免疫学细胞介导免疫应答课件.ppt
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1、第八章 细胞介导的免疫应答,主要内容,第一节 免疫应答概述第二节 免疫应答的基本过程第三节 细胞调亡与免疫,第一节 免疫应答概述,一、免疫应答的基本概念二、免疫应答的类型三、免疫应答的场所四、免疫应答的特点五、免疫应答的过程六、免疫应答的意义,一、免疫应答的基本概念,(一)概念 抗原物质进入机体,激发免疫系统发生一系列反应以排除抗原的过程。即免疫细胞识别、摄取、处理抗原,继而活化、增殖、分化,产生免疫效应的过程。,2. 特异性免疫应答(适应性免疫) 机体受到抗原刺激后,机体中与抗原相应的淋巴细胞(B细胞、T细胞)活化,导致的免疫应答反应。 类型:体液免疫应答B细胞介导细胞免疫应答T细胞介导,(
2、二)免疫应答的非特异性与特异性1.非特异性免疫应答(自然免疫)组成:屏障结构,如皮肤免疫细胞:吞噬细胞、NK细胞、中性粒细胞等免疫分子:补体、干扰素、溶菌酶等特点:无特异性;生来就具有,一、免疫应答的基本概念,(三)主动免疫、被动免疫和“过继”免疫p1761.主动免疫 用抗原刺激一个个体而产生的免疫性,受到免疫的个体再遇到相同的抗原刺激便会作出强烈的免疫应答2.被动免疫 把一种具有特异性抗体人工转移给未受到其相应抗原刺激的个体,使其获得抗该抗原的能力3.“过继”免疫 通过转移免疫的淋巴细胞来将免疫性转移到一个未免疫的个体,使其具有与供体同样的特异免疫性,一、免疫应答的基本概念,(四)无应答p1
3、76 淋巴细胞受到抑制,对免疫原的再刺激不能作出反应,二、免疫应答的类型,1.根据免疫应答的细胞类型和效应不同分T细胞介导的细胞免疫应答B细胞介导的体液免疫应答和粘膜免疫应答2.根据免疫活性细胞对抗原刺激的反应状态分正免疫应答 正常:抗感染、抗肿瘤 异常:自身免疫、超敏反应负免疫应答 正常:对自身成分的耐受 异常: 对非己抗原不应答,3.根据效应机理分为 体液免疫:B细胞活化产生特异性抗体发挥免疫效应。 细胞免疫:特异性T细胞活化发挥免疫效应。4.根据效应结果分为 生理性免疫应答:清除有害物。 病理性免疫应答:引起组织损伤或功能障碍。5.根据来源分为 天然性免疫 适应性免疫,三、免疫应答的场所
4、,外周免疫器官 皮肤 淋巴循环 淋巴结 抗原 静脉 脾 口服或吸入 粘膜局部 粘膜下淋巴 细胞,四、免疫应答的特点,*特异性:针对某种抗原产生的抗体或效应细胞,发生免疫应答。*记忆性:初次接触某种抗原后,免疫系统可长期保留对该抗原的“记忆性”,发生再次免疫应答。*识别“自己”和“非己”:个体发育过程中产生。,五、免疫应答的过程,1.抗原识别和递呈阶段(感应阶段) 对抗原的摄取、加工、递呈的一系列过程;2.活化、增殖和分化阶段(反应阶段) T、B细胞接受抗原刺激后活化、增殖的阶段;3.效应阶段 产生特异性抗体或致敏淋巴细胞发挥免疫效应和进行免疫调节的阶段。,六、免疫应答的意义,及时清除外来异物,
5、保持机体内环境的稳定,但不适当的免疫应答也会造成机体的损伤。,第二节 免疫应答的基本过程,一、细胞免疫应答的基本过程二、抗原递呈细胞三、外源性抗原免疫应答四、内源性抗原免疫应答五、细胞免疫的生物学效应,细胞免疫应答是从初始T细胞接受抗原刺激到分化成效应T细胞并将抗原清除的过程。,概述,T淋巴细胞介导的细胞免疫应答分为三个阶段:,T细胞特异性识别抗原阶段T细胞活化、增殖和分化阶段效应性T细胞的产生及效应阶段,概念,初始T细胞随血循环达外周淋巴器官,并不断在体内循环,以便随时识别进入机体的抗原。初始T细胞识别抗原肽后,活化、增殖并分化为效应T细胞,进而清除抗原及实现对免疫应答的调节,在免疫应答过程
6、中,部分活化T细胞分化为记忆T细胞(memory T cell)。,概述,T淋巴细胞对抗原的识别,免疫应答,基本概念,初始T细胞膜表面抗原识别的受体TCR与APC表面的抗原肽-MHC分子复合物特异结合的过程称为抗原识别(antigen recognition),这是T细胞特异活化的第一步。TCR在特异性识别APC 所提呈的抗原多肽的过程中,必须同时识别与抗原多肽形成复合物的MHC分子,这种特性称为MHC限制性(MHC restriction)。MHC限制性决定了任何T细胞仅识别由同一个体APC表面的MHC分子提呈的抗原肽。,一、细胞免疫应答的基本过程,(一)抗原的处理与提呈 (感应阶段)1.
