T淋巴细胞.ppt

T淋巴细胞 (T lymphocyte),T细胞电镜图,T细胞在胸腺中的分化发育 T细胞的表面分子及其作用 T淋巴细胞亚群 T淋巴细胞的功能,T细胞在胸腺中的分化发育,90%以上的T细胞在胸腺中发育,骨髓 胸腺 祖T细胞 前胸腺淋巴细胞 早期 中期 成熟 外周血 Pro-T Pre-T 胸腺细胞 T细胞,胸腺通过趋化因子的作用吸引由骨髓中的HSC起源的祖T细胞,来源于骨髓在胸腺（thymus）内发育成熟移行至外周淋巴组织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淋巴细胞的发育,胸 腺,细胞: 胸腺基质细胞(thymic stromal cell,TSC) 上皮细胞Mo-M, TDC, 成纤维细胞 胸腺细胞(thymocyte) 结构:皮质区-胸腺细胞致密, 为不成熟细胞 髓质区-胸腺细胞疏松, 为较成熟细胞 胸腺皮质是活化和胸腺细胞增生的主要场所,约72小时细胞完全更新一次.大部分(95%)胸腺细胞在皮质内自行凋亡. 少数(5%)在髓质, 经历进一步的分化和选择 最后(约1%)从髓质输出到外周免疫器官,分布到特定的胸腺依赖区.,骨髓、胸腺造血微环境是造血干细胞发育分化的必要 条件，维持造血干细胞的自我更新和分化主要机制： 分泌激素、细胞因子或其他介质 胸腺基质细胞分泌的胸腺激素、细胞因子，如IL-7是胸腺中T细胞成熟的重要条件；骨髓基质细胞分泌的IL-7是诱导祖B细胞（pro-B）向前B（pre-B）分化的关键细胞因子；骨髓及胸腺基质细胞还可产生多种CSF，刺激不同谱系发育不同阶段细胞的生长和分化。 通过粘附分子及分泌的细胞外基质相互作用，提供必要的刺激信号。,胸腺上皮细胞表达的MHC类和类分子参与T细胞在胸腺成熟过程中的阳性和阴性选择 T细胞在胸腺内的发育可分为以下三个阶段： TCR基因重排； 阳性选择； 阴性选择 结果：T细胞在胸腺发育过程中获得功能性TCR的表达,自身MHC限制以及自身耐受,1.诱导T细胞在胸腺内分化发育的因素,(1)胸腺基质细胞(上皮细胞、DC和M)表面粘附分子直接与未成熟T细胞(胸腺细胞)的相互作用 (2)胸腺基质细胞分泌多种CKs(IL-1,6,7)和胸腺激素，诱导胸腺细胞分化 (3)胸腺细胞自身分泌多种CKs(IL-2,4)对自身细胞的作用 (4)胸腺基质细胞表面的MHC分子和自身抗原肽对T细胞的选择作用,(1) 前胸腺淋巴细胞 (pre-T) 指进入胸腺而尚未表达T细胞标记的pre-T 表达：末端脱氧核苷转移酶(Tdt), CD7 (2) 早期胸腺细胞（双阴性细胞，DN） 位于：胸腺皮质外层 表达：CD2、CD5和胞浆CD3 (三阴性细胞：CD3-CD4-CD8-) (双阴性细胞：CD3lowCD4-CD8-) (3) 中期和普通型胸腺细胞（双阳性细胞，DP） 位于：胸腺皮质深层 表达：CD1、CD3、CD4、CD8和TCRlow 、 TCRlow (4) 成熟胸腺细胞 位于：胸腺髓质和外周血 (单阳性细胞 SP) 表达：CD4+或 CD8+、CD2、CD3、TCR,2胸腺细胞分化发育的程序,（1）CD4-CD8-双阴性T细胞 最早出现，占胸腺细胞15% （2）CD4+CD8+双阳性细胞 中期分化细胞 主要分布于胸腺皮质内，占8085% （3）CD4+单阳性成熟细胞 主要分布于髓质 99%TCR+ （4）CD8+单阳性成熟细胞 主要分布于髓质 50% TCR+,3胸腺细胞亚群,重要事件 * 功能性TCR形成（基因重排） * 阳性选择 * 阴性选择 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。