第12講 細胞免疫

1、第十二章 TL介導(dǎo)的細胞免疫,,免疫應(yīng)答(immune response,Ir) 機體受抗原刺激后,體內(nèi)抗原特異性淋巴細胞識別抗原，發(fā)生活化、增殖、分化或失能、凋亡，進而表現(xiàn)出一定生物學(xué)效應(yīng)的全過程。 細胞免疫：TL介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，免疫物質(zhì)為效應(yīng)TL， 無抗體和補體參與。 體液免疫：BL介導(dǎo)的免疫，免疫物質(zhì)為抗體。,,*生理性免疫應(yīng)答（免疫保護

2、） 對非己抗原 ?正應(yīng)答(排斥異己) 對自身抗原?負應(yīng)答（保護自身）,*病理性免疫應(yīng)答（免疫損傷） 正應(yīng)答過強?超敏反應(yīng) 正應(yīng)答過弱?免疫功能低下或缺陷 負應(yīng)答終止?自身免疫病,免疫應(yīng)答的基本過程,免疫應(yīng)答的基本過程,一、抗原識別階段,對抗原的攝取： 吞噬、吞飲及受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用,,對抗原的加工、處理和提呈: *外源性抗原:APC/ MHC-II?CD4+T細胞

3、 *內(nèi)源性抗原:APC或靶細胞/MHC-I?CD8+T細胞,APC與T細胞的相互作用 *抗原識別：雙識別: TCR識別抗原肽， TCR識別MHC 共受體: CD4與MHC-II, CD8與MHC-I *APC-T細胞共刺激分子對的結(jié)合

4、：B7-CD28,,,,(一).抗原的處理 APC攝取、處理抗原: APC吞噬、處理抗原后，在其細胞膜表面表達 抗原肽-MHC分子復(fù)合物。,,,Pinocytosis,Phagocytosis,Membrane Ig receptor mediated,,Complement receptor mediated phagocytosis,Fc receptor mediated phagoc

5、ytosis,,,,opsonization,APC通過內(nèi)化作用（吞噬、胞飲、受體 介導(dǎo)） 將抗原攝入 細胞內(nèi)。,抗原的處理與提呈,(二)TL與APC的相互作用 1、T細胞對抗原的識別 TCRαβ識別APC表面的抗原肽-MHC復(fù)合物。,與T細胞識別相關(guān)的分子,,,,,,,LFA-3,LFA-2,LFA-1,TCR,CD4,ICAM-1,Class IIMHC,B7-1/B7-2(CD80/CD86,CD28,I

6、L-1IL-6TNF-alphaIL-12IL-15,TNF-betaIFN-gammaGM-CSFIL-4,Th,APC,,,,LFA-1,TCR,CD8,ICAM-1,Class IMHC,LFA-3,LFA-2,CTL,Targetcell,Integrins and Antigen in T Cell Activation,Macrophage,T Cell,,,Numerous T CellsInterac

7、ting with aSingle Macrophage,2、TCR識別抗原肽受MHC限制 TL只能識別與自身MHC相同的特定的 抗原肽-MHC分子復(fù)合物。,MHC限制性,,3、免疫突觸 (immunological synapse) T細胞與APC表面之間的黏附分子的受-配體相互作用使兩者得以緊密接觸，形成以TCR-MHC-抗原肽為簇狀中心的一個瞬時性的結(jié)構(gòu)。,免疫突

8、觸形成 ?細胞骨架、亞細胞結(jié)構(gòu)及胞漿顆粒向靶細胞重新排列和分布，促進細胞內(nèi)亞細胞結(jié)構(gòu)極化、細胞信號傳遞通路形成。 TL活化,,免疫突觸,T Cell Activation: Early Steps,Prior to cell-cell contact, dephosphorylation

9、 predominates: ITAMs unphosphorylatedCD45 phosphatase complexes with CD4Maintains activation- competent state-removal of C-terminal Tyr-P of LckT-cell scans APC, upon encounter with ligand, synapse begins to form.TC

10、Rs may pre-exist in microclustersDavis: T cells can detect even a single peptide; 10 peptides for max response and stable synapse-without CD4-25-30 needed,Forming the Immunological Synapse,After Antigen recognition, LFA

11、-1/ICAM-1 interactions allow close cell-cell contactTCR and acc. molecules transported to center of contact of T-Cell and APC (kinetic segregation theory)Concentrates TCR, CD3, CD4, CD28 togetherdisplaces CD45 phospha

12、taseConcentrates Lck, Fyn, PKC and adaptors, Favors kinase activationConformation change to cytoplasm tails of CD3 not understoodmembrane dissociation of intracellular domain proline rich region?Role of TCR aggregati

