第12講 細(xì)胞免疫

1、第十二章 TL介導(dǎo)的細(xì)胞免疫,,免疫應(yīng)答(immune response,Ir) 機(jī)體受抗原刺激后,體內(nèi)抗原特異性淋巴細(xì)胞識(shí)別抗原，發(fā)生活化、增殖、分化或失能、凋亡，進(jìn)而表現(xiàn)出一定生物學(xué)效應(yīng)的全過(guò)程。 細(xì)胞免疫：TL介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，免疫物質(zhì)為效應(yīng)TL， 無(wú)抗體和補(bǔ)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(hù)

2、） 對(duì)非己抗原 ?正應(yīng)答(排斥異己) 對(duì)自身抗原?負(fù)應(yīng)答（保護(hù)自身）,*病理性免疫應(yīng)答（免疫損傷） 正應(yīng)答過(guò)強(qiáng)?超敏反應(yīng) 正應(yīng)答過(guò)弱?免疫功能低下或缺陷 負(fù)應(yīng)答終止?自身免疫病,免疫應(yīng)答的基本過(guò)程,免疫應(yīng)答的基本過(guò)程,一、抗原識(shí)別階段,對(duì)抗原的攝?。?吞噬、吞飲及受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用,,對(duì)抗原的加工、處理和提呈: *外源性抗原:APC/ MHC-II?CD4+T細(xì)胞

3、 *內(nèi)源性抗原:APC或靶細(xì)胞/MHC-I?CD8+T細(xì)胞,APC與T細(xì)胞的相互作用 *抗原識(shí)別：雙識(shí)別: TCR識(shí)別抗原肽， TCR識(shí)別MHC 共受體: CD4與MHC-II, CD8與MHC-I *APC-T細(xì)胞共刺激分子對(duì)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(xì)胞膜表面表達(dá) 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(guò)內(nèi)化作用（吞噬、胞飲、受體 介導(dǎo)） 將抗原攝入 細(xì)胞內(nèi)。,抗原的處理與提呈,(二)TL與APC的相互作用 1、T細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別 TCRαβ識(shí)別APC表面的抗原肽-MHC復(fù)合物。,與T細(xì)胞識(shí)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(shí)別抗原肽受MHC限制 TL只能識(shí)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(xì)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(gè)瞬時(shí)性的結(jié)構(gòu)。,免疫突

8、觸形成 ?細(xì)胞骨架、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)及胞漿顆粒向靶細(xì)胞重新排列和分布，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)極化、細(xì)胞信號(hào)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(xì)胞活化信號(hào),信號(hào)1 (抗原識(shí)別信號(hào)) * 雙識(shí)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(shí)別信號(hào),信號(hào)2 (協(xié)同刺激信號(hào)) *B7--CD28等黏附分子結(jié)合 活化信號(hào),有效促進(jìn)IL-2的合成. *CTLA-4（CD152）-- B7 抑制信號(hào),調(diào)節(jié)適度的免疫應(yīng)答.,二、T細(xì)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(shí)別抗原肽的過(guò)程中缺乏或阻斷協(xié)同刺激信號(hào)，則特異性 T細(xì)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(xì)胞活化信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo) CD3分子將胞外剌激信號(hào)傳遞至 細(xì)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(xì)胞核內(nèi)

17、 啟動(dòng)細(xì)胞增殖、分化,,,,T細(xì)胞活化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),T細(xì)胞活化的重要標(biāo)志之一是胞內(nèi)某些能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生增殖的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)過(guò)程的啟動(dòng)，其中最重要的一個(gè)基因是IL-2,,3、CD4+T細(xì)胞的增殖分化,IL-2+IL-2R,T細(xì)胞的增殖,* Th細(xì)胞非依賴性（直接活化） 由病毒感染的APC直接激活CD8T細(xì)胞，無(wú)須Th細(xì)胞 輔助。 病毒感染的APC持續(xù)性高

18、表達(dá)B7分子，從而提供 活化信號(hào)1、2，激活CD8T并使其表達(dá)IL-2R，并自分 泌IL-2，引起增殖分化。,4、CD8+T細(xì)胞的活化增殖和分化,IL-2,CD8+CTL 直接激活機(jī)制,* Th細(xì)胞依賴性（間接活化）,靶細(xì)胞低表達(dá)或不表達(dá)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(shí)表達(dá)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(xì)胞活化,活化的CD4+TL提供IL-2或刺激靶細(xì)胞表達(dá)協(xié)同刺激分子，輔助CD8+T細(xì)胞活化、增殖分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞.,

