B 淋巴细胞
B 淋巴细胞(B lymphocyte): B细胞
来源:哺乳动物骨髓
鸟类法氏囊
定居:淋巴小结,外周血淋巴细胞20%
功能:体液免疫
抗原提呈
发育场所:骨髓
骨髓微环境:粘附分子、CKs
主要事件:
功能性BCR 的表达
自身免疫耐受的形成
免疫调节
(一)BCR 的基因结构及其重排
BCR —膜型免疫球蛋白(mIg)
免疫球蛋白肽链由两部分构成,即可变区(V )和恒定区(C ),由两个基因编码。两个基因编码一条肽链。
重链V 区基因是由三种胚系基因片段V 、D 、J 拼接而成。
轻链V 区基因是由V 、J 两个基因片段拼接成。
V 区基因的下游是编码C 区的基因。
V 基因是几个基因片段在B 细胞发育过程中发生重排。
BCR 的基因重排及机制
Ig 的胚系基因以被分隔开的基因片段的形式存在,只有通过基因重排形成V D J (重链)或V J(轻链)连接后,再与C 基因片段连接,才能编码完整的Ig 多肽链,进一步加工、组装成有功能的BCR 。
重组激活酶:RAG1和RAG2
表达:不成熟T 细胞和B 细胞
作用:特异性识别并切除重组信号序列(recombination signal sequences,RSS) 末端脱氧核苷酸转移酶(TdT )
将N -核苷酸插入到V 、D 、J 基因重排过程中出现的DNA 的断端
一个B 细胞克隆只表达一种BCR ,只分泌一种抗体。
等位基因排斥:B 细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因,其中只有一条染色体上的基因得到表达,先重排成功的基因抑制了同源染色体上另一等位基因的重排。
同种型排斥: 轻链和 轻链之间的排斥, 轻链基因的表达成功即抑制 轻链基因的表达。
(二)抗原识别受体多样性产生的机制
1. 组合引起的多样性
理论上Ig V区基因片段的组合加上轻重链组合后的多样性约为1.9*106。
2. 连接引起的多样性
N-核苷酸插入; 不精确连接
CDR3区位于V 、J 和V 、D 、J 片段连接处,两片段之间的连接可以丢失或加入数个核苷酸,从而显著增加了CDR3的多样性,增加了抗原识别受体多样性的数目
3. 受体编辑
4. 体细胞高频突变造成的多样性
成熟的B 细胞在抗原的刺激下,V 区基因发 生点突变(CDR 区),导致抗体亲和力成熟。
(三)B 细胞在中枢免疫器官中的分化发育
(四)B 细胞中枢免疫耐受的形成
第二节 B 细胞分子及其作用
(一)B 细胞抗原受体复合物
膜表面免疫球蛋白(mIg )
成熟B 细胞:mIgM和mIgD. 识别捕获抗原,提呈抗原
CD79a (Ig α)和CD79b (Ig β)传递活化信号
(二) B 细胞共受体(coreceptor)
CD19/CD21/CD81
非共价键相联的多分子活化辅助受体。
功能:
加强跨膜信号的转导。
提高B 细胞对Ag 刺激的敏感性。
(三) 共刺激分子(co-stimulatory molecule)
1. CD40
B 细胞活化的主要协同刺激分子
2. CD80/CD86(B7-1/B7-2):
T 细胞活化的协同刺激分子
3. 粘附分子
ICAM-1/LFA-1
第三节 B 细胞的分类
(一)B-1细胞
表型:CD5+
特点:产生于个体发育的早期;BCR 和产生的Ig 具多反应性、低亲和力对多糖类Ag 和自身Ag 应答
分布:主要于肠道固有层中
功能:
产生抗细菌抗体—抗微生物感染
产生致病性抗体—诱导自身免疫病
(二)B-2细胞
表型:CD5-
功能:
产生高亲和力抗体,行使体液免疫功能
抗原提呈
免疫调节
第四节 B 细胞的功能
1. 产生抗体,行使体液免疫功能
2. 抗原提呈
3. 免疫调节
T 淋巴细胞
T 淋巴细胞(T lymphocyte): T细胞
来源: 骨髓中的淋巴样干细胞
在胸腺中发育成熟
功能:
介导适应性细胞免疫应答
辅助体液免疫应答
在胸腺中的发育
在外周淋巴器官中的分化发育
过程:祖T 细胞→前T 细胞→未成熟T →成熟T
表型:DN(double negative)→ DP(double
positive) → SP(single positive)
重要事件:功能性TCR 的表达
阳性选择——获得MHC 限制性
阴性选择——获得中枢免疫耐受
T 细胞在胸腺中的发育
TCR 肽链的组成
TCR 是由两条不同肽链构成的异二聚体
TCR T :95%~99%
TCR δ T :1%~5%
T 细胞在胸腺中的发育——功能性TCR 的表达
TCR αβ链基因的重排
T 、B 细胞在发育早期存在分隔、一定数量的胚系基因片段,淋巴细胞在发育成熟过程中,胚系基因片段通过各种重排、组合,形成特异性抗原识别受体。 DN 阶段:β链基因重排(V-D-J ), δ基因重排
DP 阶段:α链基因重排(V-J )
表达功能性的TCR
T 细胞在胸腺中的发育——阳性选择
阳性选择:获得MHC 限制性
DP 与胸腺上皮细胞抗原肽-MHC Ⅰ类或Ⅱ类分子分子复合物结合——SP 不能结合/亲和力过高——凋亡易凋亡细胞占DP 细胞总数的95%。
T 细胞在胸腺中的分化发育——阴性选择
阴性选择:获得对自身抗原耐受性SP ——MHC I/II-自身抗原肽(皮、髓质交界区,髓质区的M φ 、DC 提呈)高亲和力结合——凋亡
二、T 细胞在外周淋巴器官中的发育
初始T 细胞(naive T cell):
尚未接触抗原的成熟T 细胞
T 细胞在外周淋巴器官与抗原接触分化为:
不同效应功能的T 细胞亚群
调节性T 细胞
记忆T 细胞。
第二节 T 细胞的表面分子及其作用
一、TCR-CD3复合物
T 细胞特征性表面标志,
特异性识别Ag 的分子基础。
4种肽链:α, β, γ, δ
2种异源双聚体:
TCR 的结构和功能
TCR 不能直接识别蛋白质抗原表面的表位,只能特异性识别抗原提呈细胞或靶细胞表面的抗原肽-MHC 分子复合物
CD3分子的结构和功能
免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM ): ITAM 的磷酸化后,与ZAP-70的结合是T 细胞活化信号传导过程早期阶段的重要生化反应之一。
TCR-CD3复合物生物学功能
特异性识别Ag
TCR :特异性识别Ag-Ag 肽-MHC 复合物.
