T淋巴细胞课件

第十章T淋巴细胞（Tlymphocyte）,Page83,T细胞的命名及发育成熟的场所成熟T细胞定居的场所T细胞介导适应性免疫应答：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细胞在适应性免疫应答中占据核心地位）,T淋巴细胞简称T细胞,T细胞的分化发育T细胞的表面分子及作用T细胞的分类T细胞的功能,第一节T细胞的分化发育,一、T细胞在胸腺中的发育,T细胞在胸腺发育过程中获得多样性TCR的表达自身MHC限制（阳性选择）自身免疫耐受（阴性选择）,（一）T细胞在胸腺中的发育和TCR的重排在胸腺微环境的影响下，T细胞的发育过程：淋巴样祖细胞、祖T细胞（pro-T)、前T细胞（pre-T）、未成熟T细胞、成熟T细胞。依据CD4和CD8的表达，胸腺中的T细胞又可分为三个阶段。,双阴性阶段(DN)CD4-CD8-TCR-,双阳性阶段(DP)CD4+CD8+TCR+,单阳性阶段(SP)CD4+CD8-TCR+或CD4-CD8+TCR+,三个阶段,1、双阴性阶段（doublenegativecell,DN）：pre-T以前的T细胞均为DN细胞。Pro-T开始重排TCR基因：T细胞重排和链基因，T细胞重排链基因。此处是T和T细胞分化的分支点。链与前T细胞链pT组装成前TCR（pT:），成功表达前TCR的细胞即是pre-T。,根据表达的TCR类型，T细胞可分为TCR+T细胞和TCR+T细胞，分别简称为及T细胞。,在胸腺中T细胞约占T细胞总数的95%-99%T细胞约占1%-5%,2、双阳性阶段(doublepositivecell,DP)：DP细胞开始重排链基因，表达有功能性的TCR，为未成熟T细胞，后者经历阳性选择进一步分化为SP细胞。3、CD4+CD8或CD4CD8+单阳性阶段（singlepositivecell，SP）：单阳性细胞经历阴性选择后发育为成熟T细胞。,三个阶段,由胸腺基质细胞、细胞外基质和细胞因子组成的胸腺微环境是T细胞发育分化的必要条件胸腺造血微环境主要通过以下机制促进胸腺细胞的存活和分化：分泌细胞因子或其他介质，如胸腺基质细胞分泌的细胞因子（如IL-7）及肽类分子如胸腺激素、胸腺素、促胸腺生成素等；表达的黏附分子通过与胸腺细胞上相应分子的结合，促进胸腺细胞的分化。,（二）T细胞发育过程中的TCR基因重排与BCR的重排相似。多样性形成机制主要是组合多样性和连接多样性，但其N序列插入几率远高于BCR和Ig。,TCR的链相当于Ig重链，由V、D、J、C基因编码,TCR的链相当于Ig轻链，由V、J、C基因编码,（三）T细胞发育过程中的阳性选择（positiveselection）选择部位：胸腺皮质被选择的细胞：DP起选择作用的细胞：主要是胸腺皮质上皮细胞选择过程：DPSPTCR适当亲和力结合MHC分子CD8+T细胞CD4+MHC分子CD4+T细胞CD8+不能结合MHC/类分子凋亡高亲和力结合MHC/类分子凋亡阳性选择的意义：T细胞获得MHC限制性；DP分化为SP（淘汰了不能与自身MHC分子结合的细胞）,继续发育，进行阴性选择,（四）T细胞发育过程中的阴性选择（negativeselection）选择部位：胸腺皮髓交界处、髓质被选择的细胞：SP起选择作用的细胞：胸腺树突状细胞、M选择过程：SP胸腺DC、MCD8+T高亲和力结合自身肽-MHC类分子凋亡不结合自身肽-MHC类分子成熟CD8+T细胞CD4+T高亲和力结合自身肽-MHC类分子凋亡或成为Treg不结合自身肽-MHC类分子成熟CD4+T细胞阴性选择的意义：使T细胞获得中枢免疫耐受性（淘汰了对自身抗原反应的T细胞）,骨髓的多能造血干细胞分化成T祖细胞（pro-T）胸腺CD4-CD8-TCR-的双阴性细胞（DN）CD4+CD8+TCR+的双阳性细胞（DP）阳性选择（不成熟）CD4+或CD8+的单阳性细胞（SP）阴性选择成熟CD4+或CD8+T细胞（入血离开胸腺）,T细胞的个体发育,三个重要事件,三个重要结果,三个阶段,CD4-CD8-(DN)CD4+CD8+(DP)CD4+/CD8+(SP),TCR基因重排阳性选择阴性选择,获得多样性TCR获得MHC限制性获得自身耐受,二、T细胞在外周免疫器官中的增殖分化初始T细胞（naiveTcell）：从胸腺进入外周免疫器官尚未接触抗原的成熟T细胞。