T淋巴细胞课件.ppt

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1、T淋巴细胞,1,.,T细胞电镜图,2,.,T细胞在胸腺中的分化发育T细胞的表面分子及其作用T淋巴细胞亚群T淋巴细胞的功能,3,.,T细胞在胸腺中的分化发育,90%以上的T细胞在胸腺中发育,4,.,骨髓 胸腺祖T细胞 前胸腺淋巴细胞 早期 中期 成熟 外周血 Pro-T Pre-T 胸腺细胞 T细胞,胸腺通过趋化因子的作用吸引由骨髓中的HSC起源的祖T细胞,5,.,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟移行至外周淋巴组织执行特异性细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。,T淋巴细胞的发育,6,.,胸 腺,细胞:胸腺基质细胞(thymic stromal cell,TSC)上皮细胞Mo-M

2、,TDC,成纤维细胞 胸腺细胞(thymocyte)结构:皮质区-胸腺细胞致密,为不成熟细胞 髓质区-胸腺细胞疏松,为较成熟细胞胸腺皮质是活化和胸腺细胞增生的主要场所,约72小时细胞完全更新一次.大部分(95%)胸腺细胞在皮质内自行凋亡.少数(5%)在髓质,经历进一步的分化和选择最后(约1%)从髓质输出到外周免疫器官,分布到特定的胸腺依赖区.,7,.,8,.,骨髓、胸腺造血微环境是造血干细胞发育分化的必要条件，维持造血干细胞的自我更新和分化主要机制：分泌激素、细胞因子或其他介质 胸腺基质细胞分泌的胸腺激素、细胞因子，如IL-7是胸腺中T细胞成熟的重要条件；骨髓基质细胞分泌的IL-7是诱导祖B细

3、胞（pro-B）向前B（pre-B）分化的关键细胞因子；骨髓及胸腺基质细胞还可产生多种CSF，刺激不同谱系发育不同阶段细胞的生长和分化。通过粘附分子及分泌的细胞外基质相互作用，提供必要的刺激信号。,9,.,胸腺上皮细胞表达的MHC类和类分子参与T细胞在胸腺成熟过程中的阳性和阴性选择 T细胞在胸腺内的发育可分为以下三个阶段：TCR基因重排；阳性选择；阴性选择 结果：T细胞在胸腺发育过程中获得功能性TCR的表达,自身MHC限制以及自身耐受,10,.,1.诱导T细胞在胸腺内分化发育的因素,(1)胸腺基质细胞(上皮细胞、DC和M)表面粘附分子直接与未成熟T细胞(胸腺细胞)的相互作用(2)胸腺基质细胞分

4、泌多种CKs(IL-1,6,7)和胸腺激素，诱导胸腺细胞分化(3)胸腺细胞自身分泌多种CKs(IL-2,4)对自身细胞的作用(4)胸腺基质细胞表面的MHC分子和自身抗原肽对T细胞的选择作用,11,.,(1)前胸腺淋巴细胞(pre-T)指进入胸腺而尚未表达T细胞标记的pre-T 表达：末端脱氧核苷转移酶(Tdt),CD7(2)早期胸腺细胞（双阴性细胞，DN）位于：胸腺皮质外层 表达：CD2、CD5和胞浆CD3(三阴性细胞：CD3-CD4-CD8-)(双阴性细胞：CD3lowCD4-CD8-)(3)中期和普通型胸腺细胞（双阳性细胞，DP）位于：胸腺皮质深层 表达：CD1、CD3、CD4、CD8和T

5、CRlow、TCRlow(4)成熟胸腺细胞 位于：胸腺髓质和外周血(单阳性细胞 SP)表达：CD4+或 CD8+、CD2、CD3、TCR,2胸腺细胞分化发育的程序,12,.,（1）CD4-CD8-双阴性T细胞 最早出现，占胸腺细胞15%（2）CD4+CD8+双阳性细胞 中期分化细胞 主要分布于胸腺皮质内，占8085%（3）CD4+单阳性成熟细胞 主要分布于髓质 99%TCR+（4）CD8+单阳性成熟细胞 主要分布于髓质 50%TCR+,3胸腺细胞亚群,13,.,重要事件*功能性TCR形成（基因重排）*阳性选择*阴性选择意义*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