CD3:①稳定TCR 的结构.
②传递T 细胞活化信号1.
二、CD4和CD8分子
1. 成熟的T 细胞只
能表达CD4或CD8分子的其中一种。
2.CD4、CD8分子的主要功能是辅助TCR 识别抗原和参与T 细胞活化信号的转导。 CD4分子功能
TH 细胞激活的辅助受体(Co-Receptor) 与MHC-II 类分子结合,稳定TCR -抗原肽-MHC II 复合物.
参与细胞内信号转导胞浆段直接与酪氨酸蛋白激酶P56LCK 相连, 可促使CD3分子的ITAM 基序酪氨酸磷酸化
CD8分子功能
CD8 与MHC-I 类分子结合,是细胞毒性T 细胞识别抗原的辅助受体.
胞浆段直接与酪氨酸蛋白激酶P56LCK 相连, 参与信号传递并导致TC 细胞活化。
三、协同刺激分子
接受抗原刺激的为抗原特异性T 细胞克隆,T 细胞活化的第一信号具有严格的特异性。
APC 或靶细胞表面的协同刺激分子与T 细胞表面的相应受体之间相互作用,产生T 细胞活化所需的第二信号。
CD28和CTLA-4
1.CD28表达于约90%CD4+T细胞,50%CD8+T细胞 。
2.CTLA-4(CD152)表达于活化的CD4+T细胞和CD8+T细胞。
3.CTLA-4分子在胞浆内含有ITIM 基序。
CD40L(CD154)
CD40主要分布于抗原提呈细胞(B 细胞、巨噬细胞、树突状细胞)。 CD40L 主要表达于活化的CD4+T 细胞。
CD40L/CD40功能
1. 促进APC 活化
2. 促进T 细胞活化(APC B7表达增加, 分泌CK)
3. 促进B 细胞活化(提供B 细胞活化的协同刺激信号) 。
四、丝裂原受体及其他表面分子
丝裂原受体:PHA, ConA, PWM
Fc 受体
补体受体
细胞因子受体
第三节 T 细胞的分类及功能
一. 根据所处的活化阶段分类
初始T 细胞
表型:CD45RA+、 CD62L+、CD25-(IL-2R )
特点:未接触抗原的成熟T ,有分化潜能
效应T 细胞
迁往炎症部位,执行细胞免疫效应
记忆性T 细胞
表型:CD45RO+、CD25+(IL-2R )
特点:存活期长,接受抗原刺激后可迅速活化
二. 根据TCR 类型分类
TCR αβ T 细胞
CD4+或CD8+ ,参与免疫应答的主要细胞群
TCR γδ T 细胞
CD4―CD8―,少数为CD8+,参
三. 根据CD 分子分亚群
CD4+T细胞(CD3+CD4+CD8-)
CD4分子表达在60-65%T 细胞。CD4+T细胞识别外源性抗原肽-MHC II类分子复合物,活化后主要效应细胞为Th 细胞。
CD8+T细胞(CD3+CD4-CD8+)
CD8分子表达于30-35% T 细胞
CD8+ T细胞识别内源性抗原肽-MHC I类分子复合物,活化后,效应细胞为Tc 细胞, 即CTL 。
四. 根据功能特征分亚群
1. Th1
分泌CKs :IL-2、IFN-γ、TNF
IFN-γ:M φ的活化因子,促进IgG 生成
IFN-γ、IL-2、IL-12:NK 激活剂
TNF :诱导靶细胞凋亡
IL-2:促进T 细胞的增殖分化、成熟
生物学功能
介导细胞免疫
引起迟发型超敏反应(TDTH)
2. Th2
分泌CKs :IL-4、5、6、10
促进B 细胞增殖、成熟和促进抗体生成
生物学功能:
辅助体液免疫
抗寄生虫感染
参与变态反应:特应性皮炎,支气管哮喘
3. Th3 :分泌TGF β, 免疫抑制作用
4. Th17: 分泌IL-17,IL-21等,参与固有免疫。
5. Tfh (follicular helper T cell, Tfh):
存在于淋巴滤泡, 辅助B 细胞应答的关键细胞。
分泌IL-21
(二)细胞毒性T 细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL
表型:CD8+ TCRαβ
功能:特异性直接杀伤靶细胞
杀伤机制
细胞裂解(细胞毒):穿孔素、颗粒酶等
诱导靶细胞凋亡:Fas/FasL
CTL 杀伤特点:
a 、特异性识别靶细胞
b 、受MHC 限制
c 、连续杀伤作用,自身不受损伤
(三)调节性T 细胞(reguletary T cell, Treg)
主要为表达CD25的CD4+T细胞亚群(CD4+CD25+T)。
参与免疫应答的负调节。
1. 自然调节性T 细胞(nTreg):CD4+CD25+Foxp3+
2. 诱导性调节性T 细胞(iTreg) :CD4+CD25+Foxp3+
Tr1和Th3
3. 其他调节性T 细胞:CD8+Treg
抗原提呈细胞(antigen presenting cell, APC)
能摄取加工处理抗原并将抗原信息以抗原肽-MHC 分子复合物形式提呈给T 淋巴细胞的一类细胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。 抗原提呈细胞的种类
1. 通过MHC Ⅱ类分子提呈Ag 的APC
专职性抗原提呈细胞(professional APC)
组成性表达MHC-Ⅱ类分子、T 细胞活化所需的共刺激分子和黏附分子,摄取、加工、处理与提呈抗原功能强.
