《医学免疫学教学课件》08lymphocy

1、第八讲,淋巴细胞（Lymphocyte）,第九章 T淋巴细胞 第十章 B淋巴细胞,Outline of the lecture,1. T lymphocytes 2. B lymphocytes,基 本 概 念,免疫细胞（immunocyte）：所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体，包括造血干细胞、APC、淋巴细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞等。,淋巴细胞 （lymphocyte）: 是一群异质性的构 成免疫系统的主要 细胞，包括T细胞、 B细胞和NK细胞。,淋 巴 细 胞,第一节 T淋巴细胞,一、 Maturation 二、 Surface markers 三、 Subsets,来源

2、于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟（由胸腺皮质区向髓质区迁移）移行至外周淋巴组织执行细胞免疫应答，参与对TD抗原的体液免疫应答。 重要事件 * 功能性TCR形成（基因重排）；（胸腺皮质区） * 阳性选择（胸腺皮髓交界区） * 阴性选择。（胸腺髓质区） 意义 * 获得功能性与多样性的TCR； * 获得MHC的限制性； * 获得对自身抗原的耐受性。,一、Maturation of T cell,Mouse thymus,5 x 107 per day,T cells mature in the thymus but most die there.,98% of cells die in the

3、 thymus without inducing any inflammation or any change in the size of the thymus. Thymic macrophages phagocytose apoptotic thymocytes.,Constant 1-2 x 108 cells,(一)早期阶段 （皮质区） 双阴细胞(double negtive cell) 双阳细胞(double positive cell) (二) 阳性选择 （皮髓交界区） (三) 阴性选择 （髓质区）,三 个 阶 段,TCRd+、CD3-、CD4-、CD8-的祖T细胞 双阴性T细胞

4、（double negtive, DN）,(一) 早 期 阶 段,TCRd+、CD3 + 、CD4-、CD8-的dT细胞,TCRb+、CD3+ 、CD4+ 、CD8+的前T细胞 双阳性T细胞（double positive，DP）,输出到外周 参与固有免疫,进入阳性选择阶段,(二) 阳性选择阶段,获得有功能性的TCR T细胞由双阳性阶段成熟为单阳性阶段,清除无用的T细胞,T细胞不能识别胸腺皮质上皮细胞提呈的肽/MHC复合物，即发生凋亡。,获得功能性TCR,T细胞由双阳性分化为单阳性,DP细胞的CD4结合皮质胸腺上皮细胞的MHCII类分子，CD8丢失，成为CD4T细胞；而CD8结合MHCI类分子

5、，则CD4丢失，成为CD8T细胞。从而发育为单阳性细胞（single positive，SP）,通过阳性选择，获得了自身MHC限制性。 CD8+T细胞受MHC类分子的限制； CD4+T细胞受MHC类分子的限制。,(三) 阴性选择阶段,去除自身反应性T细胞，形成由功能性和多样性TCR组成的单阳性成熟T细胞库。,阴性选择阶段,阴性选择是去除自身反应性T细胞，实现自身免疫耐受的关键步骤之一,经阳性选择的T细胞与髓质DC和巨噬细胞提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合，则发生凋亡。,TCRab, gd CD3 and TCR-CD3 complex CD4/CD8 Costimulatory mole

6、cule receptors (CMR) CTLA-4 CD40L Mitogen receptor,二、 Surface maker of T cell,(一）T-cell receptors (TCR),There are two kinds of TCR, the great majority of T cells express the TCR / heterodimer; the minority of T cells express the TCR / heterodimers.,two polypeptide chains-,. Each of them is made up o

7、f constant and variable regions (V,C;V,C). The variable region (V+ V) compose a T-cell antigen- binding site. The structure of /TCR has a very similar structure .,1 Structure of TCRab,-Recognize and bind to antigen, exactly short polypeptides (epitopes) of antigen.,2 Functions of TCR,T 细胞识别抗原：双识别 第一