主要定位于外周淋巴器官的胸腺依赖区。T细胞在外周免疫器官中的定位与它在胸腺发育中获得相应的淋巴细胞归巢受体（LHR）等黏附分子有关T细胞在外周免疫器官与抗原接触后，最终分化为具有不同功能的效应T细胞亚群、调节性T细胞或记忆T细胞,第二节T淋巴细胞的表面分子及其作用,T细胞表面具有许多重要的膜分子参与T细胞众多的生物学功能标志分子,一、TCR-CD3复合物,1TCR的结构和功能1)TCR是由两条不同肽链构成的异二聚体，是所有T细胞特征性表面标志。2）是T细胞识别、结合抗原的主要单位。识别特点：1）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（pMHC）；2）具有双重特异性：即识别抗原肽的表位，也识别自身MHC分子的多态性部位。称为MHC限制性（MHCrestriction）。,2CD3的结构和功能1)组成与结构：由、五种肽链组成。两两形成二聚体与TCR组成复合体。2）每条肽链胞质区较长，均含有免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM），由18个aa组成，含2个YxxL/V保守序列。3）是TCR-CD3复合体中信号转导的亚单位，将TCR接受的抗原刺激信号转导至细胞内，使T细胞活化。,二、CD4分子和CD8分子：,成熟的T细胞只能表达CD4或CD8，即CD4+T细胞或CD8+T细胞。是TCR的共受体CD4和CD8分子的主要功能:（1）辅助TCR识别抗原（2）参与T细胞活化（第一）信号的转导。因此，又称为TCR的共受体。,CD4基本结构及作用,CD4分子是由一条肽链组成的跨膜蛋白。胞外区具有4个Ig样结构域，其中远膜端的2个结构域能够与MHC类分子的2结构域结合。,CD4分子与MHC类分子结合可增强T细胞和抗原提呈细胞之间的相互作用并辅助TCR识别抗原。,CD4分子的胞浆区结合有酪氨酸蛋白激酶(p56Lck)，p56Lck激活后，可催化CD3分子中的ITAM基序的酪氨酸残基磷酸化。所以，CD4还参与TCR识别抗原所产生的活化信号转导过程。,CD8分子由和肽链组成，2条肽链均为跨膜蛋白，由二硫键连接。胞外区各含一个Ig样结构域，能够与MHC类分子的3功能区结合。,CD8基本结构及作用,CD8分子与MHC类分子的结合可增强T细胞和靶细胞之间的相互作用并辅助TCR识别抗原。,CD8分子的胞浆区结合有酪氨酸蛋白激酶(p56Lck)，与CD4分子一样，CD8分子除可辅助TCR识别抗原外，还参与TCR识别抗原所产生的活化信号转导过程。,Tcellco-receptormolecules,MHCClassI,3,MHCClassII,2,三、共刺激分子：初始T细胞的完全活化需要两种活化信号的协同作用第一信号由TCR识别pMHC产生，经CD3分子将信号转导至细胞内，第一信号的作用是使细胞初步活化，并使适应性免疫应答具有严格的特异性第二信号（或称共刺激信号）则由APC或靶细胞表面的共刺激分子与T细胞表面的相应的共刺激分子相互作用而产生，使细胞完全活化只有完全活化的细胞才能进一步分泌CK和表达CKR，在CK作用下增殖和分化没有共刺激信号，细胞不能进入增殖周期，表现为克隆失能,1、CD28CD28的配体是B7。B7分子包括B7-1(CD80)和B7-2(CD86)，主要表达于专职性APC表面。CD28分子与B7分子结合产生的共刺激信号在T细胞活化中发挥重要作用（最重要的第二信号）此信号可诱导T细胞表达抗细胞凋亡蛋白（Bcl-XL等），防止细胞凋亡；刺激T细胞合成IL-2等细胞因子，促进T细胞的增殖和分化。,2、CTLA-4（CD152）表达于活化的CD4+和CD8+T细胞表面（通常T细胞活化并发挥效应后才表达），其配体亦是B7分子，但与B7分子的亲和力显著高于CD28（高20-100倍）。与CD28相反，CTLA-4与B7分子结合产生抑制性信号，下调或终止T细胞活化。,3、ICOS（induciblecostimulatory）表达于活化的T细胞，配体为ICOSL初始T细胞的活化主要依赖CD28提供共刺激信号ICOS则在CD28之后起作用，调节活化T细胞多种CK的产生，促进T细胞增殖,4、PD-1（programmeddeath1）表达于活化T细胞，配体为PD-L1和PD-L2与相应配体结合后，可抑制T细胞的增殖以及IL-2和IFN-等细胞因子的产生，并抑制B细胞的增殖、分化和Ig的分泌。