DC 、Mo/Mφ、B
非专职性抗原提呈细胞(non-professional APC)
经抗原、IFN-γ刺激活化后表达MHC II分子和共刺激分子, 摄取、处理、加工、提呈抗原的能力弱。包括:内皮细胞、成纤维细胞,上皮细胞、间皮细胞等.
2. 通过MHC-I 类分子提呈Ag 的APC: 广义的APC
树突状细胞(dendritic cell)
广泛分布于除脑以外的全身脏器
抗原提呈能力最强
显著刺激初始T 细胞(naive T cell) 增殖
机体适应性T 细胞免疫应答的始动者
固有免疫和适应性免疫的桥梁
DC 的分类——根据来源分类
髓系DC: 免疫应答的诱导和启动
淋巴系DC:干扰素产生细胞,抗病毒作用
根据分化成熟状态分类
非成熟DC: 抗原摄取、加工处理抗原能力强,提呈能力弱
MHC-II 分子、AM, 协同刺激分子表达水平低
成熟DC: 抗原提呈能力增强,激发应答能力增强
MHC-II 分子、AM, 协同刺激分子表达水平高
根据组织分布分类
淋巴样组织中的DC :并指状DC(IDC滤泡样DC(FDC)
非淋巴样组织中的DC :间质性DC 朗格汉斯细胞
体液中的DC :隐蔽细胞(veiled cell)血液DC
单核-巨噬细胞(Monocyte-Macrophage)
生物学功能(第14章,固有免疫)
吞噬杀伤功能
分泌功能
加工处理提呈Ag ,启动特异性免疫应答
不能活化初始T 细胞,而仅能刺激已活化的T 细胞或记忆性T 细胞
三、B 淋巴细胞:
既是体液免疫应答的执行细胞,又是专职APC
B 细胞提呈抗原,尤其低浓度抗原
B 细胞提呈抗原功能与mIg 有关——浓集抗原,并使之内化。
再次应答过程中记忆性B 细胞作为APC
激活抗原特异性的Th 细胞
第二节 抗原的加工和提呈
抗原加工(antigen processing)
APC 将抗原降解、加工处理成多肽片段,与MHC 分子结合形成抗原肽-MHC 复合物,表达于膜表面的过程。
抗原提呈(antigen presentation)
APC 表面的抗原肽与MHC 分子结合的复合物与T 细胞表面的TCR 结合为TCR-抗原肽-MHC 三元体,从而活化T 细胞的全过程。
抗原分类:
外源性抗原(exogenous antigen)
来自APC 外,需被摄入细胞内才能进行加工处理,以抗原肽-MHC II类复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD4+ T细胞识别。
内源性抗原(endogenous antigen)
由APC 胞内合成,直接被APC 加工处理,以抗原肽-MHC I类分子复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD8+ T细胞识别
PC 通过四种途径进行抗原的加工、处理和提呈:
MHC I类分子途径(内源性抗原提呈途径)
MHC II类分子途径(外源性抗原提呈途径)
非经典的抗原提呈途径(MHC 分子对抗原的交叉提呈)
脂类抗原的CD1分子提呈途径
(一)MHC I类分子途径(内源性抗原提呈途径)
内源性抗原经proteasome 的加工、处理及TAP 的转运。
α-chain 的形成、与β2m 组装成MHC-Ⅰ类分子。
Ag 肽:MHC-Ⅰ复合物在ER 内形成。
抗原肽-MHC I类分子复合物表达于细胞表面,提呈给CD8+ T细胞识别 所有有核细胞均具有通过MHC I类分子提呈Ag 的能力
(二)MHC II类分子途径(外源性抗原提呈途径)
1. 外源性抗原肽在内体/溶酶体产生
2.MHC-II 分子在粗面内质网合成
外源性抗原经内体/溶酶体加工、处理。
有Ii ,HLA-DM 参与(非Ii 链依赖途径除外)。
Ag 肽-MHC-II 复合物在内体/MⅡC 形成。
抗原肽-MHC II类分子复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD4+ T细胞识别 非Ii 链依赖途径:抗原肽直接与空载MHC Ⅱ类分子结合表达在细胞膜表面。
(三)非经典的抗原提呈途径(MHC 分子交叉提呈)
外源性抗原 MHC-Ⅱ类分子
内源性抗原 MHC-Ⅰ类分子
抗感染(李斯特菌)。
抗肿瘤(DC 被病毒感染后,MHC-I 合成减少。此时HSP-肿瘤抗原、抗原抗体复合物、凋亡和
坏死细胞被再摄入交叉提呈活化CTL )。
Summary
T 细胞只能识别抗原提呈细胞提呈的抗原肽-MHC 分子,
APC 必不可少。
内源性抗原肽在所有有核细胞中加工,需proteasome 、
TAP 、伴侣分子参与,产生pMHC-Ⅰ复合物, 供CD8+T 识别。
外源性抗原肽段在APC 加工,需蛋白水解酶、Ii ,HLA-DM 参与,产生pMHC-II 复合物, 供CD4+T 识别。
抗原的加工、处理及提呈有交叉现象, 具有重要意义。
脂类抗原加工、处理及提呈,激活CD1限制性T 细胞, 不仅扩大了免疫应答的范围,而且对T 细胞的蛋白质应答具有调节作用。
(二)吞噬细胞phagocytic cell
1. 单核巨噬细胞
组成:
血液中的单核细胞
组织中的巨噬细胞:分布于皮肤、肝脏、肺、骨等
特点:
变形运动
粘附玻璃
主要生物学功能
杀伤清除病原体
杀伤靶细胞
