-memory T cell,三、Subsets and functions of T cells,-TcRab+T cells-TcRgd+T cells,-CD4+T cells-CD8+T cells,NKT cell,-Th-CTL-Treg,（一）初始T细胞、活化T细胞和记忆性T细胞,根据T细胞是否受抗原刺激及刺激后的分化不同分类初始T细胞（Naive T cells：未受抗原刺激的成熟T细胞 表达CD45RA 效应T细胞（effector T cel）：初始T细胞在受抗原刺激后，活化、增殖分化成为 表达CD45RO 记忆T细胞（memory T cell）：初始T细胞在受抗原刺激后，活化、增殖分化成为 表达CD45RO,（二）TCRT细胞和TCRT细胞,根据T细胞表达的TCR表型的不同分类TCR T细胞（T细胞）：数量很少；主要参与固有免疫TCR T细胞（T细胞）：外周血中的T细胞绝大部分为T细胞，可按照CD4、CD8分子的表达不同分为CD4+T细胞和CD8+T细胞，主要参与适应性免疫应答。,TCRgdT细胞（gdT细胞）（固有免疫）,分布：黏膜、上皮、外周血抗原识别受体多样性较少，应答较局限。以非MHC的限制性方式识别完整的多肽抗原，还可识别CD1递呈的脂类抗原。参与体表皮肤黏膜的免疫防御功能，为抗胞内菌和病毒感染的第一道防线。,TCRab+T细胞（abT细胞）,CD4+T细胞（表型为CD3+CD4+CD8-）,CD8+T细胞（表型为CD3+CD4-CD8+）,受自身MHC类分子的限制,受自身MHC类分子的限制,abT细胞,细胞毒性T细胞（CTL）,辅助性T细胞（Th）,调节性T细胞（Treg）,CD4+T与CD8+T细胞的比较 CD4+T细胞 CD8+T细胞表型 CD3+CD4+CD8-CD3+CD8+CD4-识别抗原肽 1318AA 812AAMHC限制性 MHC类分子 MHC类分子Th+-CTL-+,（三）根据功能分类,Th细胞：CD4+T细胞可分化为Th1、Th2、Th17三类效应Th细胞，分泌不同的细胞因子，发挥不同的免疫效应。其中Th1主要参与细胞免疫应答；Th2主要参与体液免疫应答；Th17通过分泌IL-17参与固有免疫和某些炎症(2005年)；CD4+T细胞还可分化为Th3、型调节性T细胞（Tr1）。CTL（cytotoxic T cell,CTL）:根据分泌细胞因子的不同，分为Tc1和Tc2。Tc1与Th1分泌的细胞因子类似；Tc2与Th2分泌的细胞因子类似。Treg：某些高表达IL-2受体的链（CD25），胞质中表达Foxp3转录因子的CD4+T细胞，被称为调节性T细胞（regulatary T cell,Treg）。Treg可由胸腺内发育成熟后直接迁移到外周（自然调节性T细胞），也可由外周初始T细胞（Th0）经TGF-等细胞因子诱导分化而来（诱导性调节性T细胞）例如Th3和Tr1。Treg在免疫应答的负调节及自身耐受的建立和维持中发挥重要作用。,效应Th的分化,Th1/Th2细胞的免疫调节作用,*Th1和Th2互为抑制细胞，从而调节机体的细胞免疫和体液免疫应答,表面能表达NK细胞特有标志的少量T细胞，其表面标志为NK1.1，TCR/CD3。主要为CD4-CD8-T细胞，少数为CD4+单阳性T细胞。主要分布在细胞分化增殖旺盛、组织更新再生迅速的组织中（肝脏、骨髓）。抗原识别谱较窄，主要针对CD1分子所递呈的脂类和糖脂类抗原主要功能为细胞毒作用（NKTC活化后具有NK细胞样细胞毒活性）和免疫调节作用（可分泌IL-4和IFN-等细胞因子和多种趋化因子）。,（四）NK细胞（NKTC）（固有免疫）,第二节 B淋巴细胞,一、Maturation二、Membrane molecules 三、Subsets,一、Maturation of B cells,B细胞在胎肝和骨髓发育成熟进入外周淋巴组织 遇到抗原在生发中心增殖、突变、选择 抗体亲和力成熟，Ig类别转换，产生记忆B和浆细胞 产生抗体，介导体液免疫主要事件*功能性BCR形成（基因重排，骨髓）*阴性选择（骨髓）*阳性选择（外周淋巴组织生发中心）意义*产生功能性和多样性的BCR*获得自身耐受*BCR与抗体亲和力成熟、Ig类别转换、记 忆B细胞和浆细胞的产生,存在于骨髓和胎肝等造血组织;胞浆中可检测到IgM的重链链，无轻链，也无膜表面Ig的表达，因此缺乏对抗原的反应能力;,（一）前B细胞（pre-B cell）,表达:CD10、CD19，TdT以及重组活化基因产物RAG-1和RAG-2MHC类分子和CD20。,（二）不成熟B细胞（immature B cell）,开始表达SmIgM，如与抗原结合，产生负应答，不能继续分化成熟（阴性选择）；CD19、CD20和MHC类抗原表达量增加，开始表达CD21抗原。在骨髓中停留13天，逐渐发育为成熟B细胞，迁移到外周淋巴组织中。,（三）成熟B细胞（mature B cell）,最主要标志是膜表面出现IgD同时表达SmIgM和SmIgD；若遭遇抗原，抗原特异性B细胞选择性被活化，发挥免疫效应（阳性选择）。（详见体液免疫应答）成熟B细胞表达与B细胞功能相关的众多分子：补体受体（CR1和CR2）、CD73、CD23、LFA-1、ICAM-1、CD22、丝裂原受体、多种细胞因子受体，归巢受体、MHC类分子、CD40分子。