8、识别：TCR的CDR3识别抗原决定基 第二识别：TCR的CDR1,CDR2识别MHC分子,存在于外周成熟和部分未成熟的T细胞表面 1. Structure -由、和 五种不同的多肽链组成的6条跨膜多肽链组成的复合体 -通过非共价键与TCR形成TCR-CD3分子复合物。 -胞浆区长，含有与免疫细胞活化信号转导有关的免疫受体酪氨酸活化基序（immune receptor tyrosine-based activation motif, ITAM），故能执行信号转导功能。 2. Function: 支持TCR结构； 信号转导,（二） CD3 与TCR-CD3复合物,Structure of TCR-

9、CD3 complex,（三）CD4 and CD8 molecules,共受体CD4与CD8的作用,（四）共刺激分子受体/协同刺激分子受体,T细胞的活化需要双信号； 共刺激分子受体与共刺激分子结合为T细胞的活化提供第二信号； CD28是T细胞上重要的协同刺激分子受体，其相应的配体为B7。,Costimulatory molecule receptors (CMR),Important costimulatory molecules,（五）CTLA-4,Cytotoxic T lymphocyte antigen-4（细胞毒性淋巴细胞抗原-4）：结构与CD28类似，配体也是B7-1（CD80）

10、和B7-2（CD86），但亲和力更高。 CTLA-4只表达于活化的T细胞。 CTLA-4的胞内段含免疫受体酪氨酸抑制基序（immune receptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）。与配体B7结合后传递抑制信号。,CD28与CTLA-4的拮抗作用,（六）CD40L（CD40 ligand）,表达：表达于活化的CD4+T细胞上，静止T细胞上没有表达。相应的配体为CD40（主要表达在B细胞和巨噬细胞表面）。 功能： 与B细胞上的CD40分子结合，产生B细胞活化的第二信号。与B细胞的活化密切相关。 与巨噬细胞上的CD40分子结合，活化巨噬细胞，促进其高

11、表达MHC和B7分子；提升其吞噬杀伤活性和分泌细胞因子等。,CD40与CD40L结合为B细胞的活化提供第二信号,CD40与CD40L结合激活巨噬细胞,（七）Mitogen receptors,有丝分裂原能非特异性刺激T、B细胞发生有丝分裂。 人类与小鼠T细胞表面均有PHA-R、ConA-R、PWM-R，能接受PHA、ConA和PWM的刺激，发生有丝分裂，转化为淋巴母细胞。 淋巴细胞转化率可作为检测T细胞功能的指标。,Mitogen,- nave T cell - effector T cel - memory T cell,三、Subsets and functions of T cells,

12、- TcRab+ T cells - TcRgd + T cells,-CD4+ T cells -CD8+ T cells,NKT cell,- Th -CTL -Treg,（一）初始T细胞、活化T细胞和记忆性T细胞,根据T细胞是否受抗原刺激及刺激后的分化不同分类 初始T细胞（Naive T cells：未受抗原刺激的成熟T细胞 表达CD45RA 效应T细胞（ effector T cel）：初始T细胞在受抗原刺激后， 活化、增殖分化成为 表达CD45RO 记忆T细胞（ memory T cell）：初始T细胞在受抗原刺激后， 活化、增殖分化成为 表达CD45RO,（二）TCRT细胞和TCR

13、T细胞,根据T细胞表达的TCR表型的不同分类 TCR T细胞（T细胞）： 数量很少；主要参与固有免疫 TCR T细胞（T细胞） ： 外周血中的T细胞绝大部分为T细胞，可按照CD4、CD8分子的表达不同分为CD4+T细胞和CD8+T细胞 ，主要参与适应性免疫应答。,TCRgdT细胞（gdT细胞）（固有免疫）,分布：黏膜、上皮、外周血 抗原识别受体多样性较少，应答较局限。 以非MHC的限制性方式识别完整的多肽抗原，还可识别CD1递呈的脂类抗原。 参与体表皮肤黏膜的免疫防御功能，为抗胞内菌和病毒感染的第一道防线。,TCRab+T细胞（abT细胞）,CD4+T细胞 （表型为CD3+CD4+CD8-）,