13、on?Initiation of Signaling in TCR microclusters PRECEDES formation of Immunological Synapse,1、T細胞活化信號,信號1 (抗原識別信號) * 雙識別: TCR --- MHC-抗原肽 * 共受體: CD4 --- MHC-II CD8 --- MHC-I

14、 * CD3傳遞特異性抗原識別信號,信號2 (協(xié)同刺激信號) *B7--CD28等黏附分子結(jié)合 活化信號,有效促進IL-2的合成. *CTLA-4（CD152）-- B7 抑制信號,調(diào)節(jié)適度的免疫應(yīng)答.,二、T細胞的活化增殖分化,,,,,,Role of IL-2 and IL-2 Receptors in T Ce

15、ll Proliferation,若TCR識別抗原肽的過程中缺乏或阻斷協(xié)同刺激信號，則特異性 T細胞凋亡或被誘導(dǎo)呈不應(yīng)答。,Role of B7-CD28 Costimulation in T Cell Activation,,,Figure 6-15,Inert roteins do not stimulate B7 expression, even if they are foreign.,CTLA4 in

16、hibits the activation of T cells,2、T細胞活化信號的轉(zhuǎn)導(dǎo) CD3分子將胞外剌激信號傳遞至 細胞內(nèi)部 CD3分子的ITAM酪氨酸殘基磷酸化 蛋白酪氨酸激酶活化 轉(zhuǎn)錄因子活化，且由胞漿轉(zhuǎn)位到細胞核內(nèi)

17、 啟動細胞增殖、分化,,,,T細胞活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo),T細胞活化的重要標志之一是胞內(nèi)某些能導(dǎo)致細胞發(fā)生增殖的基因轉(zhuǎn)錄和表達過程的啟動，其中最重要的一個基因是IL-2,,3、CD4+T細胞的增殖分化,IL-2+IL-2R,T細胞的增殖,* Th細胞非依賴性（直接活化） 由病毒感染的APC直接激活CD8T細胞，無須Th細胞 輔助。 病毒感染的APC持續(xù)性高

18、表達B7分子，從而提供 活化信號1、2，激活CD8T并使其表達IL-2R，并自分 泌IL-2，引起增殖分化。,4、CD8+T細胞的活化增殖和分化,IL-2,CD8+CTL 直接激活機制,* Th細胞依賴性（間接活化）,靶細胞低表達或不表達協(xié)同刺激分子,不能有效活化CD8+TL 內(nèi)源性抗原以可溶性抗原的形式被APC攝取 APC表面同時表達抗原肽/MHCI類分子復(fù)合物

19、 抗原 肽/MHCII類分子復(fù)合物 向CD4+TL和CD8+TL遞呈抗原 CD4+T細胞活化,活化的CD4+TL提供IL-2或刺激靶細胞表達協(xié)同刺激分子，輔助CD8+T細胞活化、增殖分化為細胞毒性T細胞.,

20、,,,,IL-2,CD8+CTL 間接激活機制（1）,信號1作用的CD8T細胞表達IL-2R,在活化Th細胞分泌IL-2的作用下增殖分化。,IL-2,CD8+T 細胞間接激活機制（2）,* 活化Th細胞表達CD40L與APC的CD40結(jié)合，活化APC，表達共刺激分子，向CD8+T細胞提供雙信號，使之自分泌IL-2，引起增殖、分化。,,,In some cases, CD8 T cells require T cell help for

21、 activation,三、活化T細胞的轉(zhuǎn)歸,,（一）增殖分化為效應(yīng)T細胞； 細胞周期 Tm 活化的TL 增殖、分化 效應(yīng)TL

22、 分泌多種細胞因子，表達多種膜分子。 （CD40L和FasL IL-2 和IL-2R等）,,,,,Differences between armed, effector T cellsand naïve T cells - Naïve CD4 cells,+,-,+,+,-,+,+,

23、-,++,++,++,++,+,-,活化的T細胞分泌的細胞因子,,（二）活化T細胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛洃汿細胞 在TL活化、增殖分化的過程中形成對特異性抗原 有記憶能力 ，壽命長的Tm。Tm受到同種抗原再次刺 激時可迅速分化為效應(yīng)TL。 Tm表面標記：CD45RA- CD45RO+ （初始TL為 CD45RA+ CD45RO-）

24、 Tm可被較低濃度的抗原激活 Tm對協(xié)同刺激分子的依賴性較低,Tm比初始TL更易激活,,Tm分泌更多的細胞因子,,Tm對CK的敏感性更高,,,,,,更快、更強、更有效的再次應(yīng)答,（三）活化T細胞發(fā)生凋亡 活化的TL高度表達Fas配體