,T淋巴细胞在胸腺中的发育,特点： TCR基因重排并表现多样性后，才进行选择 选择发生在DPSP阶段 TCR传递选择信号，且与MHC有关 意义： 去除自身反应性T细胞（TCR针对自身） 保留具有多样性的抗原反应性T细胞。,胸腺细胞的选择,TCR 基本结构,T 细胞,抗原递呈细胞（APC）,链T细胞 链T细胞,T细胞受体（TCR）的发育 TCR和链基因重排：T细胞约占T细胞9599%，T细胞约占15%。 胸腺细胞在双阴性（DN）阶段时期（即CD44low CD25+阶段），链基因开始重排，表达链蛋白，并与前T细胞替代链PT（Pre T Cel1）组装成PT：二肽链，表达于细胞表面（此时细胞增殖活跃，IL-7R的表达对这个时期的分化发育至关重要）； 分化至CD4 + CD8 + PT：CD3low的双阳性（ DP）阶段，细胞停止增殖，链基因开始重排，并表达有功能性的TCR。,T细胞成熟顺序： 链基因重排 链基因重排 CD4-CD8-TCR- （ PT： ） CD4+CD8+TCR- 阳性、阴性选择 CD4+CD8+TCR+ CD4+CD8-TCR+/ CD4-CD8+TCR+ (CD3+) (CD3+) (CD3+),阳性选择 在胸腺皮质中，同胸腺上皮细胞表达的自身肽：MHC类或类分子复合物以适当亲和力进行特异结合的DP细胞，可继续分化为单阳性（SP）细胞； 其中与类分子结合的DP细胞CD8表达水平升高，CD4表达水平下降直至丢失 ; 而与类分子结合的DP细胞，CD4表达水平升高，CD8表达水平下降最后丢失； 不能与自身肽：MHC分子复合物发生有效结合或发生亲和力过高结合的DP细胞，在胸腺皮质中发生凋亡，占DP细胞的95%以上。约5的DP细胞经选择而存活，此过程称为胸腺的阳性选择（postive selection）。,获得MHC限制性,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，则CD4丢失，成为CD8T细胞。,阳性选择,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。,TCR(能结合)自身MHC细胞成活 TCR(不结合)自身MHC细胞凋亡 MHC-类分子选择CD8+T细胞 MHC-类分子选择CD4+T细胞 选择保留能与自身MHC-多肽有一定亲和力的T细胞 主要由胸腺皮质上皮细胞介导 意义：获得了MHC限制性,阳性选择positive selection,阴性选择 阴性选择（negative se1ection），系SP细胞在皮质区、皮髓质交界处及髓质区，与胸腺DC、巨噬细胞表达的自身肽：MHC I类或类分子发生高亲和力结合的而被消除，或成为无能状态，以保证入外周淋巴器官的T细胞库中不含有针对自身成分的T细胞，也是T细胞自身免疫耐受的主要机制。,清除自身反应性（有害）T细胞,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。,阴性选择,阴性选择negative selection,高亲和力TCRAg/自身MHC凋亡 低亲和力TCRAg/自身MHC成活 主要由胸腺髓质树突状细胞介导 意义：清除自身反应T细胞（auto-reactive T cell，ART） 即指与自身MHC-自身多肽呈高度亲和力的T细胞。,(DP),(SP),(DC/M),CD4,(95%),pre-T,MHC-,MHC-,pre-T,pro-T,(DN),pre-T,5%,自身肽,阳性选择：DP细胞TCR与胸腺皮质上皮细胞表面的MHCI/II类分子以适当亲和力结合，分化为CD8/CD4的SP细胞；不能结合或高亲和力结合的DP细胞发生凋亡。 