还参与外周免疫耐受的形成。,5、CD2CD2分子（即淋巴细胞功能相关抗原2，LFA-2)又称为绵羊红细胞(SRBC)受体。CD2表达在95%成熟T细胞、50%70%胸腺细胞以及部分NK细胞CD2分子的配体是LFA-3(CD58)，LFA-3主要表达在APC或靶细胞上。CD2除作为粘附分子，介导T细胞与抗原提呈细胞或靶细胞之间的黏附外，还为T细胞提供活化信号。,6、CD40配体（CD40L，CD154）主要表达于活化的CD4+T细胞其配体CD40表达于专职APC(B细胞，巨噬细胞、树突状细胞)。CD40L与CD40的结合所产生的效应是双向性的。促进APC活化，促进B7分子表达和细胞因子（如IL-12)的分泌；由于APC表达B7分子增加和分泌促进T细胞分化的细胞因子增多，也促进T细胞的活化。,在TD-Ag诱导的免疫应答中，活化的Th细胞表达的CD40L与B细胞表面的CD40的结合可促进B细胞的增殖、分化、抗体生成和抗体类别转换；诱导记忆性B细胞的产生。,7、LFA-1和ICAM-1细胞表面的淋巴细胞功能相关抗原-1（LFA-1）和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)结合可介导T细胞与APC或靶细胞的黏附T细胞抗原提呈细胞LFA-1ICAM-1ICAM-1LFA-1（二者在T细胞和APC及靶细胞之间都存在）,T细胞表面APC表面组成第一信号的膜分子TCR-CD3MHC分子-肽（复合物）CD4/CD8组成第二信号的膜分子CD28B7-1/B7-2(CD80/CD86)LFA-1ICAM-1CD2(LFA-2)CD58(LFA-3)起调节作用的膜分子CTLA-4B7-1/B7-2PD-1PD-L1、PD-L2ICOSICOSLCD40LCD40,四、丝裂原受体及其他表面分子T细胞表面还表达多种丝裂原受体，与相应丝裂原结合后，可直接诱导静息T细胞的活化、增殖和分化（进行有丝分裂）。丝裂原对T细胞的活化作用无特异性。刀豆蛋白A(ConA)、植物血凝索(PHA)是最常用的T细胞丝裂原。美洲商陆(PWM)除诱导T细胞活化外，还可诱导B细胞活化。T细胞活化后还表达许多与效应功能有关的分子，例如：与其活化、增殖和分化密切相关的细胞因子受体（IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-6R、IL-7R等）可诱导细胞凋亡的FasL（CD95)。,T细胞TCRCD3CD4/CD8CD28,第一活化信号,第二活化信号,特异性结合专职APC表面的pMHC，具有MHC限制性,与TCR形成复合物，将TCR识别抗原产生的第一活化信号传入细胞内,与MHC分子结合，促进TCR对抗原的识别、促进CD3对信号的传导，是TCR识别抗原的共受体，可使T细胞对抗原刺激的敏感性约提高100倍,结合专职APC表面的B7，为T细胞的活化提供最重要的协同刺激信号,T细胞B细胞TCRBCRCD3Ig/IgCD4/CD8CD19/CD21/CD81CD28-B7CD40-CD40L,第一活化信号,第二活化信号,第三节T细胞的分类和功能T细胞具有高度的异质性，根据不同分类依据，可将T细胞分为不同的亚群。,(一)初始T细胞(naveTcell)：指从未接受过抗原刺激的成熟T细胞存活期短，表达CD45RA参与淋巴细胞再循环，主要功能是识别抗原，无免疫效应功能初始T细胞在外周淋巴器官内接受抗原刺激而活化，最终分化为效应T细胞和记忆性T细胞,一、根据所处活化的阶段分,外周淋巴器官,记忆性T细胞,初始T细胞,APC,效应T细胞,活化、增殖,分化为,（二）效应T细胞(effectorTcell)存活期短表达高水平的高亲和力IL-2R,效应T细胞主要是向外周炎症组织或某些器官组织迁移，并不再循环至淋巴结具有免疫效应功能,(三)记忆T细胞（memory,Tm）Tm可能由效应T细胞分化而来，也可能由初始T细胞接受抗原刺激后直接分化而来存活期长，可达数年(在缺乏抗原或MHC分子刺激的情况下，Tm仍可长期存活，通过自发增殖维持一定数量)Tm表达CD45RO，参与淋巴细胞再循环接受相同抗原刺激后可迅速活化，并分化为记忆性T细胞和效应T细胞，介导再次免疫应答,二、根据TCR类型分类T细胞可分为TCR+T细胞和TCR+T细胞。