,B细胞的分化发育过程,抗原非依赖期（骨髓）祖B 前B(胞浆 m)未成熟 B(mIgM)成熟B(mIgM and mIgD)阴性选择（骨髓）未成熟 B(IgM)+抗原 克隆清除或无能 自身耐受 抗原依赖期（外周淋巴器官）：阳性选择 成熟B+抗原活化增殖在生发中心发育浆细胞和记忆B生发中心 活化B增殖 BCR可变区体细胞高频突变 突变 B 与 FDC表面抗原高亲和力结合 选择存活 导致 BCR及抗体亲和力成熟，抗体类别转换，产生浆细胞和记忆B细胞。,二、Membrane molecules of B cells,（一）BCR complex（二）coreceptor（三）Costimulatory molecule，CM（四）其他膜分子：Fc receptors Complement receptors（CR）Mitogen receptors CKR,1 主要结构-BCR即B细胞膜上的免疫 球蛋白-成熟B 细胞表达两种BCR Ig:IgM and IgD.两种-BCR的胞内区非常短，仅 有三个氨基酸残基,（一）B cell receptors(BCR),2 Function,通过可变区(VH+VL)中六个互补决定区 CDRs(HVR)特异性识别抗原表位。,B细胞不同于T细胞的抗原识别特点B细胞直接识别天然抗原表面的B细胞表位，因此 B细胞识别抗原是非MHC限制性的。TCR不能识别完整抗原而只能识别抗原决定基（T细胞表位）与MHC分子结合形成的抗原肽-MHC分子复合物（双识别）。因此，T细胞识别抗原具有MHC限制性。,结构-由两条低分子量的肽链构成，含很长的胞浆区，含有ITAM基序（immune receptor tyrosine-based activation motif，ITAM）负责传递活化信号功能-参与BCR的组装，稳定BCR结构-传递BCR识别抗原的抗原识别信号（第一信号）到B细胞中-BCR-Ig/Ig复合体：与第一信号的产生与传递有关。,4.Ig/Ig(CD79/),BCR-Ig/Igcomplex,（二）共受体/辅助受体（coreceptor）,CD19、CD21（CR2）、CD81组成的复合物是B细胞活化的辅助受体。能降低B细胞活化的所需抗原的阈值，辅助B细胞的激活。,（三）协同刺激分子(Costimulatory molecule，CM)主要有CD40，B7等B7的作用：与T细胞活化的第二信号的产生有关。T细胞活化的第二信号：产生：B细胞表面的协同刺激分子-B7与T细胞表面上的协同刺激分子受体-CD28结合,产生协同刺激信号。传递：CD28传递第二信号到T细胞中。CD40的作用：与B细胞活化的第二信号的产生有关。B细胞活化的第二信号：产生：B细胞表面的协同刺激分子-CD40与活化T细胞表面的CD40L结合，产生协同刺激信号。传递：CD40传递第二信号到B细胞中。,B细胞活化的双信号第一信号:BCR 识别完整抗原或B细胞表位 第二信号:CD40识别 CD40L,Interaction of B and T cell,（四）其他膜分子,1.Fc receptors表达于多种免疫细胞表面，介导抗体的调理作用。2.Complement receptors（CR）主要是CR1和CR2（即CD35和CD21）CR1：可与补体C3b和C4b结合，促进B细胞的活化。CR2：配体是C3d，C3d与CR2结合亦可调节B细胞的生长和分化；3.Mitogen receptors人类B细胞上有PWM-R、LPS-R、SPA-R;因此PWM、LPS和SPA对B细胞均有致有丝分裂的作用。小鼠B细胞上仅有LPS-R，因此在小鼠，可用LPS致B细胞有丝分裂。B淋巴细胞转化试验：用PWM，或LPS或SPA与外周血淋巴组织共同培养时，B细胞相应受体可与之结合而被激活，并增殖分化为淋巴母细胞，可用于检测B细胞的功能。4.CKR,三、subsets of B cells,根据B细胞表型的不同，可将其分为二个亚群：B1细胞（CD5+）：负责识别TI抗原B2细胞（CD5-）：负责识别TD抗原,TD和TI抗原分别活化两类B细胞,B1细胞(CD5+)（固有免疫）,分布：腹腔、胸腔、肠壁固有层抗原识别受体多样性较少，针对TI抗原，主要是TI-2抗原,产生IgM.主要承担腹腔、胸腔等体腔部位的非特异性免疫防御功能.,B1和B2细胞的比较,B1细胞的主要生物学功能（固有免疫）,-主要识别TI抗原的多糖类物质，如荚膜多糖，聚合鞭毛素等；-参与对多种细菌（尤其体腔中）的抗感染免疫，在固有免疫中发挥功能；-产生低亲和力IgM类的生理性自身抗体，参与对衰老、蜕变自身细胞的清除；-通过产生IgM类自身抗体参与某些自身免疫病的发生。,Mature B-2 B cell,B2 细胞的主要生物学功能,-参与体液免疫应答：BC+Ag在Th辅助下 活化增殖 分化浆细胞 产生高亲和力抗体-抗原提呈：BC用BCR摄取Ag 处理肽+MHCII 提呈抗原给CD4T细胞，提供协同信号-免疫调节：活化BC产生多种细胞因子，参与免疫调节,ImmunocyteLymphocytedouble negative cells，DNdouble positive cells，DPSingle positive cells,SPT cell receptors，TCRCostimulatory molecule receptors，CMRCostimulatory molecule，CMB cell receptors,BCRMitogen receptorComplement receptor,下一讲：T细胞介导的细胞免疫应答,预习内容：细胞免疫的三个阶段三个阶段中的重要事件效应T细胞发挥效应的机制,