细胞介导的免疫应答YE2015

1、教学目的教学目的: 了解：了解： T细胞免疫识别的研究进展；细胞免疫识别的研究进展；T细胞活化的细胞活化的 信号转导过程信号转导过程 ；T细胞介导的细胞免疫应答的生细胞介导的细胞免疫应答的生 物学意义物学意义 。 理解：理解：Th1和和Th2细胞的分化；细胞的分化；T细胞活化、增殖、细胞活化、增殖、 分化和转归。分化和转归。 掌握：掌握：免疫应答的概念和基本过程；免疫应答的概念和基本过程；T细胞对抗原细胞对抗原 的识别；的识别；T细胞活化的双信号刺激；细胞毒性细胞活化的双信号刺激；细胞毒性T 细胞（细胞（CTL）及）及Th1细胞的作用机制细胞的作用机制 。 教学重点：教学重点：免疫应答的概念；

2、免疫应答的概念；T细胞对抗原的识细胞对抗原的识 别别;和双信号活化；和双信号活化； T细胞活化的双信号刺激细胞活化的双信号刺激;免免 疫突触（疫突触（immunological synapse）、活化诱导的）、活化诱导的 细胞凋亡（细胞凋亡（activation induced cell death, AICD）、）、 失能的概念；细胞毒性失能的概念；细胞毒性T细胞（细胞（CTL）及）及Th1细胞细胞 的作用机制。的作用机制。 教学难点：教学难点：T细胞的免疫识别和双信号活化；细胞的免疫识别和双信号活化； T细胞活化、增殖、分化和转归。细胞活化、增殖、分化和转归。 教学对象：教学对象：临床医学

3、五年制本科临床医学五年制本科 使用教材：使用教材： 医学免疫学医学免疫学（第二版），龚非力主编，（第二版），龚非力主编， 科学出版社，科学出版社，2007年。年。 参考教材：参考教材： 医学免疫学医学免疫学（第五版），金伯泉主编，（第五版），金伯泉主编， 人民卫生出版社，人民卫生出版社，2008年；年； 基础免疫学基础免疫学，W.E.保罗编著，吴玉章等译，保罗编著，吴玉章等译， 科学出版社，科学出版社，2003年。年。 推荐网站：推荐网站： 免疫教研室网络教学免疫教研室网络教学: 1/mta/personalpage.htm； 中国免疫学信息网：中国免疫学信

4、息网：http:/ MHC分子表达分子表达成员成员 专职专职APC组成性表达：组成性表达： MHC B7等等 单核单核-吞噬细胞吞噬细胞 树突状细胞树突状细胞 B细胞细胞 非专职非专职APC 靶细胞靶细胞 诱导后表达：诱导后表达： MHC 等等 表达表达MHC- 内皮细胞内皮细胞 上皮细胞上皮细胞 所有有核细胞所有有核细胞 复习：复习： 最强的抗原提呈细胞最强的抗原提呈细胞 唯一能活化初始唯一能活化初始T T细胞的细胞的 抗原提呈细胞抗原提呈细胞 图：图：DC细胞电镜扫描图细胞电镜扫描图 本章难点本章难点 迁移的过程是迁移的过程是DC由不成熟到成熟的过程由不成熟到成熟的过程 DC 前体前体不成

5、熟不成熟DC 成熟成熟DC 图：图：DC在细胞因子作用下成熟过程在细胞因子作用下成熟过程 本章难点本章难点 内质网腔内质网腔 胞质溶胶胞质溶胶 泛素化的蛋白泛素化的蛋白 peptidepeptide 蛋白酶体蛋白酶体 proteosome 1. 内源性抗原的加工内源性抗原的加工 切割出含切割出含6 30 个氨基酸、带疏水性或碱性个氨基酸、带疏水性或碱性C 端的肽段端的肽段 MHC-I类分子途径的基本过程类分子途径的基本过程 提呈提呈 加工加工 转运转运 荷肽荷肽 APCAPC胞浆胞浆 PLC 外源性抗原提呈途径外源性抗原提呈途径 摄取摄取 加工加工 转运转运 荷肽荷肽 本次课主要内容本次课主要

