免疫学精选ppt课件09T细胞及其介导的细胞免疫应答.ppt

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1、2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,1,第九章 T细胞及其介导的细胞免疫应答,3,T细胞发育与多样性形成,1,2,T细胞表面标志与亚群,T细胞介导的细胞免疫应答,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,2,9.1 T细胞发育与多样性形成,体内存在能特异性识别各种抗原的T细胞库(T cell repertoire)。成熟T细胞库具有两个基本特性：TCR识别抗原受MHC限制，即不仅特异性识别已经APC加工处理的抗原肽，而且须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子机体T细胞库对自身抗原具有耐受性，一般不对自身MHC分子或与之结合的自身抗原分子产生应答，即所谓自身耐受

2、现象。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,3,T细胞抗原识别受体胚系基因结构,抗原识别受体每种肽链的编码基因可分为编码V区的和编码C区的两大部分。TCR的、链的V区基因实际上不是一个完整的V基因，而是由三种胚系基因片段在T细胞发育过程中拼接而成；这三种片段分别是：V基因片段，Variable Gene Segment；D基因片段，Diversity Gene Segment；J基因片段，Joining Gene SegmentTCR的、链的V基因只由V、J两种胚系基因片段拼接而成。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,4,TCR胚系基因结构示意图,Chr7

3、,Chr14,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,5,TCR胚系基因数据统计,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,6,组合造成的多样性,48801352+125433600万,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,7,TCR多样性的形成,组合造成的多样性(combinatorial diversity)连接造成的多样性(junctional diversity)P区插入(P-nucleotide addition)N区插入(N-nucleotide addition)末端脱氧核苷酸转移酶 (terminal deoxynucleotidyl

4、transferase, TdT),2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,8,T细胞是如何“炼”成的？,阳性选择,阴性选择,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,9,T细胞发育的阳性选择(positive selection),双阴性细胞向胸腺皮质深层迁移， 同时先后发生TCR和TCR基因重排和表达，这使CD4-CD8-细胞免于凋亡，并促使其逐渐发育为CD4+CD8+双阳性细胞。若双阳性细胞的TCR能与胸腺皮质细胞表面MHC-或MHC-类分子以适当亲和力结合，即继续分化为CD4+或CD8+单阳性细胞若双阳性细胞不能与MHC分子有效结合，则在胸腺皮质中发生凋亡。,

5、2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,10,T细胞发育的阴性选择(negative selection),经历阳性选择后的单阳性细胞与位于胸腺皮质与髓质交界处的树突状细胞和巨噬细胞（均高表达MHC-I和MHC-分子并呈递自身抗原）接触。若单阳性细胞能识别此自身抗原-MHC分子复合物，即激活程序性死亡，或无能(anergy)，而不能识别该复合物的单阳性细胞则能继续发育。胸腺细胞通过阴性选择而获得对自身抗原的耐受性。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,11,阳性选择与阴性选择示意图,T细胞发育小结,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,13,9.

6、2 T细胞表面标志与亚群,抗原识别受体复合物TCR-CD3辅助受体CD4和CD8协同刺激分子CD28、CD152、丝裂原受体及细胞因子受体等,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,14,TCR-CD3复合物示意图,免疫受体酪氨酸活化基序 ITAM: immunoreceptor tyrosine-based activation motif DExxYxxL/I/V(x)67YxxL/I/V,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,15,CD3分子中ITAM示意图,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,16,CD4,The 3D structure

7、 of the CD4 molecule based on 1cdh.,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,17,CD8,V,酪氨酸蛋白激酶Lck(p56),2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,18,CD4 +与CD8 + T细胞,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,19,CD28分子胞浆区具有YMNM基序，Y170磷酸化后可募集含SH2结构域的PI3K、Grb2、Gads等激酶，转导T细胞活化的辅助信号，也称协同刺激信号或第二信号！配体为B7分子,CD28,Crystal structure of human CD28 in comple