参与炎症反应
加工提呈抗原
免疫调节
2. 中性粒细胞(neutrophils )
来源于骨髓干细胞,占外周血白细胞的50%~70%。
吞噬能力强。
感染发生时首先到达的效应细胞:6h 数量达高峰,约增加10倍以上,是机体急性炎症反应的重要成分。
杀伤病原体。
(三) 树突状细胞
Processing and presenting antigen, initiating adaptive immune response Participating in immunological regulation
调节Th 细胞的分化
经典CD(cDC)/髓样DC (mDC): IL-2,IL-12
浆细胞样DC (pDC): IFN-α, 抗病毒,IL-4,5
inducing immune tolerance:DC in thymus
四)自然杀伤细胞 natural killer, NK
分布于外周血和脾脏中,在淋巴结和其他组织中有少量存在
是不同于T/B细胞的第三类淋巴细胞
TCR-、mIg-、CD56+、CD16+为鉴定标志
功能:
ADCC
无需抗原致敏,抗胞内病原体、抗肿瘤
分泌细胞因子,如IFN-γ, TNF-α
NK 表面受体分类
根据功能分为:
活化性受体
抑制性受体(生理条件下,占主导地位)
根据识别的配体分为:
识别HLA Ⅰ类分子的受体(识别经典或非经典HLA Ⅰ类分子):KIR,KLR 识别非HLA Ⅰ类分子的受体:NKG2D ,自然细胞毒性受体
(1)识别MHC-I 类分子的NK 细胞受体
杀伤细胞免疫球蛋白样受体
(killer immunoglobulin-like receptor, KIR)
抑制性受体: KIR2DL,KIR3DL
活化性受体:KIR2DS,KIR3DS (DAP12)
杀伤细胞凝集素样受体
(killer lectin-like receptor, KLR)
抑制性受体:CD94/NKG2A
活化性受体:CD94/NKG2C(DAP12)
识别非HLA I 类分子的NK 细胞受体
其配体表达在肿瘤细胞、病毒感染细胞。正常细胞低
表达或不表达。
1) NKG2D/DAP10(活化性)
配体:多种肿瘤细胞上MHC Ⅰ类相关的A/B分子
(MIC A/B)
2) 自然细胞毒性受体(NCR ,NK 的标志, 主要的活化受体)
NKp46/δδ, NKp30/δδ
NKp44/DAP12(活化NK 的标志)
配体:流感病毒血凝素
2. NK细胞活性的调节
正常时,识别HLAI 类分子的抑制性受体介导的抑制作用占主
导地位,表现为NK 不活化,不杀伤正常细胞。例:胎盘滋养
层细胞高表达HLA-G 、HLA-E (CD94/NKG2A的配体)
,保护胎儿不被母体排斥。
异常时,活化性受体识别的糖结构出现或MHC-I 分子变异、
减少,活化性受体介导的NK 激活作用为主,杀伤病毒感染/
肿瘤细胞。
识别非HLA Ⅰ类分子的受体的与多种肿瘤细胞上MIC A/B 或
者流感病毒血凝素等配体结合,杀伤病毒感染/肿瘤细胞。
NK 细胞杀伤作用的机制:
穿孔素/颗粒酶途径;Fas/FasL途径;TNF-α/TNFR-1途径
NK 细胞的生物学功能
杀伤肿瘤细胞(MHC 非限制性)
杀伤病毒感染的细胞(较CTL 早)
杀伤胞内寄生菌
杀伤真菌
受体活化或ADCC 方式杀伤靶细胞
免疫调节功能(释放IFN-γ——Th1,CTL )
固有样淋巴细胞
1. NK T细胞
表型:CD56+ 、TCR-CD3
多为CD4-CD8-, 少数为CD4+。
识别CD1提呈的脂类抗原
杀伤靶细胞:
①穿孔素/颗粒酶
②FasL/Fas杀伤靶细胞
参与免疫应答和免疫调节
2. γδ T 细胞
CD4―CD8―,少数为CD8+。
可识别某些病毒蛋白以及非多肽抗原(脂类、磷酸化抗原)
对CD1提呈的抗原产生应答
第一防线细胞(在粘膜、皮下组织)
杀伤机制同NK 和CD8+CTL
分泌多种细胞因子
3. B-1细胞
CD5+,mIgM+
产生于个体发育的早期,可自我更新。 对多糖类Ag 和自身变性Ag 应答。
主要分布胸腔、腹腔、肠道固有层中。
①产生抗细菌、低亲和力IgM 抗体
②产生多反应性自身抗体
③维持自稳
肥大细胞, 嗜碱性粒细胞:参与I 型超敏反应
嗜酸性粒细胞:
吞噬杀菌,杀寄生虫。
B 淋巴细胞
B 淋巴细胞(B lymphocyte): B细胞
来源:哺乳动物骨髓
鸟类法氏囊
定居:淋巴小结,外周血淋巴细胞20%
功能:体液免疫
抗原提呈
发育场所:骨髓
骨髓微环境:粘附分子、CKs
主要事件:
功能性BCR 的表达
自身免疫耐受的形成
免疫调节
(一)BCR 的基因结构及其重排
BCR —膜型免疫球蛋白(mIg)
免疫球蛋白肽链由两部分构成,即可变区(V )和恒定区(C ),由两个基因编码。两个基因编码一条肽链。
重链V 区基因是由三种胚系基因片段V 、D 、J 拼接而成。
轻链V 区基因是由V 、J 两个基因片段拼接成。
V 区基因的下游是编码C 区的基因。
V 基因是几个基因片段在B 细胞发育过程中发生重排。
BCR 的基因重排及机制
Ig 的胚系基因以被分隔开的基因片段的形式存在,只有通过基因重排形成V D J (重链)或V J(轻链)连接后,再与C 基因片段连接,才能编码完整的Ig 多肽链,进一步加工、组装成有功能的BCR 。