6、内容 1.基本概念基本概念（重点）（重点） 2.T细胞识别抗原细胞识别抗原（重点、难点）（重点、难点） 3.T细胞活化、增殖与分化细胞活化、增殖与分化（难点）（难点） 4.细胞免疫应答的分子机制细胞免疫应答的分子机制（重点）（重点） 5.小结小结 protein bacterium virusfungiparasite Cellular immunity T cell 清除病原或病变细胞清除病原或病变细胞 Humoral immunity B cells Plasma cells antigen Tfh Cytotoxic T lymphocytes (CTL) Target cellTh1

7、免疫应答（免疫应答（immune response）: 机体对抗原性异物所发生的排异性生理反应。机体对抗原性异物所发生的排异性生理反应。 The activity of the immune system against foreign substances (antigens). 重点内容重点内容 细胞免疫应答细胞免疫应答 cellular immune response p指指T 细胞接受抗原刺激后转化成为效应细胞接受抗原刺激后转化成为效应T 细胞并释放淋巴因子细胞并释放淋巴因子,所发挥的特异性免疫所发挥的特异性免疫 效应。效应。 pAn immune response that invo

8、lves T cells (chiefly against viral or fungal invasions or transplanted tissue) APC对抗原的提呈过程对抗原的提呈过程 外源性外源性 抗原途抗原途 径径 内源性内源性 抗原途抗原途 径径 第一节第一节 T细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别 APC将抗原提呈给哪类免疫细胞？将抗原提呈给哪类免疫细胞？ p静息静息T细胞在哪里？细胞在哪里？ p免疫应答的始动者免疫应答的始动者？ p提呈提呈呈递的时空效应！呈递的时空效应！ T淋巴细胞的发源地淋巴细胞的发源地 DC是机体最强的是机体最强的APC DC的提呈需要时空转移的提呈需

9、要时空转移 免疫应答的启动：免疫应答的启动：DC获取、加工抗原获取、加工抗原 p 不成熟不成熟DC被病毒直接感染被病毒直接感染 p不成熟不成熟DC吞噬病毒颗粒吞噬病毒颗粒 p不成熟不成熟DC吞噬死亡的病毒感染的细胞吞噬死亡的病毒感染的细胞 1 1 重点内容重点内容 2. 获取抗原的获取抗原的DC向附近的淋巴组织迁移向附近的淋巴组织迁移 在迁移中，摄在迁移中，摄 取病毒抗原的取病毒抗原的 iDCiDC会发生怎会发生怎 样的改变？样的改变？ 重点内容重点内容 2 2 APC 翟羽翟羽 在淋巴组织，在淋巴组织，DC识别特异性的识别特异性的T细胞细胞 Where are you? 茫茫人海茫茫人海 重

10、点内容重点内容 p识别的实质：抗原对免疫细胞的克隆选择识别的实质：抗原对免疫细胞的克隆选择 DC如何在茫茫的细胞群中找到合适的如何在茫茫的细胞群中找到合适的T 细胞？（万分之一）细胞？（万分之一） Im here! APC Where is it? T细胞对抗原的双识别细胞对抗原的双识别 p MHC限制性限制性(MHC restriction) p TCR在特异性识别在特异性识别APC所呈递的抗原多肽所呈递的抗原多肽 过程中，必须同时识别与多肽形成复合物过程中，必须同时识别与多肽形成复合物 的的MHC分子分子 APC 重点内容重点内容 pTCR-peptideTCR-MHC T细胞对抗原的双识

11、别细胞对抗原的双识别 （double recognize） 重点内容重点内容 T细胞仅仅识别抗原，能否被活化？细胞仅仅识别抗原，能否被活化？ p第二信号：共刺激信号第二信号：共刺激信号 B7-CD28 p第一信号：第一信号：MHC-peptide/TCR 重点内容重点内容 第二节第二节 T细胞的活化、增殖和分化细胞的活化、增殖和分化 T细胞活化细胞活化 p T细胞增殖和分化细胞增殖和分化 p 活化活化T细胞的转归细胞的转归 一、一、T 细胞的活化细胞的活化 1、信号、信号1： 特异性抗原信号特异性抗原信号 (Ag-specific signal) p TCR- pMHC p CD3 co-re