14、CD8+T细胞 （表型为CD3+CD4-CD8+）,受自身MHC类分子的限制,受自身MHC类分子的限制,abT细胞,细胞毒性T细胞（CTL）,辅助性T细胞（Th）,调节性T细胞（Treg）,CD4+T与CD8+T细胞的比较 CD4+T细胞 CD8+T细胞 表型 CD3+CD4+CD8- CD3+CD8+CD4- 识别抗原肽 1318AA 812AA MHC限制性 MHC类分子 MHC类分子 Th + - CTL - +,（三）根据功能分类,Th细胞：CD4+T细胞可分化为Th1、Th2、Th17三类效应Th细胞，分泌不同的细胞因子，发挥不同的免疫效应。其中Th1主要参与细胞免疫应答；Th2主要

15、参与体液免疫应答；Th17通过分泌IL-17参与固有免疫和某些炎症(2005年)；CD4+T细胞还可分化为Th3、型调节性T细胞（Tr1）。 CTL（cytotoxic T cell, CTL）:根据分泌细胞因子的不同，分为Tc1和Tc2。Tc1与Th1分泌的细胞因子类似；Tc2与Th2分泌的细胞因子类似。 Treg：某些高表达IL-2受体的链（CD25），胞质中表达Foxp3转录因子的CD4+T细胞，被称为调节性T细胞（regulatary T cell, Treg） 。Treg可由胸腺内发育成熟后直接迁移到外周（自然调节性T细胞），也可由外周初始T细胞（Th0）经TGF-等细胞因子诱导分化

16、而来（诱导性调节性T细胞）例如Th3和Tr1。Treg在免疫应答的负调节及自身耐受的建立和维持中发挥重要作用。,效应Th的分化,Th1/Th2细胞的免疫调节作用,* Th1和Th2互为抑制细胞，从而调节机体的细胞免疫和体液免疫应答,表面能表达NK细胞特有标志的少量T细胞，其表面标志为NK1.1，TCR/CD3。主要为CD4-CD8-T细胞，少数为CD4+单阳性T细胞。 主要分布在细胞分化增殖旺盛、组织更新再生迅速的组织中（肝脏、骨髓）。 抗原识别谱较窄，主要针对CD1分子所递呈的脂类和糖脂类抗原 主要功能为细胞毒作用（NKTC活化后具有NK细胞样细胞毒活性）和免疫调节作用（可分泌IL-4和IF

17、N-等细胞因子和多种趋化因子）。,（四）NK细胞（NKTC）（固有免疫）,第二节 B淋巴细胞,一、 Maturation 二、 Membrane molecules 三、Subsets,一、 Maturation of B cells,B细胞在胎肝和骨髓发育成熟进入外周淋巴组织 遇到抗原在生发中心增殖、突变、选择 抗体亲和力成熟，Ig类别转换，产生记忆B和浆细胞 产生抗体，介导体液免疫 主要事件 * 功能性BCR形成（基因重排，骨髓） * 阴性选择（骨髓） * 阳性选择（外周淋巴组织生发中心） 意义 * 产生功能性和多样性的BCR * 获得自身耐受 * BCR与抗体亲和力成熟、Ig类别转换、记

18、 忆B细胞和浆细胞的产生,存在于骨髓和胎肝等造血组织; 胞浆中可检测到IgM的重链链，无轻链， 也无膜表面Ig的表达， 因此缺乏对抗原的反应能力;,（一） 前B细胞（pre-B cell）,表达: CD10、CD19，TdT以及 重组活化基因产物RAG-1和RAG-2 MHC类分子和CD20 。,（二）不成熟B细胞 （immature B cell）,开始表达SmIgM， 如与抗原结合，产生负应答，不能继续分化成熟（阴性选择）； CD19、CD20和MHC类抗原表达量增加， 开始表达CD21抗原。 在骨髓中停留13天，逐渐发育为成熟B细胞，迁移到外周淋巴组织中。,（三）成熟B细胞（mature

