肠道屏障、肠粘膜与免疫2015.5.21.ppt

1、肠上皮屏障、肠粘膜与免疫,胡彩虹，2015.5.21,目录,（一）肠道屏障 1 肠道屏障 2 肠道屏障功能 3 肠道屏障功能与致病因素 4 肠上皮屏障 5 紧密连接的分子组成（实质：两种跨膜蛋白-claudin,occludin)ZO(Zonula Occluden,紧密连接蛋白) 6 紧密连接的功能 7 肠粘膜屏障的评价方法,目录,（二）肠粘膜与免疫 1 组成 2 机体内的军事基地 3 免疫系统从3个方面发挥它的“国防”功能 4 人体内的“安检设防”点 5 免疫助手 6 免疫应答类型 7 Toll样受体及其信号转导 7.1 病原体相关的分子模式（pathogen-associated mol

2、ecular pattern,PAMP）与模式识别受体（pattern recoganition receptor) PAMP与PRR 7.2 Toll样受体（Toll-like receptor，TLR),肠道屏障,肠道屏障 （1）机械屏障 肠上皮屏障、菌膜、粘液层 （2）化学屏障 胃酸、胆汁、溶菌酶、粘多糖、抗菌肽 （3）生物屏障 （常驻菌群微生态平衡） 维持肠道微生态平衡 激活肠道免疫系统活性 促进营养素消化吸收 （4）免疫屏障 肠道相关淋巴组织：派伊尔结、固有层淋巴细胞和上皮内淋巴细胞 各种分泌性抗体,the intestinal barrier,intestinal lumen H2

3、0 nutrients pathogens toxins (1)extrinsic barrier（mucus Cl-、HCO3-、antimicrobial peptides、microbiota) (2)intrinsic barrier(tight junctions) (3)immunological barrier epithelial cells lamina propria enteric nervous system circulation immune cells,肠道屏障,肠腔 水、营养物质、病原体、毒素 外部屏障（粘液、抗菌肽、Cl-、HCO3-、微生物区系） 内在屏障（

4、紧密连接） 肠上皮细胞 自我统一体薄层（lamina propria） 肠道神经系统 循环 免疫细胞,肠道屏障功能,肠道屏障功能不全 （1）病原微生物入侵（pathogens) （2）营养物质消化吸收障碍（nutrients) （3）日粮抗原过敏反应 （4）肠粘膜缺血缺氧 （5）自由基损伤肠粘膜细胞,Intestinal mucosal barrier function and intestinal pathogenic factors,内毒素及细菌 （损伤肠粘膜） 肠粘膜屏障 （对抗肠粘膜损害） 通过淋巴管或血管的移位 GALT（gut associated lymphoid tissues

5、,肠道相关淋巴样组织）,肠粘膜屏障功能与致病因素,内毒素与细菌 （损伤肠粘膜） 肠粘膜屏障 （抵抗肠粘膜损伤） 通过淋巴管或血管的移位 （肠道相关淋巴样组织，gut associated lymphoid tissues,GALT）,肠上皮屏障 intestinal epithelial barrier,包括肠上皮细胞和细胞间连接 transcellular pathway paracellular pathways tight junctions adhension junctions gap junctions desmosomes,肠上皮屏障,包括肠上皮细胞和细胞间连接 肠上皮细胞 跨细

6、胞转运（途径） 旁细胞转运（途径） 细胞间连接 紧密连接 粘附连接 缝隙连接 桥粒desmosome,紧密连接的分子组成,4 分子组成：跨膜蛋白 封闭蛋白（claudin) 密封蛋白（occludin,咬合蛋白） 以上两种蛋白为4次穿膜的膜螯合蛋白。 C-末端和N-末端均伸向细胞质，对紧密连接的形成和功能起重要作用。 Zonula occluden(ZO）蛋白 紧密连接蛋白 紧密连接蛋白模式图 A相邻质膜上蛋白颗粒连成的封闭素 B 紧密连接中的两种跨膜蛋白（封闭蛋白claudin和咬合蛋白/密封蛋白occludin),紧密连接的功能,1 2 形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障，从而维

7、持上皮细胞的极性。,肠粘膜屏障评价的方法,1 血内毒素 内毒素是革兰氏阴性菌G-细胞壁的脂多糖（LPS，lipopolysaccharides)成分，正常情况下肠腔（intestinal lumen)内含有大量细菌和内毒素。 肠粘膜屏障功能障碍时，内毒素穿过肠粘膜，进入血循环（circulation)，形成内毒素血症。 监测外周血中的内毒素水平，成为评价肠粘膜屏障功能的重要手段。,肠粘膜屏障评价的方法,2血D-乳酸 D-乳酸是细菌发酵的代谢产物，肠道多种细菌均可产生。 正常情况下，D-乳酸很少被吸收，并且哺乳动物不具备将其快速降解的酶系统。 肠粘膜通透性增加时，肠道细菌产生的D-乳酸通过受损粘