重组激活酶:RAG1和RAG2
表达:不成熟T 细胞和B 细胞
作用:特异性识别并切除重组信号序列(recombination signal sequences,RSS) 末端脱氧核苷酸转移酶(TdT )
将N -核苷酸插入到V 、D 、J 基因重排过程中出现的DNA 的断端
一个B 细胞克隆只表达一种BCR ,只分泌一种抗体。
等位基因排斥:B 细胞中位于一对染色体上的轻链或重链基因,其中只有一条染色体上的基因得到表达,先重排成功的基因抑制了同源染色体上另一等位基因的重排。
同种型排斥: 轻链和 轻链之间的排斥, 轻链基因的表达成功即抑制 轻链基因的表达。
(二)抗原识别受体多样性产生的机制
1. 组合引起的多样性
理论上Ig V区基因片段的组合加上轻重链组合后的多样性约为1.9*106。
2. 连接引起的多样性
N-核苷酸插入; 不精确连接
CDR3区位于V 、J 和V 、D 、J 片段连接处,两片段之间的连接可以丢失或加入数个核苷酸,从而显著增加了CDR3的多样性,增加了抗原识别受体多样性的数目
3. 受体编辑
4. 体细胞高频突变造成的多样性
成熟的B 细胞在抗原的刺激下,V 区基因发 生点突变(CDR 区),导致抗体亲和力成熟。
(三)B 细胞在中枢免疫器官中的分化发育
(四)B 细胞中枢免疫耐受的形成
第二节 B 细胞分子及其作用
(一)B 细胞抗原受体复合物
膜表面免疫球蛋白(mIg )
成熟B 细胞:mIgM和mIgD. 识别捕获抗原,提呈抗原
CD79a (Ig α)和CD79b (Ig β)传递活化信号
(二) B 细胞共受体(coreceptor)
CD19/CD21/CD81
非共价键相联的多分子活化辅助受体。
功能:
加强跨膜信号的转导。
提高B 细胞对Ag 刺激的敏感性。
(三) 共刺激分子(co-stimulatory molecule)
1. CD40
B 细胞活化的主要协同刺激分子
2. CD80/CD86(B7-1/B7-2):
T 细胞活化的协同刺激分子
3. 粘附分子
ICAM-1/LFA-1
第三节 B 细胞的分类
(一)B-1细胞
表型:CD5+
特点:产生于个体发育的早期;BCR 和产生的Ig 具多反应性、低亲和力对多糖类Ag 和自身Ag 应答
分布:主要于肠道固有层中
功能:
产生抗细菌抗体—抗微生物感染
产生致病性抗体—诱导自身免疫病
(二)B-2细胞
表型:CD5-
功能:
产生高亲和力抗体,行使体液免疫功能
抗原提呈
免疫调节
第四节 B 细胞的功能
1. 产生抗体,行使体液免疫功能
2. 抗原提呈
3. 免疫调节
T 淋巴细胞
T 淋巴细胞(T lymphocyte): T细胞
来源: 骨髓中的淋巴样干细胞
在胸腺中发育成熟
功能:
介导适应性细胞免疫应答
辅助体液免疫应答
在胸腺中的发育
在外周淋巴器官中的分化发育
过程:祖T 细胞→前T 细胞→未成熟T →成熟T
表型:DN(double negative)→ DP(double
positive) → SP(single positive)
重要事件:功能性TCR 的表达
阳性选择——获得MHC 限制性
阴性选择——获得中枢免疫耐受
T 细胞在胸腺中的发育
TCR 肽链的组成
TCR 是由两条不同肽链构成的异二聚体
TCR T :95%~99%
TCR δ T :1%~5%
T 细胞在胸腺中的发育——功能性TCR 的表达
TCR αβ链基因的重排
T 、B 细胞在发育早期存在分隔、一定数量的胚系基因片段,淋巴细胞在发育成熟过程中,胚系基因片段通过各种重排、组合,形成特异性抗原识别受体。 DN 阶段:β链基因重排(V-D-J ), δ基因重排
DP 阶段:α链基因重排(V-J )
表达功能性的TCR
T 细胞在胸腺中的发育——阳性选择
阳性选择:获得MHC 限制性
DP 与胸腺上皮细胞抗原肽-MHC Ⅰ类或Ⅱ类分子分子复合物结合——SP 不能结合/亲和力过高——凋亡易凋亡细胞占DP 细胞总数的95%。
T 细胞在胸腺中的分化发育——阴性选择
阴性选择:获得对自身抗原耐受性SP ——MHC I/II-自身抗原肽(皮、髓质交界区,髓质区的M φ 、DC 提呈)高亲和力结合——凋亡
二、T 细胞在外周淋巴器官中的发育
初始T 细胞(naive T cell):
尚未接触抗原的成熟T 细胞
T 细胞在外周淋巴器官与抗原接触分化为:
不同效应功能的T 细胞亚群
调节性T 细胞
记忆T 细胞。
第二节 T 细胞的表面分子及其作用
一、TCR-CD3复合物
T 细胞特征性表面标志,
特异性识别Ag 的分子基础。
4种肽链:α, β, γ, δ
2种异源双聚体:
TCR 的结构和功能
TCR 不能直接识别蛋白质抗原表面的表位,只能特异性识别抗原提呈细胞或靶细胞表面的抗原肽-MHC 分子复合物
CD3分子的结构和功能
免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM ): ITAM 的磷酸化后,与ZAP-70的结合是T 细胞活化信号传导过程早期阶段的重要生化反应之一。
TCR-CD3复合物生物学功能
特异性识别Ag
TCR :特异性识别Ag-Ag 肽-MHC 复合物.