12、ceptor p ITAM 重点内容重点内容 p免疫突触（免疫突触（immune synapse）：T细胞细胞 与与APC粘附分子对之间相互作用形成的粘附分子对之间相互作用形成的 一个瞬时性的特殊结构一个瞬时性的特殊结构 T细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别 The cross talk of T cell and APC 重点内容重点内容 2、信号、信号2：共刺激信号：共刺激信号 （Co-stimulatory signal) p CD28 -B7.1/B7.2 p CTLA4-B7.1/B7.2 p CD2-LFA3 p LEA1-ICAM1 信号信号 Th CD4 CD4 B7 CD28

13、(CTLA-4) TCR TCR Th LFA-3 ICAM- 1/2 VACM-1VLA-4 LFA-1 CD2 APC APC 无能活化并增殖 刺激CD28 阻断B7 重点内容重点内容 p双信号作用下，可诱导某些促双信号作用下，可诱导某些促T T细胞分化细胞分化 生长的细胞因子及受体的表达（如生长的细胞因子及受体的表达（如IL-2及及 IL-2R）。）。 pIL-2在在T细胞充分活化中发挥重要作用。细胞充分活化中发挥重要作用。 4、细胞因子促进、细胞因子促进T细胞充分活化细胞充分活化 Ag特异性特异性 的的T细胞：细胞： 1/104-105 增殖增殖 分化分化 Th or CTL 克隆增殖

14、和分化克隆增殖和分化效应细胞效应细胞 二、二、T细胞增殖和分化细胞增殖和分化 参与参与T细胞增殖和细胞增殖和 分化的关键因素是分化的关键因素是 什么呢？什么呢？ pIL-2 pIL-4、IL-12等等 （一）（一）T细胞的增殖（细胞的增殖（CD4+T 和和CD8+T） 4 IL-2受体由受体由、 和和 组成，组成，静止静止T细胞仅表达低亲和力的细胞仅表达低亲和力的IL- 2R（），），激活激活的的T细胞可表达高亲和力细胞可表达高亲和力IL-2R( )并分泌并分泌 IL-2。通过自分泌和旁分泌作用，。通过自分泌和旁分泌作用，IL-2与与T细胞表面细胞表面IL-2R结结 合，介导合，介导T细胞增殖

15、和分化。细胞增殖和分化。IL-4，IL-12和和IL-15等参与调控等参与调控 极化极化 IL-2 Th或或CTL 激活的激活的T 细胞细胞 Activated T cells T细胞扩增细胞扩增 Clonal expansion 效应效应T细胞细胞 Effector T cells T细胞的增殖（细胞的增殖（CD4+T 和和CD8+T） 分化？分化？ IL-2R 1、CD4+T细胞的增殖与分化细胞的增殖与分化 （二）（二）T细胞的分化：细胞的分化：CD4+T 和和CD8+T 1、CD4+T细胞的增殖与分化细胞的增殖与分化 知识前沿知识前沿 2、CD8+T细胞的分化细胞的分化 p 直接激活直接

16、激活 （Th细胞非依赖性）细胞非依赖性）: DC既提供第一信号，既提供第一信号， 又提供第二信号，使又提供第二信号，使 CD8+T细胞活化表达细胞活化表达 IL-2R并分泌并分泌IL-2，通，通 过自分泌作用增殖分过自分泌作用增殖分 化化CTL。 2、CD8+T细胞的分化细胞的分化 p 间接激活间接激活 （Th细胞依赖性）细胞依赖性） 肿瘤细胞或病毒感染细胞给肿瘤细胞或病毒感染细胞给CD8+T细胞活化提供第一信号，细胞活化提供第一信号， 缺乏缺乏B7-CD28共刺激信号，往往仅能表达高亲和力共刺激信号，往往仅能表达高亲和力IL-2R， 自己分泌自己分泌IL-2的能力弱；由呈递肿瘤或病毒抗原的的

17、能力弱；由呈递肿瘤或病毒抗原的DC或或 M提供双信号使提供双信号使CD4+T细胞活化并分泌细胞活化并分泌IL-2，以旁分泌，以旁分泌 形式作用于表达形式作用于表达IL-2R的的CTL。 CD8+T细胞的间接激活细胞的间接激活 三、活化三、活化T细胞的转归细胞的转归 1、转变为记忆性、转变为记忆性T细胞（细胞（Tm)，参与再次免疫应答，参与再次免疫应答 2、发生凋亡，及时终止免疫应答、发生凋亡，及时终止免疫应答 活化诱导的细胞死亡活化诱导的细胞死亡 （activation induced cell death，AICD） p 被动细胞死亡（被动细胞死亡（passive cell death，PC