6、受性。,T淋巴细胞在胸腺中的发育,14,.,特点：TCR基因重排并表现多样性后，才进行选择选择发生在DPSP阶段TCR传递选择信号，且与MHC有关意义：去除自身反应性T细胞（TCR针对自身）保留具有多样性的抗原反应性T细胞。,胸腺细胞的选择,15,.,TCR 基本结构,T 细胞,抗原递呈细胞（APC）,链T细胞链T细胞,16,.,T细胞受体（TCR）的发育 TCR和链基因重排：T细胞约占T细胞9599%，T细胞约占15%。胸腺细胞在双阴性（DN）阶段时期（即CD44low CD25+阶段），链基因开始重排，表达链蛋白，并与前T细胞替代链PT（Pre T Cel1）组装成PT：二肽链，表达于细胞

7、表面（此时细胞增殖活跃，IL-7R的表达对这个时期的分化发育至关重要）；分化至CD4+CD8+PT：CD3low的双阳性（DP）阶段，细胞停止增殖，链基因开始重排，并表达有功能性的TCR。,17,.,T细胞成熟顺序：链基因重排 链基因重排 CD4-CD8-TCR-（PT：）CD4+CD8+TCR-阳性、阴性选择CD4+CD8+TCR+CD4+CD8-TCR+/CD4-CD8+TCR+(CD3+)(CD3+)(CD3+),18,.,阳性选择 在胸腺皮质中，同胸腺上皮细胞表达的自身肽：MHC类或类分子复合物以适当亲和力进行特异结合的DP细胞，可继续分化为单阳性（SP）细胞；其中与类分子结合的DP细

8、胞CD8表达水平升高，CD4表达水平下降直至丢失;而与类分子结合的DP细胞，CD4表达水平升高，CD8表达水平下降最后丢失；不能与自身肽：MHC分子复合物发生有效结合或发生亲和力过高结合的DP细胞，在胸腺皮质中发生凋亡，占DP细胞的95%以上。约5的DP细胞经选择而存活，此过程称为胸腺的阳性选择（postive selection）。,19,.,获得MHC限制性,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。,阳性选择,20,.,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

9、合物，即发生凋亡。,21,.,TCR(能结合)自身MHC细胞成活TCR(不结合)自身MHC细胞凋亡MHC-类分子选择CD8+T细胞MHC-类分子选择CD4+T细胞选择保留能与自身MHC-多肽有一定亲和力的T细胞主要由胸腺皮质上皮细胞介导 意义：获得了MHC限制性,阳性选择positive selection,22,.,阴性选择 阴性选择（negative se1ection），系SP细胞在皮质区、皮髓质交界处及髓质区，与胸腺DC、巨噬细胞表达的自身肽：MHC I类或类分子发生高亲和力结合的而被消除，或成为无能状态，以保证入外周淋巴器官的T细胞库中不含有针对自身成分的T细胞，也是T细胞自身免疫耐

10、受的主要机制。,23,.,清除自身反应性（有害）T细胞,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。,阴性选择,24,.,阴性选择negative selection,高亲和力TCRAg/自身MHC凋亡 低亲和力TCRAg/自身MHC成活主要由胸腺髓质树突状细胞介导 意义：清除自身反应T细胞（auto-reactive T cell，ART）即指与自身MHC-自身多肽呈高度亲和力的T细胞。,25,.,26,.,(DP),(SP),(DC/M),CD4,(95%),pre-T,MHC-,MHC-,pre-T,pro-T,(DN),pre-T,5%,自

11、身肽,27,.,阳性选择：DP细胞TCR与胸腺皮质上皮细胞表面的MHCI/II类分子以适当亲和力结合，分化为CD8/CD4的SP细胞；不能结合或高亲和力结合的DP细胞发生凋亡。阴性选择:能与DC或M提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合的SP细胞，发生凋亡；而不能识别抗原的SP细胞则发育成熟。发育过程：双阴性细胞（DN,CD4-CD8-）双阳性细胞（DP，TCR+CD4+CD8+）阳性选择（获得MHC限制性）和阴性选择（获得自身耐受）成熟的单阳性细胞(CD4T和CD8T细胞）,T细胞的发育（总结）,28,.,T 细 胞 发 育,29,.,T细胞的表面分子及其作用,30,.,T细胞表面分子,T细

12、胞表面受体：TCR-CD3复合物、细胞因子受体、病毒受体、丝裂原受 体(PHA受体、Con A受体)T细胞表面抗原：MHC抗原、CD3、CD4、CD8、CD45、协同刺激分子 CD28/CTLA-4、CD40L、LFA-1(淋巴细胞功能相关抗原1)、LFA-2（CD2）。,31,.,32,.,TCR-CD3复合物 是T细胞抗原受体与一组CD3分子以非共价键结合而形成的复合物，是T细胞识别抗原和转导信号的主要单位。TCR有、四种肽链，每条肽链均有可变区(V区)和稳定区(C区)。据TCR异二聚体的不同组成，可分为TCR和TCR两种类型T细胞活化的第一信号:TCR特异性识别结合于MHC分子凹槽中的抗