阴性选择:能与DC或M提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合的SP细胞，发生凋亡；而不能识别抗原的SP细胞则发育成熟。 发育过程： 双阴性细胞（DN,CD4-CD8-） 双阳性细胞（DP，TCR+CD4+CD8+） 阳性选择（获得MHC限制性） 和阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞(CD4T和CD8T细胞）,T细胞的发育（总结）,T 细 胞 发 育,T细胞的表面分子及其作用,T细胞表面分子,T细胞表面受体：TCR-CD3复合物、 细胞因子受体、病毒受体、丝裂原受 体(PHA受体、Con A受体) T细胞表面抗原：MHC抗原、CD3、 CD4、CD8、CD45、协同刺激分子 CD28/CTLA-4、CD40L、LFA-1 (淋巴细胞功能相关抗原1) 、LFA-2 （CD2） 。,TCR-CD3复合物 是T细胞抗原受体与一组CD3分子以非共价键结合而形成的复合物，是T细胞识别抗原和转导信号的主要单位。 TCR有、 、四种肽链，每条肽链均有可变区(V区)和稳定区(C区) 。据TCR异二聚体的不同组成，可分为TCR和TCR两种类型 T细胞活化的第一信号: TCR特异性识别结合于MHC分子凹槽中的抗原肽,1. T细抗原受体(TCR)复合物,TCR（T cell antigen receptor）的组成 (1) TCR 分子组成：属于IgSF 成员，分两种： I型 TCR- g 链 + d 链，(gd T 细胞少数) II型 TCR- a 链 + b 链，(a b T 细胞主要) Va +Vb 组成Ig 样V 区：结合抗原肽。,TCR 分子复合体组成及其作用：,1）TCR分子: 负责结合APC 递呈的抗原肽。 2）CD3分子：由和 组成的两对分子。 3）分子：由或组成 CD3和分子作用： 负责传导抗原刺激活化 信号。,ITAM：免疫受体酪氨酸活化基序 其酪氨酸残基被PTK (蛋白酪氨酸激酶)作用后磷酸化随后的反应为传导信号 ITIM ：免疫受体酪氨酸抑制基序,TCR- CD3复合物,CD3 CD3分子由、（zeta）和（eta）五种链组成,CD3和链均属IgSF，跨膜区通过带负电的氨基酸与TCR和TCR链跨膜区带正电氨基酸形成盐桥，形成稳定TCR-CD3复合物。CD3的胞浆区有“免疫受体酪氨酸活化基序”（ITAM）的结构，可介导活化信号 ITAM： Yxx(L/V) (酪xx亮/缬) CD3分子的功能：稳定TCR结构 传递T细胞活化的信号,2. CD4和CD8 T细胞的协同受体,(1)CD4 胞外区 含4个Ig V样功能区 结构：单链 可分 跨膜区 胞内区,功能：作为CAM与MHC-类分子结合； 胞内区与PTK相连，激活T细胞； HIV受体。,(2)CD8 胞外区 1个Ig V样功能区、连接肽 结构：异二聚体 跨膜区 胞内区,功能：作为CAM与MHC类分子结合； 胞内区与PTK相连，激活T细胞。,CD4和CD8表达分类 CD4+ T细胞 CD8+ T细胞 表型 CD3+CD4+CD8- CD3+CD8+CD4- 识别抗原肽 13-17AA 8-10AA MHC限制性 MHC-II类分子 MHC-I类分子 Th + - Tc + +,CD4+ T细胞与CD8+ T细胞的比较,CD4和CD8分子-协同/辅助受体(co-receptor),协同刺激：协助T细胞对抗原刺激后的活化（使其完 全活化） 抗原肽-MHC复合体 + TCR 抗原刺激第1信号 初步活化 协同刺激分子 + 协同刺激分子受体 协同刺激 第2 信号 完全活化,协同刺激分子受体(costimulatory receptor),协同信号分子 CD28-CD80/86 是参与T细胞活化的主要协同刺激信号（T 细胞活化第2 信号），可使T 细胞充分活化。 