18、D） 效应性效应性T细胞：细胞：Th or CTL 识别识别 分化 增殖 幼稚T细胞 效应：清除效应：清除“异己异己” 凋亡凋亡 Tm Time after antigen explosure 抗原暴露时间抗原暴露时间 APC T细胞活化、增殖、分化与转归细胞活化、增殖、分化与转归 第三节第三节 T T细胞应答的效应及其机制细胞应答的效应及其机制 pCTL对靶细胞的杀伤机制对靶细胞的杀伤机制 pTh1细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应 p细胞免疫应答的病理生理学意义细胞免疫应答的病理生理学意义 p细胞免疫的重要效应细胞有两类：细胞免疫的重要效应细胞有两类： CTL：杀伤表达特异性抗原的靶细胞

19、，杀伤表达特异性抗原的靶细胞， 如病毒感染细胞、肿瘤细胞、异源细胞等如病毒感染细胞、肿瘤细胞、异源细胞等 p Th1细胞：细胞：抗胞内病原体感染，抗胞内病原体感染， 如结核杆菌、麻风杆菌如结核杆菌、麻风杆菌 p细胞内富含颗粒细胞内富含颗粒 穿孔素、颗粒酶穿孔素、颗粒酶 p高表达高表达FasL p分泌细胞因子分泌细胞因子 TNF-/、IFN- CD8+ CTL的生物学特性的生物学特性 一、一、CTL介导的细胞毒效应介导的细胞毒效应 重点内容重点内容 （一）（一）CTL对靶细胞的特异性识别对靶细胞的特异性识别 在趋化因子作用下向病灶聚集在趋化因子作用下向病灶聚集 与靶细胞非特异结合与靶细胞非特异结

20、合 TCR特异性识别特异性识别MHC- 类分子类分子-抗原肽复合物抗原肽复合物 CTL与靶细胞特异性结合与靶细胞特异性结合 如如HBV感染的感染的 肝局部肝局部 黏附分子参与黏附分子参与 重点内容重点内容 被病毒感染的细胞是特异性被病毒感染的细胞是特异性CTL的靶细胞的靶细胞 重点内容重点内容 p溶破机制溶破机制 穿孔素穿孔素 形成孔道形成孔道 靶细胞溶破靶细胞溶破 p凋亡机制凋亡机制 Fas-FasL结合，使靶细胞凋亡结合，使靶细胞凋亡 TNF-、TNF- 颗粒酶颗粒酶 通过孔道通过孔道 激活凋亡相关级联反应激活凋亡相关级联反应 （二）（二）CD8+ CTL对靶细胞的杀伤对靶细胞的杀伤 重点

21、内容重点内容 1.穿孔素介导的细胞溶破机制穿孔素介导的细胞溶破机制 免疫突触 重点内容重点内容 CTL释放穿孔素在靶细胞膜上形成孔道释放穿孔素在靶细胞膜上形成孔道 重点内容重点内容 2、颗粒酶、颗粒酶、Fas-FasL介导靶细胞凋亡介导靶细胞凋亡 重点内容重点内容 Perforin monomers Perforin Polymerized Complete pore 抗病毒、抗肿瘤；抗病毒、抗肿瘤； 介导凋亡介导凋亡 3、其他机制：分泌的细胞因子介导的效应、其他机制：分泌的细胞因子介导的效应 抑制病毒复制；抑制病毒复制； 抗肿瘤；抗肿瘤； 激活巨噬细胞；激活巨噬细胞； 促进促进Th1分化分化

22、 CTL对靶细胞的杀伤过程对靶细胞的杀伤过程 CTL能连续杀伤能连续杀伤 表达相同抗原肽表达相同抗原肽 /MHC-I类分子类分子 复合物的靶细胞复合物的靶细胞 二、二、Th1细胞介导的细胞免疫效应细胞介导的细胞免疫效应 活化活化Th1 细胞分泌多种细胞因子细胞分泌多种细胞因子 pIFN-: 激活并招募巨噬细胞，促进单核巨激活并招募巨噬细胞，促进单核巨 噬细胞浸润，分泌炎症介质，产生炎症；噬细胞浸润，分泌炎症介质，产生炎症； pIL-2：促进：促进CD8+CTL和和Th1细胞自身的分细胞自身的分 化、增殖和杀伤效应。化、增殖和杀伤效应。 1. 激活巨噬细胞，促进其激活巨噬细胞，促进其 杀伤病原体