13、原肽,1.T细抗原受体(TCR)复合物,33,.,TCR（T cell antigen receptor）的组成(1)TCR 分子组成：属于IgSF 成员，分两种：I型 TCR-g 链+d 链，(gd T 细胞少数)II型 TCR-a 链+b 链，(a b T 细胞主要)Va+Vb 组成Ig 样V 区：结合抗原肽。,34,.,TCR 分子复合体组成及其作用：,1）TCR分子:负责结合APC 递呈的抗原肽。2）CD3分子：由和 组成的两对分子。3）分子：由或组成 CD3和分子作用：负责传导抗原刺激活化信号。,35,.,ITAM：免疫受体酪氨酸活化基序 其酪氨酸残基被PTK(蛋白酪氨酸激酶)作用后

14、磷酸化随后的反应为传导信号ITIM：免疫受体酪氨酸抑制基序,36,.,TCR-CD3复合物,37,.,CD3 CD3分子由、（zeta）和（eta）五种链组成,38,.,CD3和链均属IgSF，跨膜区通过带负电的氨基酸与TCR和TCR链跨膜区带正电氨基酸形成盐桥，形成稳定TCR-CD3复合物。CD3的胞浆区有“免疫受体酪氨酸活化基序”（ITAM）的结构，可介导活化信号ITAM：Yxx(L/V)(酪xx亮/缬)CD3分子的功能：稳定TCR结构 传递T细胞活化的信号,39,.,2.CD4和CD8 T细胞的协同受体,(1)CD4 胞外区 含4个Ig V样功能区结构：单链 可分 跨膜区 胞内区,功能：

15、作为CAM与MHC-类分子结合；胞内区与PTK相连，激活T细胞；HIV受体。,(2)CD8 胞外区 1个Ig V样功能区、连接肽结构：异二聚体 跨膜区 胞内区,功能：作为CAM与MHC类分子结合；胞内区与PTK相连，激活T细胞。,40,.,CD4和CD8表达分类 CD4+T细胞 CD8+T细胞表型 CD3+CD4+CD8-CD3+CD8+CD4-识别抗原肽 13-17AA 8-10AAMHC限制性 MHC-II类分子 MHC-I类分子Th+-Tc+,CD4+T细胞与CD8+T细胞的比较,41,.,CD4和CD8分子-协同/辅助受体(co-receptor),42,.,协同刺激：协助T细胞对抗原

16、刺激后的活化（使其完全活化）抗原肽-MHC复合体+TCR 抗原刺激第1信号初步活化协同刺激分子+协同刺激分子受体 协同刺激 第2信号完全活化,协同刺激分子受体(costimulatory receptor),43,.,协同信号分子 CD28-CD80/86 是参与T细胞活化的主要协同刺激信号（T 细胞活化第2 信号），可使T 细胞充分活化。CTLA4-CD80/86 CD80/86 CTLA4(细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4）与CD28具有高度同源性，该分子与B7的亲和力比CD28高约20倍。与B7结合可启动抑制性信号（CTLA4胞浆内为ITIM），从而有效制约特异性T细胞克隆过度增殖。（负反

17、馈调节作用）,3.CD28 和 CTLA4 分子,44,.,45,.,Inhibition of T cell activation by CTLA-4,46,.,CD40-CD40L（前者主要表达在成熟B细胞；后者主要表达于活化CD4+T细胞、部分CD8+T细胞）结合与B细胞的活化（协同信号）、记忆性B细胞形成和阴性、阳性选择有关。LFA-1（其配体是ICAM-1、2、3）。LFA-2（其配体是LFA-3）,4.CD40L,47,.,CD40L(又称gp39分子)功能 CD40L同APC表面的CD40结合，信号给活化T细胞；活化APC表达B7分子；T细胞表面的CD40L与B细胞表面 的CD4