CTLA4 - CD80/86 CD80/86 CTLA4 (细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4）与CD28具有高度同源性，该分子与B7的亲和力比CD28高约20倍。与B7结合可启动抑制性信号（CTLA4胞浆内为ITIM） ，从而有效制约特异性T细胞克隆过度增殖。 （负反馈调节作用）,3. CD28 和 CTLA4 分子,Inhibition of T cell activation by CTLA-4,CD40-CD40L（前者主要表达在成熟B细胞；后者主要表达于活化CD4+T细胞、部分CD8+T细胞）结合与B细胞的活化（协同信号）、记忆性B细胞形成和阴性、阳性选择有关。 LFA-1（其配体是ICAM-1、2、3）。 LFA-2 （其配体是LFA-3）,4. CD40L,CD40L(又称gp39分子) 功能 CD40L同APC表面的CD40结合， 信号给活化T细胞； 活化APC表达B7分子； T细胞表面的CD40L与B细胞表面 的CD40相互作用,产生Ig类转换。,LFA-1(淋巴细胞功能相关抗原-1) 整合素家族成员 （1）组成：一条链(L)，一条链(2) （2）分布：全部白细胞，活化T细胞增加表达 （3）配体：ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1, 细胞间粘附分子1，CD54) （4）功能：介导T细胞的移行；在T细胞同 APC或靶细胞间起粘附作用。,5. ICOS 表达于活化的T细胞，促进T细胞增殖 6. PD1 表达于活化的T细胞，抑制进T细胞增殖,7. CD2 (LFA-2，SRBC受体) 配体：LFA-3(CD58分子) 功能：介导T细胞与抗原递呈细胞间的粘附作 用，刺激T细胞非特异性活化；介导胸 腺细胞的发育成熟。,8. 丝裂原受体、黏附分子,常见的T细胞的凝集素有：植物血凝素（PHA） 和刀豆蛋白A（Con A） 有丝分裂原：指在体外能非特异地刺激初始淋巴细胞发生淋巴母细胞转化、DNA合成增加和产生有丝分裂等变化的物质。不同丝裂原可选择性作用于T细胞或B细胞。刀豆素A (ConA)、植物血凝素 (PHA) 和美洲商陆 ( PWM) 等可诱导T细胞增殖。 为在体外检测细胞免疫功能，可应用PHA等刺激人外周血T细胞，以观察T细胞增殖程度，此即淋巴细胞转化试验,L,T淋巴细胞亚群,初始T细胞 活化T细胞 记忆性T细胞,分 类,T细胞,T细胞,按表达TCR类型不同,按表达的CD分子不同,CD8+T细胞亚群,CD4+T细胞,按功能不同,辅助性T细胞 (Th) 细胞毒性T细胞 (CTL或Tc) 调节性T细胞 (Tr或treg),按对抗原应答所处状态不同,（一）初始、效应和记忆T细胞,初始T细胞是没有接受过抗原刺激的成熟T细胞,效应T细胞是执行机体免疫效应功能的细胞,记忆性T细胞维持机体免疫记忆功能,初始T细胞 记忆T细胞 CD45RA CD45RO CD54 CD25 MHC-分子 ,T细胞 分布：大部分分布于粘膜伴随淋巴组织；,生物学功能,细胞毒作用：介导粘膜局部细胞性免疫应答； 免疫调节作用：释放细胞因子（IL-2、IL-3、 IL-4、INF-、GM-CSF和TNF等） 促B细胞分化、产生抗体； 活化单核-巨噬细胞； 损伤粘膜的修复作用：,（二） T细胞和T细胞,表面标志 TCR、多数CD4-CD8-、少数CD8+,T细胞 1.