23、，并进一步杀伤病原体，并进一步 促进促进Th1分化。分化。 （一）（一）Th1细胞对巨噬细胞的作用细胞对巨噬细胞的作用 IFN-、CD40L 2、通过、通过Fas/FasL、TNF途径清除慢性感染的途径清除慢性感染的M IL-3、GM-CSF促促 进骨髓造血干细胞进骨髓造血干细胞 分化为巨噬细胞；分化为巨噬细胞； 产生趋化因子，使产生趋化因子，使 巨噬细胞被募集到巨噬细胞被募集到 感染灶。感染灶。 3、诱生并募集巨噬细胞：、诱生并募集巨噬细胞： （二）（二） Th1细胞产生细胞产生IL-2，可促进，可促进CTL、Th1增殖分增殖分 化，放大免疫效应。化，放大免疫效应。 （三）辅助（三）辅助B细

24、胞产生调理抗细胞产生调理抗 体体 ： CD4 Th1细胞 细胞 IFN- 和和IL-2B 细胞细胞 调理性抗体调理性抗体(IgG1和和IgG3亚亚 类类)+ 靶细胞靶细胞 结合结合CR或或Fc R(吞吞 噬细胞和噬细胞和NK细胞细胞) 破坏、清除破坏、清除 靶抗原。靶抗原。 三、细胞免疫应答的病理生理学意义三、细胞免疫应答的病理生理学意义 p生理意义生理意义: -免疫自稳、免疫监视免疫自稳、免疫监视 免疫细胞间网络；与其它细胞对话、交流网络免疫细胞间网络；与其它细胞对话、交流网络 p病理意义病理意义: -免疫防御：免疫防御： 抗感染抗感染, 特别是胞内感染特别是胞内感染 非感染性疾病（肿瘤、认

25、知病、心血管病）非感染性疾病（肿瘤、认知病、心血管病） -免疫损害免疫损害 自身免疫病、迟发型超敏反应等自身免疫病、迟发型超敏反应等 1. 迟发型超敏反应概念迟发型超敏反应概念 效应效应T细胞同特异性抗原作用后，引起细胞同特异性抗原作用后，引起 的以单个核细胞浸润和组织损伤为主要特征的以单个核细胞浸润和组织损伤为主要特征 的炎症反应。的炎症反应。 介导迟发型超敏反应介导迟发型超敏反应 (即即IV型超敏反应型超敏反应) 2. 特点特点 （1）参与的效应）参与的效应T细胞：细胞：CD4+Th1和和CTL细胞；细胞； （2）以单个核细胞浸润为主要的炎症反应；）以单个核细胞浸润为主要的炎症反应； （3

26、）发生较慢，常需）发生较慢，常需2472小时；小时； （4）无抗体和补体参与。）无抗体和补体参与。 1.掌握免疫应答的概念和基本过程掌握免疫应答的概念和基本过程 2.掌握细胞免疫应答的概念和基本过程，尤其是掌握细胞免疫应答的概念和基本过程，尤其是T 细胞的双信号活化机制。细胞的双信号活化机制。 3.掌握掌握CTL和和Th1介导的效应机制。介导的效应机制。 课堂讨论课堂讨论 流感病毒从启动感染到被流感病毒从启动感染到被T T细胞清除的整个过程？细胞清除的整个过程？ 思思 考考 题题 1.致敏致敏Tc细胞如何对靶细胞发挥杀伤作用？细胞如何对靶细胞发挥杀伤作用？ 2.T细胞是如何被激活的？细胞是如何被激活的？ 3.T细胞介导的免疫应答有哪些生物学效应？细胞介导的免疫应答有哪些生物学效应？ 4. 试比较自然杀伤细胞（试比较自然杀伤细胞（NK）和杀伤性）和杀伤性T淋巴细淋巴细 胞（胞（CTL）杀伤靶细胞的机理和特点。）杀伤靶细胞的机理和特点。 5. 应用已学过的免疫学知识，试合理解释病毒性应用已学过的免疫学知识，试合理解释病毒性 肝炎的