18、0相互作用,产生Ig类转换。,48,.,LFA-1(淋巴细胞功能相关抗原-1)整合素家族成员（1）组成：一条链(L)，一条链(2)（2）分布：全部白细胞，活化T细胞增加表达（3）配体：ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1,细胞间粘附分子1，CD54)（4）功能：介导T细胞的移行；在T细胞同 APC或靶细胞间起粘附作用。,49,.,5.ICOS 表达于活化的T细胞，促进T细胞增殖6.PD1表达于活化的T细胞，抑制进T细胞增殖,7.CD2(LFA-2，SRBC受体)配体：LFA-3(CD58分子)功能：介导T细胞与抗原递呈细胞间的粘附作 用，刺激T细胞非

19、特异性活化；介导胸 腺细胞的发育成熟。,50,.,8.丝裂原受体、黏附分子,常见的T细胞的凝集素有：植物血凝素（PHA）和刀豆蛋白A（Con A）有丝分裂原：指在体外能非特异地刺激初始淋巴细胞发生淋巴母细胞转化、DNA合成增加和产生有丝分裂等变化的物质。不同丝裂原可选择性作用于T细胞或B细胞。刀豆素A(ConA)、植物血凝素(PHA)和美洲商陆(PWM)等可诱导T细胞增殖。为在体外检测细胞免疫功能，可应用PHA等刺激人外周血T细胞，以观察T细胞增殖程度，此即淋巴细胞转化试验,51,.,L,52,.,T淋巴细胞亚群,53,.,初始T细胞活化T细胞记忆性T细胞,分 类,T细胞,T细胞,按表达TCR

20、类型不同,按表达的CD分子不同,CD8+T细胞亚群,CD4+T细胞,按功能不同,辅助性T细胞(Th)细胞毒性T细胞(CTL或Tc)调节性T细胞(Tr或treg),按对抗原应答所处状态不同,54,.,（一）初始、效应和记忆T细胞,初始T细胞是没有接受过抗原刺激的成熟T细胞,效应T细胞是执行机体免疫效应功能的细胞,记忆性T细胞维持机体免疫记忆功能,55,.,初始T细胞 记忆T细胞CD45RA CD45RO CD54 CD25 MHC-分子,56,.,T细胞 分布：大部分分布于粘膜伴随淋巴组织；,生物学功能,细胞毒作用：介导粘膜局部细胞性免疫应答；免疫调节作用：释放细胞因子（IL-2、IL-3、IL

21、-4、INF-、GM-CSF和TNF等）促B细胞分化、产生抗体；活化单核-巨噬细胞；损伤粘膜的修复作用：,（二）T细胞和T细胞,表面标志 TCR、多数CD4-CD8-、少数CD8+,57,.,T细胞1.分布 皮肤、肠、肺及生殖器等粘膜及皮下组织2.功能特点 受非经典MHC类分子限制3.临床意义 抗感染 参与变态反应 参与自身免疫病 抗肿瘤,58,.,T细胞,（一）CD4+T细胞和CD8+T细胞,1.CD4T细胞,（二）调节性T细胞,2.CD8T细胞,59,.,60,.,(三)CD4亚群和CD8亚群CD4+T细胞 99%为T细胞，识别1317个氨基酸，受MHC类分子限制 包括：Th、Tc、Ts。

22、Th（Th1、Th2 和Th17；Th3和 Tr1）CD8+T细胞 30-35%为T细胞 识别810个氨基酸，受MHC类分子限制。部分T细胞受非经典MHC分子限制 包括：CTL(Tc)、Ts,61,.,（四）Th、CTL和Treg,根据功能不同，T细胞可分为：Th、CTL和调节性T细胞(Treg)。实际为活化后的初始CD4+T细胞和初始CD8+T细胞分化的效应细胞或调节性T细胞。调节性T细胞是按其功能命名的亚群，具有抑制免疫应答的作用。初始CD4+T细胞可分化为Th1、Th2和Th17细胞,62,.,Th17细胞,Th17细胞是近来新发现的一个分泌IL-17的有别于Th1和Th2的CD4+Th

23、细胞亚群。Th17细胞除分泌IL-17外，也分泌GM-CSF、IL-6和TNF等细胞因子。参与固有免疫和某些炎症的发生。,63,.,调节性T细胞(Treg),一些CD4+T细胞，除表达CD4分子和CD25（IL-2R的a链）分子外，其特征标志为其高表达转录因子Foxp3。这类细胞称为调节性T细胞(Treg)。Foxp3不仅能作为CD4+CD25+Treg的标志分子，还是决定CD4+CD25+Treg功能的关键基因。调节性T细胞是按其功能命名的亚群，具有 抑制免疫应答的作用。,64,.,调节性T细胞分为:1.天然产生的自然调节性T细胞（nTreg）2.诱导产生的适应性调节性T细胞(aTreg或i