8、x with the Fab fragment of a mitogenic antibody (5.11A1) PDB: 1YJD Nat Immunol 2005; 6: 271-279,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,20,CD152,又名CTLA4胞浆含免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif, ITIM), 磷酸化后募集蛋白酪氨酸磷酸酶SHPI/VxYxxL配体为B7分子,Structure of murine CTLA-4 and its role in modulating T ce

9、ll responsiveness PDB: 1DQT Science 2000; 290: 816-819,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,21,CD28与CD152,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,22,CD2,CD2又称淋巴细胞功能相关抗原2 (lymphocyte function associated antigen 2, LFA-2),表达于T细胞、胸腺细胞和NK细胞。 人CD2分子的配体是CD58(LFA-3)，表达于T、B细胞、单核细胞、树突状细胞、中性粒细胞、血小板、红细胞以及某些非造血细胞表面。人T细胞能通过CD2与绵羊红细胞 （

10、SRBC）结合形成花环，称为E花环。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,23,CD154,CD154（ CD40配体，CD40L）属肿瘤坏死因子超家族，为同源三聚体，主要表达在活化CD4+T细胞、部分CD8+T细胞和T细胞。 其配体为CD40分子，由245个氨基酸残基组成，属肿瘤坏死因子受体超家族；主要分布于B细胞、树突状细胞、活化单核细胞以及某些上皮细胞和内皮细胞表面。T细胞表面CD40L与B细胞表面CD40结合，能提供B细胞活化所需的协同刺激信号。,Structure based onPDB: 1ALY,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,24,T细胞

11、表面重要分子小结,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,25,T细胞表面重要分子小结,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,26,T细胞亚群, T细胞与 T细胞CD4 +与CD8 + T细胞初始T细胞、效应T细胞、记忆T细胞效应T细胞根据功能可分为辅助性T细胞(helper T lymphocyte, Th)Th0, Th1, Th2, Th3, Th17细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte,Tc）Tc1, Tc2调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)nTreg, iTreg,2022/12/3,电子科技大学 生命

12、科学与技术学院,27,TCR+T细胞与TCR+T细胞,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,28,Th0、Th1、Th2细胞特性比较,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,29,Th1和Th2细胞的相互作用,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,30,T细胞亚群新进展,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,31,9.3 T细胞介导的细胞免疫应答,免疫应答(immune response)是指机体的免疫细胞对抗原进行识别，继而活化、增殖、分化并最终产生对“非己”进行清除和排斥，对“自己”成分产生耐受效应的过程。固有性免疫应答（天然免

13、疫应答 innate immune response；非特异性免疫应答）物理屏障、物种屏障、吞噬细胞、NK细胞、 NKT细胞、T细胞、B1细胞、补体适应性免疫应答（adaptive immune response；特异性免疫应答）T细胞、 B2-细胞、抗原提呈细胞,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,32,免疫应答三阶段,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,33,T细胞对抗原的识别,多数T细胞不识别完整抗原，而是同时识别细胞膜表面的MHC-抗原肽复合物（双识别）：CDR1和CDR2结合MHC分子多态性区和抗原肽的两端，CDR3区结合位于抗原肽中央的T细胞表位

14、T细胞识别抗原具有MHC限制性： CD4+ T细胞识别MHC-肽复合物； CD8+T细胞识别APC递呈的MHC-肽复合物。识别主要发生在外周淋巴组织和靶抗原所在器官与组织,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,34,T细胞识别的特点：双识别,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,35,T细胞活化的信号要求,T细胞的活化剂：mitogen, mAb, sAg, AgT细胞活化需要双信号第一信号（特异信号）：TCR与MHC分子-抗原肽复合物的特异性结合，即抗原的特异性识别。CD4或CD8分子作为共受体，可分别与MHC或类分子非多态区结合，增强细胞间的粘附作用，并参与