25、 結(jié)合 細胞凋亡 表達Fas的TL 意義：控制特異性TL的擴增， 發(fā)

26、揮負向免疫調(diào)節(jié)。,,,TL,,,Fas deficiency leads to autoimmune lymphoproliferative syndrome,四、細胞免疫的效應(yīng)作用 CD4+ Th1效應(yīng)TL CD8+ Tc（CTL）,,,1．Th1的作用 1）通過釋放細胞因子、表達膜分子活化Mф，引起以單核細胞、淋巴細胞浸潤為主的慢性炎癥。在宿主抗胞內(nèi)微生物感染中起主要作用。,Th1細

27、胞 分泌IFN-γ、TNF-β等CK 表達CD40L， 并與巨噬細胞表面的CD40結(jié)合 巨噬細胞活化,,活化的巨噬細胞,,,,* 殺傷活性增強。 * 分泌IL-12 促進Th0細胞分化 成Th1細胞 ----放大免疫效應(yīng) *高表達MHC-II類分子、B7等 ---有效提呈抗原 ----激活CD4+Th1,Effect

28、or functions of Th1 cells,Th1細胞在抗胞內(nèi)病原體感染中的作用,CD4+ Th1 Cells & Granulomas,CD4+Th1細胞介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答,TD抗原,APC攝取、處理、提呈抗原 + Th1細胞,活化信號1,TCR/肽-MHC-II, CD4-MHC II,Th細胞活化增殖分化成Th1細胞,活化信號2,B7/CD28 協(xié)同刺激分子,分泌細胞因子,活化巨噬細胞,靜止巨噬細胞,分泌炎性

29、因子,以單核細胞、淋巴細胞浸潤為主的慢性炎癥,,,活化APC釋放細胞因子,趨化、激活淋巴細胞,,,,,,,,,,,,,,促進白細胞的血管滲出,,,2、CD8+細胞毒性T細胞（CTL）的作用： CTL主要殺傷胞內(nèi)寄生病原體的宿主細胞、 腫瘤細胞等。 CTL可高效、特異地殺傷靶細胞，而不損害 正常組織。,*CTL特異性的識別靶細胞表面的抗原肽/MHC-I復(fù)合物。*CTL

30、的特異性識別受MHC-I類分子的限制。,CTL殺傷具有高度的抗原特異性及嚴格的MHC-I限制性,*CTL殺傷靶細胞的機制： ----細胞毒作用 ◆穿孔素、顆粒酶系統(tǒng) 穿孔素--在靶細胞膜上穿孔； 顆粒酶—致細胞凋亡。 ◆ FasL與Fas 系統(tǒng) 活化的CTL 高表達

31、FasL， FasL與靶 細胞上的Fas分子結(jié)合而促使靶細胞凋亡。,,,,CTL殺傷靶細胞的顆粒外排途徑和 Fas-FasL途徑聯(lián)合殺傷靶細胞的過程,,,Mechanism of Fas Ligand-induced death,CTL釋放穿孔素在靶細胞膜上形成孔道（G=T細胞顆粒，Go=高爾基體，M=線粒體，N=核）,顆粒酶的作用,CTL誘導(dǎo)靶細胞凋亡,,CTL誘導(dǎo)靶細胞凋亡,CTL連續(xù)殺傷靶細胞,CTL的殺傷

32、特點：抗原特異性、MHC限制性、高效性與連續(xù)性,CD8+TC細胞介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答,可溶性腫瘤或病毒抗原 APC攝取處理提呈,CTLpTCR識別抗原肽- 　MHC-I類分子復(fù)合物,APC/CTL粘附分子作用,CD4+Th細胞活化,CTLp活化增殖分化為效應(yīng)CTL,釋放穿孔素、顆粒酶,FasL/Fas,靶細胞死亡,,,,,,,,,,,,,,+ 靶細胞,,活化信號1,活化信號2,分泌細胞因子或促進APC表達共刺激分子,,,,

33、,細胞免疫應(yīng)答的基本過程,T細胞活化后產(chǎn)生的免疫效應(yīng) (一) CD8+CTL介導(dǎo)的細胞毒效應(yīng) (二) CD4+Th1細胞介導(dǎo)的遲發(fā)性超敏反應(yīng) (三)CD4+Th2細胞輔助B細胞產(chǎn)生抗體,3、細胞免疫應(yīng)答的生理、病理學(xué)意義,抗感染：主要針對胞內(nèi)寄生的病原體，包括某些細 菌、病毒、真菌及寄生蟲等；,抗腫瘤：CTL的特異性殺傷、巨噬細胞和NK細胞的 殺傷效應(yīng)、細胞因子直接或間接的殺瘤效應(yīng),免疫