24、Treg)，如Th3、Tr1，3.另外尚有CD8 Treg、NKT细胞等，与自身免疫性疾病的发生关系密切，其异常表达可导致自身免疫性疾病。,65,.,Th3 和Tr1（T regulatory 1）Th3细胞经抗原刺激可分泌高水平的TGF-，还分泌 IL-4等。Tr1细胞分泌高水平的TGF-及IL-10，不分泌IL-4,体外培养具有IL-10依赖性。CD4+CD25+Treg细胞 经细胞间直接接触发挥对CD4+CD25-T 细胞和CD8+T细胞抑制作用。,66,.,T淋巴细胞对抗原的识别与应答,67,.,T淋巴细胞对抗原的识别,TCR识别抗原肽-MHC复合物CDR1,CDR2-MHC 分子CD

25、R3-抗原肽 TCR识别抗原肽的MHC限制性T细胞只能识别APC表面的特定的抗原肽-MHC复合物T细胞进行抗原识别的部位外周免疫器官,68,.,T淋巴细胞的活化,T细胞活化剂抗原(由APC递呈的多肽)丝裂原单抗(抗T细胞表面分子)超抗原 活化信号-双信号刺激细胞因子及受体,69,.,双信号刺激,第一信号 双识别：TCR-抗原肽;CD4-MHC II or CD8-MHC I第二信号 T cells-APC间的共刺激分子的相互作用 CD28,CTLA-4 B7;LFA-1 ICAM-1;LFA-2 LFA-3;VLA-4 VCAM-1 无能状态(anergy)：缺乏第二信号,使抗原特异性T淋巴细

26、胞凋亡,70,.,71,.,细胞因子及受体,活化的T 细胞能分泌细胞因子(IL-2,4,7,10,etc.)和表达细胞因子受体,促使 T 细胞增殖和分化.,72,.,T淋巴细胞的功能,73,.,74,.,CD表型：CD3+CD4+CD8-，主要为Th细胞亚群,识别抗原时受MHC-类分子限制 通过分泌细胞因子发挥效应功能 CD4T细胞(部分)也具有细胞杀伤功能,作用特点,1.CD4T细胞,75,.,（1）Th1和Th2 依据产生细胞因子的不同区分为Th1和Th2，Th1和Th2细胞均来自初始Th细胞在抗原刺激下分化成的Th0细胞。,Th0细胞可分泌IL-2、IL-4和 IFN-等多种细胞因子。,

27、76,.,Th1和Th2细胞主要特性比较,77,.,Th0、Th1、Th2、Th3,刺激物 功 能 表面标志 IL-12、IFN 分泌IL-2、IFN、TNF CCR5、CXCR3 TGF-Th1 参与细胞免疫、DTH、IL-12R2链 抗胞内菌感染。LAG-3、协助B细胞产生IgG2。,IL-4、10、分泌IL-4、5、6、10 CCR313 Th2 参与体液免疫、型、CCR4、CCR8 免疫抑制。CD30 协助B细胞产生IgE。Th3：分泌TGF-的一种CD4+免疫负调控细胞,78,.,79,.,80,.,CD表型：CD3+CD8+CD4-，主要为CTL细胞亚群,识别抗原时受MHC-类分子

28、限制 释放IFN-、TNF-和TNF-等细胞因子，参与细胞性免疫应答及免疫调节 杀伤靶细胞是抗原特异性,作用特点,2.CD8+T细胞,81,.,CD8+杀伤性T细胞（CTL或Tc）功能及其机制 特异性介导靶细胞裂解或凋亡，其机制为：1）释放穿孔素，致靶细胞裂解、死亡 2）高表达FasL，通过Fas/FasL途径导致靶细胞凋亡 3）释放颗粒酶，借助穿孔素的穿孔作用进入靶细胞，导致细胞凋亡,82,.,抑制性T细胞抑制性T细胞并非独立的细胞亚群，只是功能含义的命名。不同亚类T细胞在不同微环境或不同 病理生理状态下可分别具有正或负免 疫调节作用。,83,.,【目的要求】1.掌握 T细胞的表面分子（TCR、CD等）及功能。2.熟悉 T细胞亚群（分化亚群和功能亚群）3.熟悉 T细胞在胸腺中的发育4.了解,84,.,思考题,1T细胞表达的主要膜分子。2Th1和Th2细胞生物学特性。3T细胞和T细胞的异同。,85,.,