CD3:①稳定TCR 的结构.
②传递T 细胞活化信号1.
二、CD4和CD8分子
1. 成熟的T 细胞只
能表达CD4或CD8分子的其中一种。
2.CD4、CD8分子的主要功能是辅助TCR 识别抗原和参与T 细胞活化信号的转导。 CD4分子功能
TH 细胞激活的辅助受体(Co-Receptor) 与MHC-II 类分子结合,稳定TCR -抗原肽-MHC II 复合物.
参与细胞内信号转导胞浆段直接与酪氨酸蛋白激酶P56LCK 相连, 可促使CD3分子的ITAM 基序酪氨酸磷酸化
CD8分子功能
CD8 与MHC-I 类分子结合,是细胞毒性T 细胞识别抗原的辅助受体.
胞浆段直接与酪氨酸蛋白激酶P56LCK 相连, 参与信号传递并导致TC 细胞活化。
三、协同刺激分子
接受抗原刺激的为抗原特异性T 细胞克隆,T 细胞活化的第一信号具有严格的特异性。
APC 或靶细胞表面的协同刺激分子与T 细胞表面的相应受体之间相互作用,产生T 细胞活化所需的第二信号。
CD28和CTLA-4
1.CD28表达于约90%CD4+T细胞,50%CD8+T细胞 。
2.CTLA-4(CD152)表达于活化的CD4+T细胞和CD8+T细胞。
3.CTLA-4分子在胞浆内含有ITIM 基序。
CD40L(CD154)
CD40主要分布于抗原提呈细胞(B 细胞、巨噬细胞、树突状细胞)。 CD40L 主要表达于活化的CD4+T 细胞。
CD40L/CD40功能
1. 促进APC 活化
2. 促进T 细胞活化(APC B7表达增加, 分泌CK)
3. 促进B 细胞活化(提供B 细胞活化的协同刺激信号) 。
四、丝裂原受体及其他表面分子
丝裂原受体:PHA, ConA, PWM
Fc 受体
补体受体
细胞因子受体
第三节 T 细胞的分类及功能
一. 根据所处的活化阶段分类
初始T 细胞
表型:CD45RA+、 CD62L+、CD25-(IL-2R )
特点:未接触抗原的成熟T ,有分化潜能
效应T 细胞
迁往炎症部位,执行细胞免疫效应
记忆性T 细胞
表型:CD45RO+、CD25+(IL-2R )
特点:存活期长,接受抗原刺激后可迅速活化
二. 根据TCR 类型分类
TCR αβ T 细胞
CD4+或CD8+ ,参与免疫应答的主要细胞群
TCR γδ T 细胞
CD4―CD8―,少数为CD8+,参
三. 根据CD 分子分亚群
CD4+T细胞(CD3+CD4+CD8-)
CD4分子表达在60-65%T 细胞。CD4+T细胞识别外源性抗原肽-MHC II类分子复合物,活化后主要效应细胞为Th 细胞。
CD8+T细胞(CD3+CD4-CD8+)
CD8分子表达于30-35% T 细胞
CD8+ T细胞识别内源性抗原肽-MHC I类分子复合物,活化后,效应细胞为Tc 细胞, 即CTL 。
四. 根据功能特征分亚群
1. Th1
分泌CKs :IL-2、IFN-γ、TNF
IFN-γ:M φ的活化因子,促进IgG 生成
IFN-γ、IL-2、IL-12:NK 激活剂
TNF :诱导靶细胞凋亡
IL-2:促进T 细胞的增殖分化、成熟
生物学功能
介导细胞免疫
引起迟发型超敏反应(TDTH)
2. Th2
分泌CKs :IL-4、5、6、10
促进B 细胞增殖、成熟和促进抗体生成
生物学功能:
辅助体液免疫
抗寄生虫感染
参与变态反应:特应性皮炎,支气管哮喘
3. Th3 :分泌TGF β, 免疫抑制作用
4. Th17: 分泌IL-17,IL-21等,参与固有免疫。
5. Tfh (follicular helper T cell, Tfh):
存在于淋巴滤泡, 辅助B 细胞应答的关键细胞。
分泌IL-21
(二)细胞毒性T 细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL
表型:CD8+ TCRαβ
功能:特异性直接杀伤靶细胞
杀伤机制
细胞裂解(细胞毒):穿孔素、颗粒酶等
诱导靶细胞凋亡:Fas/FasL
CTL 杀伤特点:
a 、特异性识别靶细胞
b 、受MHC 限制
c 、连续杀伤作用,自身不受损伤
(三)调节性T 细胞(reguletary T cell, Treg)
主要为表达CD25的CD4+T细胞亚群(CD4+CD25+T)。
参与免疫应答的负调节。
1. 自然调节性T 细胞(nTreg):CD4+CD25+Foxp3+
2. 诱导性调节性T 细胞(iTreg) :CD4+CD25+Foxp3+
Tr1和Th3
3. 其他调节性T 细胞:CD8+Treg
抗原提呈细胞(antigen presenting cell, APC)
能摄取加工处理抗原并将抗原信息以抗原肽-MHC 分子复合物形式提呈给T 淋巴细胞的一类细胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。 抗原提呈细胞的种类
1. 通过MHC Ⅱ类分子提呈Ag 的APC
专职性抗原提呈细胞(professional APC)
组成性表达MHC-Ⅱ类分子、T 细胞活化所需的共刺激分子和黏附分子,摄取、加工、处理与提呈抗原功能强.