20、,,,,IL-2,CD8+CTL 間接激活機(jī)制（1）,信號(hào)1作用的CD8T細(xì)胞表達(dá)IL-2R,在活化Th細(xì)胞分泌IL-2的作用下增殖分化。,IL-2,CD8+T 細(xì)胞間接激活機(jī)制（2）,* 活化Th細(xì)胞表達(dá)CD40L與APC的CD40結(jié)合，活化APC，表達(dá)共刺激分子，向CD8+T細(xì)胞提供雙信號(hào)，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(xì)胞的轉(zhuǎn)歸,,（一）增殖分化為效應(yīng)T細(xì)胞； 細(xì)胞周期 Tm 活化的TL 增殖、分化 效應(yīng)TL

22、 分泌多種細(xì)胞因子，表達(dá)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(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,,（二）活化T細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橛洃汿細(xì)胞 在TL活化、增殖分化的過(guò)程中形成對(duì)特異性抗原 有記憶能力 ，壽命長(zhǎng)的Tm。Tm受到同種抗原再次刺 激時(shí)可迅速分化為效應(yīng)TL。 Tm表面標(biāo)記：CD45RA- CD45RO+ （初始TL為 CD45RA+ CD45RO-）

24、 Tm可被較低濃度的抗原激活 Tm對(duì)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(xì)胞因子,,Tm對(duì)CK的敏感性更高,,,,,,更快、更強(qiáng)、更有效的再次應(yīng)答,（三）活化T細(xì)胞發(fā)生凋亡 活化的TL高度表達(dá)Fas配體

25、 結(jié)合 細(xì)胞凋亡 表達(dá)Fas的TL 意義：控制特異性TL的擴(kuò)增， 發(fā)

26、揮負(fù)向免疫調(diào)節(jié)。,,,TL,,,Fas deficiency leads to autoimmune lymphoproliferative syndrome,四、細(xì)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(guò)釋放細(xì)胞因子、表達(dá)膜分子活化Mф，引起以單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)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(xì)

27、胞 分泌IFN-γ、TNF-β等CK 表達(dá)CD40L， 并與巨噬細(xì)胞表面的CD40結(jié)合 巨噬細(xì)胞活化,,活化的巨噬細(xì)胞,,,,* 殺傷活性增強(qiáng)。 * 分泌IL-12 促進(jìn)Th0細(xì)胞分化 成Th1細(xì)胞 ----放大免疫效應(yīng) *高表達(dá)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(xì)胞在抗胞內(nèi)病原體感染中的作用,CD4+ Th1 Cells & Granulomas,CD4+Th1細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答,TD抗原,APC攝取、處理、提呈抗原 + Th1細(xì)胞,活化信號(hào)1,TCR/肽-MHC-II, CD4-MHC II,Th細(xì)胞活化增殖分化成Th1細(xì)胞,活化信號(hào)2,B7/CD28 協(xié)同刺激分子,分泌細(xì)胞因子,活化巨噬細(xì)胞,靜止巨噬細(xì)胞,分泌炎性

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

30、的特異性識(shí)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(yán)格的MHC-I限制性,*CTL殺傷靶細(xì)胞的機(jī)制： ----細(xì)胞毒作用 ◆穿孔素、顆粒酶系統(tǒng) 穿孔素--在靶細(xì)胞膜上穿孔； 顆粒酶—致細(xì)胞凋亡。 ◆ FasL與Fas 系統(tǒng) 活化的CTL 高表達(dá)

31、FasL， FasL與靶 細(xì)胞上的Fas分子結(jié)合而促使靶細(xì)胞凋亡。,,,,CTL殺傷靶細(xì)胞的顆粒外排途徑和 Fas-FasL途徑聯(lián)合殺傷靶細(xì)胞的過(guò)程,,,Mechanism of Fas Ligand-induced death,CTL釋放穿孔素在靶細(xì)胞膜上形成孔道（G=T細(xì)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(xì)胞凋亡,,CTL誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡,CTL連續(xù)殺傷靶細(xì)胞,CTL的殺傷

32、特點(diǎn)：抗原特異性、MHC限制性、高效性與連續(xù)性,CD8+TC細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)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(shí)別抗原肽- 　MHC-I類分子復(fù)合物,APC/CTL粘附分子作用,CD4+Th細(xì)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(xì)胞死亡,,,,,,,,,,,,,,+ 靶細(xì)胞,,活化信號(hào)1,活化信號(hào)2,分泌細(xì)胞因子或促進(jìn)APC表達(dá)共刺激分子,,,,

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