分布 皮肤、肠、肺及生殖器等粘膜及皮下组织 2.功能特点 受非经典MHC类分子限制 3.临床意义 抗感染 参与变态反应 参与自身免疫病 抗肿瘤,T细胞,（一）CD4+T细胞和CD8+T细胞,1.CD4T细胞,（二）调节性T细胞,2.CD8T细胞,(三)CD4亚群和CD8亚群 CD4+T细胞 99%为T细胞，识别1317个氨基酸，受MHC类分子限制 包括：Th、Tc、Ts。 Th（ Th1、Th2 和Th17； Th3和 Tr1 ） CD8+T细胞 30-35%为T细胞 识别810个氨基酸，受MHC类分子限制。 部分T细胞受非经典MHC分子限制 包括：CTL (Tc) 、Ts,（四）Th、CTL和Treg,根据功能不同，T细胞可分为：Th、CTL和调节性T细胞(Treg)。 实际为活化后的初始CD4 + T细胞和初始CD8 + T细胞分化的效应细胞或调节性T细胞。 调节性T细胞是按其功能命名的亚群，具有抑制免疫应答的作用。 初始CD4+T细胞可分化为Th1、Th2和Th17细胞,Th17细胞,Th17细胞是近来新发现的一个分泌IL-17的有别于Th1和Th2的CD4+Th细胞亚群。 Th17细胞除分泌IL-17外，也分泌GM-CSF、IL-6和TNF等细胞因子。 参与固有免疫和某些炎症的发生。,调节性T细胞(Treg),一些CD4+T细胞，除表达CD4分子和CD25（IL-2R的a链）分子外，其特征标志为其高表达转录因子Foxp3。这类细胞称为调节性T细胞(Treg)。 Foxp3不仅能作为CD4 +CD25+ Treg的标志分子，还是决定CD4+ CD25+ Treg功能的关键基因。 调节性T细胞是按其功能命名的亚群，具有 抑制免疫应答的作用。,调节性T细胞分为: 1.天然产生的自然调节性T细胞（nTreg） 2.诱导产生的适应性调节性T细胞(aTreg或iTreg)，如Th3、Tr1， 3.另外尚有CD8 Treg、NKT细胞等，与自身免疫性疾病的发生关系密切，其异常表达可导致自身免疫性疾病。,Th3 和Tr1（T regulatory 1） Th3细胞经抗原刺激可分泌高水平的TGF-，还分泌 IL-4等。 Tr1细胞分泌高水平的TGF-及IL-10，不分泌IL-4, 体外培养具有IL-10依赖性。 CD4+CD25+Treg细胞 经细胞间直接接触发挥对CD4+CD25-T 细胞和CD8+T细胞抑制作用。,T淋巴细胞对抗原的识别与应答,T淋巴细胞对抗原的识别,TCR识别抗原肽-MHC复合物 CDR1, CDR2-MHC 分子 CDR3-抗原肽 TCR识别抗原肽的MHC限制性 T细胞只能识别APC表面的特定的抗原肽-MHC复合物 T细胞进行抗原识别的部位 外周免疫器官,T淋巴细胞的活化,T细胞活化剂 抗原(由APC递呈的多肽) 丝裂原 单抗(抗T细胞表面分子) 超抗原 活化信号-双信号刺激 细胞因子及受体,双信号刺激,第一信号 双识别：TCR- 抗原肽; CD4-MHC II or CD8-MHC I 第二信号 T cells -APC间的共刺激分子的相互作用 CD28, CTLA-4 B7; LFA-1 ICAM-1; LFA-2 LFA-3; VLA-4 VCAM-1 无能状态(anergy)： 缺乏第二信号,使抗原特异性T淋巴细胞凋亡,细胞因子及受体,活化的T 细胞能分泌细胞因子 (IL-2, 4, 7, 10, etc.) 和表达细胞因子受体 , 促使 T 细胞增殖和分化.,T淋巴细胞的功能,CD表型：CD3+CD4+CD8-，主要为Th细胞亚群,识别抗原时受