8、膜入血。故检测血浆D-乳酸水平可及时反映肠粘膜损害程度和通透性变化。,肠粘膜屏障评价的方法,3 血二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO) 二胺氧化酶（DAO)是哺乳动物肠绒毛标志酶，空肠和回肠活性最高。该酶在小肠绒毛中国含量高，活性强，在其他组织含量少，活性低。 肠粘膜受损后，该酶入血或随坏死脱落的肠粘膜细胞入肠腔内，导致血浆和肠腔FAO活性增高。 溶血因素对其结果有影响。,肠粘膜屏障评价的方法,4 血肠脂肪酸结合蛋白IFABP （intestinal fatty acid binding protein,IFABP) IFABP是一组低分子量胞液蛋白，在长链脂肪酸的摄取、转运及

9、代谢调节中发挥着重要作用。 正常情况下，周围血中检测不到IFABP,肠上皮细胞通透性增加时，IFABP释放，通过毛细血管及乳糜管进入血液循环。,肠粘膜屏障评价的方法,USSING CHAMBER (尤斯灌流室，利用体外扩散池法） Transepithelial electrical Resistance(TER） R=V/I Paracellular flux of radiolabeled probe 2H-Mannitol low flux rate=good-intact epithelial barrier high flux rate=bad-leaky epithelial epi

10、thelial barrier,肠粘膜屏障评价的方法,尤斯灌流室法（利用体外扩散池法） 跨上皮电阻(TER） R=V/I 放射性标志探针的旁细胞流动 2H-甘露聚糖 低流速意味着良好的完整的上皮屏障 高流速意味着损坏的有漏缝的上皮屏障,细胞因子 （1）一氧化氮（nitric oxide,NO） 神经递质，具有舒展血管，保护肠粘膜的作用，能调节粘膜血流，促进粘液释放，加快粘膜损伤的修复，还能抑制中性粒细胞的附着及刺激肥大细胞的脱颗粒。 （2）白介素（ interleukin,IL） IL-10在维持肠道屏障功能上起关键作用。 （3）粒细胞集落刺激因子 （granulocyte colony st

11、imulating factor,G-CSF） 可改善中性粒细胞的吞噬作用，对肠粘膜有一定的保护作用。,生长因子,表皮生长因子（EGF) 转化生长因子（TGF) 参与调节胃肠道粘膜上皮的更新和损伤粘膜的修复，维持肠粘膜完整性的重要介质。 肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor,HGF） 来源于内皮细胞、成纤维细胞、脂肪细胞等间质细胞，参与肠粘膜修复过程中的上皮重建和增殖的主要内源性刺激物。 胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor,IGF-1） 促进肠粘膜DNA和蛋白质的合成。,（二）肠道粘膜与免疫,免疫,免疫（immunity): 机体

12、对“自己”和“异己”识别、应答的过程。 表现为清除“异己”，耐受“自己”，维持机体的生理平衡。,组成,1 中枢淋巴器官： 包括胸腺、骨髓和法氏囊（禽类） 2 外周淋巴器官 包括脾脏、淋巴结、粘膜相关淋巴组织、皮肤相关淋巴组织,机体内的军事基地,士兵工厂骨髓 训练场地胸腺 战场淋巴结,免疫系统从三个方面来发挥它的”国防“作用,1 保护 使机体免于病毒、细菌、污染物质及疾病的攻击。 2 清除 新陈代谢后的废物及免疫细胞与敌人打仗时遗留下来的病毒死伤尸体，都必须借由免疫细胞加以清除。 3 防御,人体内的”安检设防“点,咽喉守卫者 血液过滤器 肠道守护者,免疫助手,盲肠 场所：B细胞成熟，抗体产生。

13、盲肠扮演着交通指挥员的角色，生产分子来指挥白血球到身体的各个部位。 “通知”白血球在消化道内存在入侵者，参与局部免疫和控制抗体的过度免疫反应。,免疫应答类型,1 固有免疫/先天免疫/非特异免疫 innate immunity 在长期进化过程中形成第一道防线。 个体出生时即具备，作用时间短和范围广，并非针对特定抗原。 包括： 皮肤、粘膜及其分泌的抑菌/杀菌物质的屏障效应，非特异性免疫效应细胞（粒细胞、单核/巨噬细胞、NK细胞）和效应分子的生物学作用。 2 适应性免疫/获得性免疫/特异性免疫 adaptive immunity,Toll样受体及其信号转导,Toll like receptor (TLR）and its cell signaling transduction,病原体相关的分子模式模式识别受体,PAMPPRR 小偷小摸治安联防/片警 交通违规交通警察 违章摆摊铁血城管 官员腐败中纪委 劫持人质防暴警察 外敌入侵陆海空三军,病原体相关的分子模式（PAMP),定义： 模式识别受体（PRR)识别结合的配体受体。 病原微生物表面某些共有的高度保守的分子结构。 G-