15、第一信号的启动和转导。第二信号（协同刺激信号）：由细胞间粘附分子（协同刺激分子）对的相互作用提供。CD28-B7！,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,36,T细胞活化需要双信号的体外实验证实,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,37,T细胞活化需要双信号示意图,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,38,T细胞识别：形成免疫突触,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,39,从免疫突触形成到活化增殖分化,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,40,TCR复合物及其辅助受体启动T细胞活化信号,2022/12/3,

16、电子科技大学 生命科学与技术学院,41,复习：信号分子间的识别结构域,SH2结构域（Src Homology 2 ）：约100个氨基酸组成，介导信号分子与含磷酸化酪氨酸的蛋白分子结合。SH3结构域（Src Homology 3 ）：约50100个氨基酸组成，介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。PH结构域（Pleckstrin Homology ）：约100120个氨基酸组成，可以与膜上磷脂类分子PIP2、PIP3、IP3等结合，使含PH结构域蛋白由细胞质中转位到细胞膜上。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,42,具有SH2结构的分子,FynLckZAP-70LATPLC

17、-RAS（GAP）PI3K（P85）VAV,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,43,T细胞活化信号转导,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,45,以IL-2为例,IL-2基因5端调节区含有可与多个转录因子结合的位点，这些转录因子包括：AP-1、NFB (nuclear factor-B)、Oct-1和NFAT (nuclear factor of activated T cell)未活化细胞的NFAT停留在胞浆中，而活化时则从胞质进入胞核。NFAT作为一种转录调节蛋白与AP-1转录因子结合，并作用于IL-2基因增强子，这对IL-2基因转录非常重要。DAG和

18、Ca2+活化PKC，PKC使NF-B与其抑制物IB(inhibitor of NF-B)解离，由胞浆转移至胞核并增强基因转录。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,46,T细胞基因活化与表达,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,47,活化T细胞的效应1,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,48,活化T细胞的效应2：死亡之吻,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,49,活化T细胞的效应2,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,50,Tc效应机制:穿孔素-颗粒酶系统,穿孔素(perforin)也称为成孔蛋白(po

19、reforming protein，PFP)或细胞溶素(cytolysin)，由Tc细胞和NK细胞产生。该分子最初为70kDa的非活性前体，在酸性环境中其C末端可发生裂解，形成60kDa的活性形式。Tc细胞本身可表达或释放A型硫酸软骨素蛋白聚糖、硫酸软骨素A和同源限制因子等保护性调节因子，故可避免穿孔素的攻击。颗粒酶(granzyme)是存在于NK细胞和Tc细胞胞粒中的一类丝氨酸酯酶(serine esterase)。不论Tc细胞以何种方式被激活，其胞内颗粒酶表达水平均增加，并转化成活性形式。目前已发现7种颗粒酶（AG），其中最重要者为颗粒酶A和B。颗粒酶B具有内源性核苷酸酶效应，在Tc细胞致

20、靶细胞凋亡过程中发挥重要作用。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,51,Tc效应机制:穿孔素-颗粒酶系统,Podack ER and Dennert G. Nature 1983, 301: 442,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,52,Tc效应机制:FasL/Fas系统,活化Tc细胞表面高表达FasL，其与靶细胞表面Fas结合，可介导靶细胞凋亡。,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,53,活化T细胞效应小结,2022/12/3,电子科技大学 生命科学与技术学院,54,课后作业,流感病毒是一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒，可根据其核蛋白抗原性分为甲乙丙三型。流感病毒包膜中有两种非常重要的糖蛋白：血凝素（Hemagglutinin）和神经氨酸酶(Neuramidase)，分别在流感病毒进入细胞与出芽离开细胞的过程中发挥关键作用。因此，血凝素和神经氨酸酶也是抗流感药物与疫苗开发的关键靶蛋白。根据血凝素和神经氨酸酶抗原性的不同，可进一步将流感病毒分为各个亚型。目前，甲型H1N1流感肆虐。假设你感染了甲型H1N1流感病毒，请根据你所学的免疫学原理，概括描述你的免疫系统针对H1和N1的免疫应答。,