19、 B cell）,最主要标志是膜表面出现IgD 同时表达SmIgM和SmIgD；若遭遇抗原，抗原特异性B细胞选择性被活化，发挥免疫效应（阳性选择）。（详见体液免疫应答） 成熟B细胞表达与B细胞功能相关的众多分子： 补体受体（CR1和CR2）、 CD73、CD23、LFA-1、ICAM-1、CD22、 丝裂原受体、多种细胞因子受体，归巢受体、 MHC类分子、CD40分子。,B细胞的分化发育过程,抗原非依赖期（骨髓） 祖B 前B(胞浆 m) 未成熟 B(mIgM) 成熟B (mIgM and mIgD) 阴性选择（骨髓） 未成熟 B(IgM)+抗原 克隆清除或无能 自身耐受 抗原依赖期（外周淋巴器

20、官）：阳性选择 成熟B+抗原活化增殖在生发中心发育浆细胞和记忆B 生发中心 活化B增殖 BCR可变区体细胞高频突变 突变 B 与 FDC表面抗原高亲和力结合 选择存活 导致 BCR及抗体亲和力成熟，抗体类别转换，产生浆细胞和记忆B细胞。,二、Membrane molecules of B cells,（一）BCR complex （二）coreceptor （三）Costimulatory molecule，CM （四）其他膜分子： Fc receptors Complement receptors（CR） Mitogen receptors CKR,1 主要结构 -BCR即B细胞膜上的免疫

21、球蛋白 -成熟B 细胞表达两种BCR Ig: IgM and IgD.两种 -BCR的胞内区非常短，仅 有三个氨基酸残基,（一） B cell receptors (BCR),2 Function,通过可变区(VH+VL)中六个互补决定区 CDRs (HVR)特异性识别抗原表位。,B细胞不同于T细胞的抗原识别特点 B细胞直接识别天然抗原表面的B细胞表位，因此 B细胞识别抗原是非MHC限制性的。 TCR不能识别完整抗原而只能识别抗原决定基（T细胞表位）与MHC分子结合形成的抗原肽-MHC分子复合物（双识别）。因此，T细胞识别抗原具有MHC限制性。, 结构 -由两条低分子量的肽链构成，含很长的胞浆

22、区，含有ITAM基序（immune receptor tyrosine-based activation motif，ITAM） 负责传递活化信号 功能 -参与BCR的组装，稳定BCR结构 -传递BCR识别抗原的抗原识别信号（第一信号）到B细胞中 -BCR-Ig/Ig复合体：与第一信号的产生与传递有关。,4. Ig/Ig(CD79 /),BCR- Ig/Igcomplex,（二）共受体/辅助受体（coreceptor）,CD19、CD21（CR2）、CD81组成的复合物是B细胞活化的辅助受体。 能降低B细胞活化的所需抗原的阈值，辅助B细胞的激活。,（三）协同刺激分子 (Costimulator

23、y molecule，CM) 主要有CD40，B7等 B7的作用：与T细胞活化的第二信号的产生有关。 T细胞活化的第二信号： 产生：B细胞表面的协同刺激分子-B7与T细胞表面上的协同刺激分子受体-CD28结合,产生协同刺激信号。 传递：CD28传递第二信号到T细胞中。 CD40的作用：与B细胞活化的第二信号的产生有关。 B细胞活化的第二信号： 产生：B细胞表面的协同刺激分子-CD40与活化T细胞表面的CD40L结合，产生协同刺激信号。 传递：CD40传递第二信号到B细胞中。,B细胞活化的双信号第一信号: BCR 识别完整抗原或B细胞表位 第二信号: CD40识别 CD40L,Interacti

24、on of B and T cell,（四）其他膜分子,1. Fc receptors 表达于多种免疫细胞表面，介导抗体的调理作用。 2. Complement receptors（CR） 主要是CR1和CR2（即CD35和CD21） CR1：可与补体C3b和C4b结合，促进B细胞的活化。 CR2：配体是C3d，C3d与CR2结合亦可调节B细胞的生长和分化； 3. Mitogen receptors 人类B细胞上有PWM-R、LPS-R、SPA-R;因此PWM、LPS和SPA对B细胞均有致有丝分裂的作用。 小鼠B细胞上仅有LPS-R，因此在小鼠，可用LPS致B细胞有丝分裂。 B淋巴细胞转化试验：用PWM，或LPS或SPA与外周血淋巴组织共同培养时，B细胞相应受体可与之结合而被激活，并增殖分化为淋巴母细胞，可用于检测B细胞的功能。 4. CK