它们分别可简称为T细胞及T细胞。,T细胞主要分布于皮肤和黏膜组织（皮肤的表皮内淋巴细胞和黏膜组织的上皮内淋巴细胞的组成部分），抗原受体缺乏多样性，识别抗原无MHC限制性(主要识别CD1分子提呈的多种病原体表达的共同抗原成分)。大多数T细胞为CD4-CD8-，少数为CD8+T细胞具有细胞毒作用，杀伤机制与T细胞相同，可抗感染和抗肿瘤活化的T细胞通过分泌多种细胞因子发挥免疫调节作用和介导炎症反应,T细胞与T细胞的比较特征T细胞T细胞TCR多样性多少分布外周血60-70%5-15%组织外周淋巴组织皮肤表皮和粘膜上皮表型CD3CD2100%100%CD4+CD8-60-65%1%CD4-CD8+30-35%20-50%CD4-CD8-5%50%识别抗原8-17个氨基酸组成的肽HSP、脂类、多糖提呈抗原经典MHC分子MHC类样分子（CD1）MHC限制有无辅助细胞Th细胞无杀伤细胞CTLT杀伤活性,三、根据CD分子分亚群人的成熟T细胞按其CD4和CD8分子表达的不同，可分为：CD3+CD4+CD8-T细胞（简称CD4+T细胞）CD3+CD4-CD8+T细胞（简称CD8+T细胞）“CD4+T细胞”和“CD8+T细胞”两个术语通常指表达TCR的T细胞。,1、CD4+T细胞（占T细胞总数的60-65%）CD4+T细胞识别由MHC类分子提呈的1317个残基组成的外源性抗原肽活化后，分化的效应细胞主要为Th细胞也有少数CD4+效应T细胞具有细胞毒作用（CD4+CTL）和免疫抑制作用（Treg）,2、CD8+T细胞（占T细胞总数的30-35%）CD8+T细胞识别由MHC类分子提呈的810个残基组成的内源性抗原肽活化后，分化的效应细胞为Tc(CTL)细胞，具有细胞毒作用，可特异性杀伤靶细胞,四、根据功能特征分亚群可分为Th细胞、CTL细胞和调节性细胞。这些细胞实际上是初始CD4+T细胞或初始CD8+T细胞活化后分化成的效应T细胞。,辅助性T细胞（helpTcell,Th）:CD4+T初始CD4+T(Th0)Thl、Th2、Th3、Th17、Treg、TfhTh0向不同亚群的分化受抗原性质、APC表达的共刺激分子（ICOS可促进Th2细胞分化，而4-1BB可能与Th1细胞的分化有关）、CKs等因素的调控，最重要的影响因素是CKs的种类和CKs之间的平衡IL-12、IFN-ThlIL-4Th2TGF-、IL-4、IL-10Th3TGF-、IL-6Th17TGF-、IL-2TregIL-21、IL-6Tfh,Th0,Th3,Tfh,TGF-、IL-4、IL-10,IL-21、IL-6,不同亚群的Th分泌不同的CK，发挥不同的免疫功能Thl:IFN-、TNF、IL-2促进Th1增殖，进而辅助CD8+T细胞活化，增强细胞介导的抗感染免疫Th2:IL-4、IL-5、IL-10、IL-13促进Th2增殖，进而辅助B细胞活化，促进体液免疫的效应Th3:TGF-发挥免疫抑制作用Th17:IL-17、IL-21、IL-22、IL-26、TNF-参与固有免疫和炎症的发生Treg：TGF-、IL-10-发挥免疫抑制作用Tfh：IL-21辅助B细胞应答（B细胞分化为浆细胞、产生抗体Ig类别转换）不同亚群的Th所处的分化状态不是恒定不变的，在一定条件下可以相互转变,在适应性免疫应答中，Thl细胞和Th2细胞应处于相对平衡状态。许多疾病的发生和结局与Th1细胞/Th2细胞失衡有直接关系。例如，类风湿性关节炎和多发性硬化与Thl细胞因子分泌过多有关，而特应性皮炎和支气管哮喘与Th2细胞因子分泌过多有关。,（二）细胞毒性T细胞（cytotoxicTlymphocyte,CTL）具有细胞毒作用的T细胞包括CD8+的T细胞（CD8+CTL）T细胞NKT细胞CD4+T细胞（CD4+CTL）CTL细胞通常指CD8+T细胞,CTL以MHC类限制的方式识别靶细胞表面的抗原肽，直接、特异性杀伤靶细胞(细胞内寄生病原体感染的细胞或肿瘤细胞)CTL的杀伤机制CTL的杀伤特点,（三）调节性T细胞（r