DC 、Mo/Mφ、B
非专职性抗原提呈细胞(non-professional APC)
经抗原、IFN-γ刺激活化后表达MHC II分子和共刺激分子, 摄取、处理、加工、提呈抗原的能力弱。包括:内皮细胞、成纤维细胞,上皮细胞、间皮细胞等.
2. 通过MHC-I 类分子提呈Ag 的APC: 广义的APC
树突状细胞(dendritic cell)
广泛分布于除脑以外的全身脏器
抗原提呈能力最强
显著刺激初始T 细胞(naive T cell) 增殖
机体适应性T 细胞免疫应答的始动者
固有免疫和适应性免疫的桥梁
DC 的分类——根据来源分类
髓系DC: 免疫应答的诱导和启动
淋巴系DC:干扰素产生细胞,抗病毒作用
根据分化成熟状态分类
非成熟DC: 抗原摄取、加工处理抗原能力强,提呈能力弱
MHC-II 分子、AM, 协同刺激分子表达水平低
成熟DC: 抗原提呈能力增强,激发应答能力增强
MHC-II 分子、AM, 协同刺激分子表达水平高
根据组织分布分类
淋巴样组织中的DC :并指状DC(IDC滤泡样DC(FDC)
非淋巴样组织中的DC :间质性DC 朗格汉斯细胞
体液中的DC :隐蔽细胞(veiled cell)血液DC
单核-巨噬细胞(Monocyte-Macrophage)
生物学功能(第14章,固有免疫)
吞噬杀伤功能
分泌功能
加工处理提呈Ag ,启动特异性免疫应答
不能活化初始T 细胞,而仅能刺激已活化的T 细胞或记忆性T 细胞
三、B 淋巴细胞:
既是体液免疫应答的执行细胞,又是专职APC
B 细胞提呈抗原,尤其低浓度抗原
B 细胞提呈抗原功能与mIg 有关——浓集抗原,并使之内化。
再次应答过程中记忆性B 细胞作为APC
激活抗原特异性的Th 细胞
第二节 抗原的加工和提呈
抗原加工(antigen processing)
APC 将抗原降解、加工处理成多肽片段,与MHC 分子结合形成抗原肽-MHC 复合物,表达于膜表面的过程。
抗原提呈(antigen presentation)
APC 表面的抗原肽与MHC 分子结合的复合物与T 细胞表面的TCR 结合为TCR-抗原肽-MHC 三元体,从而活化T 细胞的全过程。
抗原分类:
外源性抗原(exogenous antigen)
来自APC 外,需被摄入细胞内才能进行加工处理,以抗原肽-MHC II类复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD4+ T细胞识别。
内源性抗原(endogenous antigen)
由APC 胞内合成,直接被APC 加工处理,以抗原肽-MHC I类分子复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD8+ T细胞识别
PC 通过四种途径进行抗原的加工、处理和提呈:
MHC I类分子途径(内源性抗原提呈途径)
MHC II类分子途径(外源性抗原提呈途径)
非经典的抗原提呈途径(MHC 分子对抗原的交叉提呈)
脂类抗原的CD1分子提呈途径
(一)MHC I类分子途径(内源性抗原提呈途径)
内源性抗原经proteasome 的加工、处理及TAP 的转运。
α-chain 的形成、与β2m 组装成MHC-Ⅰ类分子。
Ag 肽:MHC-Ⅰ复合物在ER 内形成。
抗原肽-MHC I类分子复合物表达于细胞表面,提呈给CD8+ T细胞识别 所有有核细胞均具有通过MHC I类分子提呈Ag 的能力
(二)MHC II类分子途径(外源性抗原提呈途径)
1. 外源性抗原肽在内体/溶酶体产生
2.MHC-II 分子在粗面内质网合成
外源性抗原经内体/溶酶体加工、处理。
有Ii ,HLA-DM 参与(非Ii 链依赖途径除外)。
Ag 肽-MHC-II 复合物在内体/MⅡC 形成。
抗原肽-MHC II类分子复合物形式表达于细胞表面,提呈给CD4+ T细胞识别 非Ii 链依赖途径:抗原肽直接与空载MHC Ⅱ类分子结合表达在细胞膜表面。
(三)非经典的抗原提呈途径(MHC 分子交叉提呈)
外源性抗原 MHC-Ⅱ类分子
内源性抗原 MHC-Ⅰ类分子
抗感染(李斯特菌)。
抗肿瘤(DC 被病毒感染后,MHC-I 合成减少。此时HSP-肿瘤抗原、抗原抗体复合物、凋亡和
坏死细胞被再摄入交叉提呈活化CTL )。
Summary
T 细胞只能识别抗原提呈细胞提呈的抗原肽-MHC 分子,
APC 必不可少。
内源性抗原肽在所有有核细胞中加工,需proteasome 、
TAP 、伴侣分子参与,产生pMHC-Ⅰ复合物, 供CD8+T 识别。
外源性抗原肽段在APC 加工,需蛋白水解酶、Ii ,HLA-DM 参与,产生pMHC-II 复合物, 供CD4+T 识别。