7、概念抗原处理 降解Ag、形成MHC-肽、表达于APC表面抗原提呈 MHC-肽被T细胞识别,2.APC对抗原的处理,Ag,APC,被吞噬、吞饮,被动吸附,Ag肽-MHC分子复合体,降解、处理,巨噬细胞(M)在递呈微生物抗原中是功能最活跃的。 一般,大量抗原初次进入时,树突状细胞(DC)为APC。 少量抗原再次进入时,B细胞为主要的APC 。,形成,* Ag经MHC类还是类分子提呈,取决于Ag的来源。,外源性Ag :来源于细胞外的Ag eg.:细菌、细胞等,内源性Ag:宿主细胞内合成的Ag eg.:病毒感染细胞 细胞内合成的病毒蛋白 突变细胞 细胞内合成突变蛋白,抗原的摄取,APC向T细胞提呈抗原
8、的过程,外源性抗原,在局部被APC摄取、加工和处理,以抗原肽-MHC类分子复合物的形式表达于APC表面,将抗原提呈给CD4+Th细胞识别。Th细胞通过细胞因子CK的产生与分泌,调节细胞和体液免疫应答。内源性抗原,以抗原肽-MHC类分子复合物的形式表达于细胞表面,供特异性CD8+T细胞识别。CD8+T细胞活化、增殖和分化为效应细胞后,发挥细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell)的功能。,MHC-类分子-Ag肽(外源性),CD4+T细胞,MHC-类分子-Ag肽(内源性),CD8+T细胞,递呈,超抗原可直接与TCR的V片段和MHC类分子的Ig样区结合,只是结合的部位在二者的外侧。,递呈,T
9、细胞的抗原识别 识别方式:初始 T细胞TCR与APC表面提呈的 MHC-肽复合物结合。 识别特点: T细胞识别抗原具有MHC限制性。 CD4+T细胞识别APC递呈的MHC II-肽 复合物。 CD8+T细胞识别APC递呈的MHC I -肽 复合物。,一、T细胞对APC -MHC-I分子提呈抗原的识别,存在于胞浆中的内源性抗原(如病毒和细菌感染细胞后,在细胞合成蛋白类物质,及肿瘤细胞抗原等)首先被宿主APC内蛋白酶类降解成小肽片段,再与MHC-I类分子形成复合物,提呈给CD8+T细胞。,二、T细胞对APC-MHC-II分子提呈抗原的识别,通过吞噬和吞饮作用摄取内化到细胞囊泡系统(vesicula
10、r system)的外源性抗原(如细菌代谢产物及其它可溶性蛋白质抗原等),在细胞内被溶酶体酶降解成含1030个氨基酸残基的小肽片段,与内质网上的MHC-II类分子结合形成复合物,提呈给CD4+T细胞。,T细胞在识别MHC沟槽中的抗原肽时,需要认识自身MHC的同种异型表位,而不能识别非己MHC沟槽中所结合的相同抗原肽。,3. MHC限制性,(二)T细胞的活化、增殖和分化阶段,一、T细胞活化涉及的分子,(一)T细胞活化的第一信号,APC提呈肽-主要组织相容性复合体复合物(pMHC)T细胞TCR特异性识别MHC分子槽中的抗原肽CD3和CD4/CD8分子胞质段尾部聚集激活与胞质段尾部相连的酪氨酸激酶C
11、D3分子胞质区ITAM中的酪氨酸磷酸化启动激酶活化的级联反应激活转录因子细胞增殖及分化相关基因的转录激活发挥相应的功能,T细胞的完全活化有赖于双信号和细胞因子的作用;T细胞活化的第一信号来自T细胞对抗原的识别;T细胞活化的第二信号来自APC表达的协同刺激分子与T细胞表面的相应受体或配体相互作用介导的信号。,T细胞与APC表面多对协同刺激分子相互作用产生T细胞活化第二信号;根据效应不同,将协同刺激分子分为正性/负性共刺激分子;正性共刺激分子:CD28/B7 作用是促进IL-2基因转录和稳定IL-2mRNA,从而促进IL-2合成;负性共刺激分子:CTLA4/B7 作用是介导负性信号的传导,有效地调
12、节了适度的免疫应答;激活的专职APC上表达协同刺激分子,触发有效的协同刺激信号;缺乏/阻断协同刺激信号使自身反应性T细胞处于无能状态,从而维持自身免疫耐受。,(二)T细胞活化的第二信号,双信号活化:,双识 别 第一信号,(三)细胞因子促进T细胞充分活化,T细胞的充分活化,有赖于双信号和多种细胞因子的参与。活化的APC和T细胞可分泌IL-1、IL-2、IL4、IL-6、IL-10、IL-12、IL-15和IFN-等多种细胞因子,在T细胞激活中发挥重要作用。,T细胞的活化,IL-1、IL-2、IL-6、IL-12 等,双信号活化 ,第一信号:双识别,抗原肽MHC,CD4 / CD8,第二信号:协同