抗原的加工、处理及提呈有交叉现象, 具有重要意义。
脂类抗原加工、处理及提呈,激活CD1限制性T 细胞, 不仅扩大了免疫应答的范围,而且对T 细胞的蛋白质应答具有调节作用。
(二)吞噬细胞phagocytic cell
1. 单核巨噬细胞
组成:
血液中的单核细胞
组织中的巨噬细胞:分布于皮肤、肝脏、肺、骨等
特点:
变形运动
粘附玻璃
主要生物学功能
杀伤清除病原体
杀伤靶细胞
参与炎症反应
加工提呈抗原
免疫调节
2. 中性粒细胞(neutrophils )
来源于骨髓干细胞,占外周血白细胞的50%~70%。
吞噬能力强。
感染发生时首先到达的效应细胞:6h 数量达高峰,约增加10倍以上,是机体急性炎症反应的重要成分。
杀伤病原体。
(三) 树突状细胞
Processing and presenting antigen, initiating adaptive immune response Participating in immunological regulation
调节Th 细胞的分化
经典CD(cDC)/髓样DC (mDC): IL-2,IL-12
浆细胞样DC (pDC): IFN-α, 抗病毒,IL-4,5
inducing immune tolerance:DC in thymus
四)自然杀伤细胞 natural killer, NK
分布于外周血和脾脏中,在淋巴结和其他组织中有少量存在
是不同于T/B细胞的第三类淋巴细胞
TCR-、mIg-、CD56+、CD16+为鉴定标志
功能:
ADCC
无需抗原致敏,抗胞内病原体、抗肿瘤
分泌细胞因子,如IFN-γ, TNF-α
NK 表面受体分类
根据功能分为:
活化性受体
抑制性受体(生理条件下,占主导地位)
根据识别的配体分为:
识别HLA Ⅰ类分子的受体(识别经典或非经典HLA Ⅰ类分子):KIR,KLR 识别非HLA Ⅰ类分子的受体:NKG2D ,自然细胞毒性受体
(1)识别MHC-I 类分子的NK 细胞受体
杀伤细胞免疫球蛋白样受体
(killer immunoglobulin-like receptor, KIR)
抑制性受体: KIR2DL,KIR3DL
活化性受体:KIR2DS,KIR3DS (DAP12)
杀伤细胞凝集素样受体
(killer lectin-like receptor, KLR)
抑制性受体:CD94/NKG2A
活化性受体:CD94/NKG2C(DAP12)
识别非HLA I 类分子的NK 细胞受体
其配体表达在肿瘤细胞、病毒感染细胞。正常细胞低
表达或不表达。
1) NKG2D/DAP10(活化性)
配体:多种肿瘤细胞上MHC Ⅰ类相关的A/B分子
(MIC A/B)
2) 自然细胞毒性受体(NCR ,NK 的标志, 主要的活化受体)
NKp46/δδ, NKp30/δδ
NKp44/DAP12(活化NK 的标志)
配体:流感病毒血凝素
2. NK细胞活性的调节
正常时,识别HLAI 类分子的抑制性受体介导的抑制作用占主
导地位,表现为NK 不活化,不杀伤正常细胞。例:胎盘滋养
层细胞高表达HLA-G 、HLA-E (CD94/NKG2A的配体)
,保护胎儿不被母体排斥。
异常时,活化性受体识别的糖结构出现或MHC-I 分子变异、
减少,活化性受体介导的NK 激活作用为主,杀伤病毒感染/
肿瘤细胞。
识别非HLA Ⅰ类分子的受体的与多种肿瘤细胞上MIC A/B 或
者流感病毒血凝素等配体结合,杀伤病毒感染/肿瘤细胞。
NK 细胞杀伤作用的机制:
穿孔素/颗粒酶途径;Fas/FasL途径;TNF-α/TNFR-1途径
NK 细胞的生物学功能
杀伤肿瘤细胞(MHC 非限制性)
杀伤病毒感染的细胞(较CTL 早)
杀伤胞内寄生菌
杀伤真菌
受体活化或ADCC 方式杀伤靶细胞
免疫调节功能(释放IFN-γ——Th1,CTL )
固有样淋巴细胞
1. NK T细胞
表型:CD56+ 、TCR-CD3
多为CD4-CD8-, 少数为CD4+。
识别CD1提呈的脂类抗原
杀伤靶细胞:
①穿孔素/颗粒酶
②FasL/Fas杀伤靶细胞
参与免疫应答和免疫调节
2. γδ T 细胞
CD4―CD8―,少数为CD8+。
可识别某些病毒蛋白以及非多肽抗原(脂类、磷酸化抗原)
对CD1提呈的抗原产生应答
第一防线细胞(在粘膜、皮下组织)
杀伤机制同NK 和CD8+CTL
分泌多种细胞因子
3. B-1细胞
CD5+,mIgM+
产生于个体发育的早期,可自我更新。 对多糖类Ag 和自身变性Ag 应答。
主要分布胸腔、腹腔、肠道固有层中。
①产生抗细菌、低亲和力IgM 抗体
②产生多反应性自身抗体
③维持自稳
肥大细胞, 嗜碱性粒细胞:参与I 型超敏反应
嗜酸性粒细胞:
吞噬杀菌,杀寄生虫。