13、剌激,B7(CD80/86),CD28,增强信号:细胞因子,小结,二、T细胞活化的信号转导途径,TCR的胞膜外区可识别特异性pMHC,但其胞质区很短,要借助于CD3分子及CD4/CD8分子和CD28分子的辅助,才能将抗原刺激的信号传递至细胞内部,使转录因子活化,转位到核内,活化相关基因。这一过程称为T细胞活化的信号转导(signal transduction)。,APC,MHC II 类分子,CD4,TCR,CD3,Lck,ZAP-70,T cell,ITAM,Fyn,T细胞活化相关分子及其布局,APC,MHC II 类分子,CD4,TCR,CD3,Lck,ZAP-70,T cell,ITAM
14、,Fyn,TCR活化信号胞内转导的主要途径,APC,MHC II 类分子,CD4,TCR,CD3,Lck,ZAP-70,T cell,ITAM,Fyn,TCR及其辅助受体启动T细胞活化信号,(三) 效应阶段 致敏T细胞 再次接触 相同抗原 CD4+Th1 CD8+Tc Th1细胞亚群:可通过释放多种细胞因子引起以单个核细胞浸润为主的炎症反应而发挥对抗原的杀伤效应。 Tc细胞亚群:可释放穿孔素和颗粒酶等因子直接发挥特异性杀伤靶细胞的作用。,第三节 T细胞介导的特异性免疫效应,介导特异性免疫效应的T细胞,Th1细胞,CTL细胞,第三节 T细胞的效应功能,两类重要的细胞效应 1. CD4+Th细胞活
15、化M而诱生炎症,抗胞内菌感染; 2. CD8+CTL细胞杀伤靶细胞。,免疫应答,(一)诱导巨噬细胞活化介导迟发型超敏反应 1.巨噬细胞活化的两个信号 1)CD4+Th1细胞分泌的巨噬细胞活化因子 IFN-对巨噬细胞的作用。 2)CD4+Th1细胞表面的CD40L与巨噬细胞表面 的CD40分子结合。,一、CD4+Th1细胞介导的特异性免疫效应,IFN ,IFN R,CD40L,CD40,Th细胞,活化, CD40分子和TNF受体表达增加,TNF-分泌 协同IFN-增加巨噬细胞抗胞内微生物作用。 B7分子和MHC分子的表达增加。,M,2.Th1细胞募集巨噬细胞到感染部位,1)分泌IL-3和GM-C
16、SF:刺激骨髓内新单核 细胞的产生。 2)分泌TNF-和TNF-:扩张血管和改变血 管内皮细胞粘附分子(如ICAM-1)的表达, 分泌MCP-1 吸引聚集巨噬细胞。,(二)辅助CTL活化增殖,CD8+T细胞的活化和增殖需要CD4+T细胞分泌的IL-2的刺激,没有IL-2的作用,CD8+CTL的克隆扩增是不可能的,IL-2并可提高CD8+CTL的杀伤活性。此外,前体CD8+CTL的分化尚需要Th2细胞分泌的IL-6,才能分化为效应CD8+CTL。这就是Th细胞的辅助作用。,(三)辅助B细胞产生调理抗体,CD4+Th1细胞通过分泌IFN-和IL-2,可辅助B细胞产生调理抗体,此类抗体一般为IgG1
17、和IgG3亚类。该抗体同带有相应抗原的靶细胞结合成免疫复合物,再通过与表达CR或FcR的吞噬细胞和NK细胞结合,促进对靶抗原的破坏、清除。,CD4Th1细胞 IFN-和IL-2B细胞 调理性抗体(IgG1和IgG3亚类)+ 靶细胞 结合CR或FcR(吞噬细胞和NK细胞) 破坏、清除靶抗原。,(1)效-靶细胞结合 双信号识别,二、CTL细胞的效应功能,(2)CTL的极化 细胞骨架系统、高尔基体、胞浆颗粒等向效-靶接触部位重新排列、分布,保证CTL分泌的效应分子有效作用于所接触的靶细胞。,CD8+Tc细胞(CTL)介导的细胞毒作用分泌细胞毒素及诱导靶细胞凋亡,杀伤带抗原的靶细胞。,(3)致死性攻击
18、,1)穿孔素/颗粒酶途径: 穿孔素(perforin)插入靶细胞形成孔道,使靶细胞崩解;颗粒酶(granzyme)进入靶细胞激活Caspase 10,引发激联反应,激活DNA内切酶,核小体断裂,导致靶细胞死亡。,2)Fas/FasL途径: 效应CTL表达FasL,并分泌TNF-、LT-。这些效应分子与靶细胞表面的Fas和TNFR结合,通过激活胞内胱天蛋白酶(Caspase)参与的信号转导途径,导致靶细胞凋亡。,Tc杀伤靶细胞的过程:,Tc杀伤靶细胞特点:,1、特异性和MHC限制性 (双识别) 识别靶细胞上的抗原肽MHC-复合物,结合紧密,接触处攻击,准确有效;,2、直接杀伤 (毒素+凋亡) 二
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