免疫系统的组织、器官与细胞.ppt

第五章 免疫系统的组成、器官与细胞,第五章免疫系统的组成、器官与细胞,第一节 淋巴组织和器官的结构与功能 第二节 免疫系统的细胞,第二节 免疫系统的细胞,一、B细胞 二、T细胞 三、自然杀伤细胞和自然抑制细胞 四、单核吞噬细胞、粒细胞和肥大细胞 五、朗格汉斯细胞与树突细胞,一、B细胞,B细胞也称骨髓依赖淋巴细胞，指带有自身合成免疫球蛋白的细胞。,一、B细胞,1、 B细胞的来源 胚胎期（哺乳动物）源于胎肝和胎脾。 成体来源于骨髓的淋巴干细胞。 2、发育分化 淋巴干细胞祖B细胞前B细胞幼B细胞成熟B细胞浆细胞和记忆细胞。,B细胞的分化,记忆细胞,淋巴干细胞,祖B细胞,前B细胞,幼B细胞,成熟B细胞,激活B细胞,浆细胞,轻链的重排,重链的重排,表达CD45R（小鼠为B220）,改变RNA加工,抗原刺激,合成替代轻链,Ig表达,骨髓,外周淋巴 组织,B-Cell 在骨髓中的发育,VLA-4： 整合素分子 VCAM-1：黏附分子 C-Kit：祖B细胞受体分子 SCF：基质细胞因子,骨髓基质细胞,祖B细胞通过其VLA-4和骨髓中基质细胞上的VCAM-1结合后，祖B细胞上的C-Kit鱼基质细胞分泌的IL-7结合并调节这两种细胞之间黏附分子的作用。使祖B细胞脱离基质细胞继续分化增殖，并完成Ig重链基因的重排进入前B细胞的发育阶段。前B细胞继续发育并发生Ig轻链基因的重排，进入幼B细胞。,幼B细胞,前B细胞,祖B细胞,一、B细胞,3、B细胞亚系 有人把小鼠的B-Cell产生抗体时是否需T-Cell辅助作为标准分为： B-1亚系：也称非常规B细胞亚系，为T细胞不依赖性，只有初级应答。 B-2亚系：也称常规B细胞亚系，为T细胞依赖性。,一、B细胞,3、B细胞亚系 按照B细胞表面分子不同分为： 次要亚系：细胞表面有CD5分子，这类细胞能产生针对自身抗原的抗体。 主要亚系 ：表面无CD5分子。,IgE,4、B细胞的表面标记和内部标记,B细胞的表面标记,表面标记是指细胞表面上具有特殊结构与功能的蛋白质分子。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 抗原受体（膜抗体） 识别特点：识别游离的抗原，不受MHC限制 mIg分子的C端比分泌型抗体分子（sIg）多一段疏水的肽段。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 Fc受体：与抗体Fc片段结合的受体。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 Fc受体：与抗体Fc片段结合的受体 抗体类型不同，Fc受体也不相同。 B细胞表面上有有FcR(IgG)和FcR(IgE)二种。 FcR又分为FcR、FcR FcR。 FcR又分为FcR、FcR。, Gamma；Epsilon,B细胞的花结试验,Fc受体能结合抗原-抗体形成的复合物。 用抗牛红细胞抗体与牛红细胞形成的复合物（抗体致敏红细胞，EA）作EA花结试验。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 补体的受体 在B细胞表面有CR1(CD35)和CR2(CD21)二种， CR1: 结合C3b和C4b，免疫黏附功能，调节B细胞的活化增殖。 CR2: a.B细胞协同受体组成分子; b.与C3d和C3dg结合促进B细胞活化；,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 补体的受体 在B细胞表面有CR1(CD35)和CR2(CD21)二种，,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 有丝分裂原受体 有丝分裂原：是能促进淋巴细胞产生有丝分裂的物质。有选择性的与B或T淋巴细胞结合 作用：使静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞。 种类：葡萄球菌A蛋白（SPA）B细胞专有 （不依赖于T细胞） 美洲商陆有丝分裂原（依赖于T细胞）,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 MHC-抗原 MHC抗原是主要组织相容性抗原，是MHC编码的一类膜蛋白，在蛋白质抗原信号传递中起重要作用。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 MHC-抗原 分两类：MHC-和MHC- B细胞能表达MHC-抗原，能被CD4+T细胞识别。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 T1受体（CD72）和MEM受体 T1受体与T细胞表面的T1抗原结合。 MEM是鼠红细胞受体。 两者可能是未成熟的B细胞的标志,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 B7分子 由微生物的脂多糖抗原诱导 含两个Ig样结构域的肽链； 包括B7.1和B7.2两种 与T细胞的CD28及CTLA-4结合，提供T细胞活化的第二信号。 对B细胞抗原递呈和B、T细胞间的信号传递非常重要。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的表面标记 CD40 异源二聚体，在B细胞、巨噬细胞、树突细胞和碱性上皮细胞表达 接受T细胞之CD40L分子所提供的协同信号以完成B细胞对TD抗原的免疫应答（B细胞活化的第二信号）； 促进B细胞的Ig转类 。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的内部标记 末端脱氧核苷转移酶(TdT),存在于B细胞及T细胞的前体细胞的胞核中，能催化核苷酸结合到DNA外露末端及非胚系残基上，在Ig基因重排时插入，影响抗体上抗原结合位的多样性。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的内部标记 mRNA差别导致合成蛋白的差异 T细胞和B细胞有200种mRNA的差别 B细胞有一些不编码表面蛋白的mRNA，有其他的生物活性。,一、B细胞,4、B细胞的表面标记和内部标记 B细胞的内部标记 免疫球白蛋基因增强子 作用：增强免疫球蛋白基因启动子的活性。能被专一的DNA结合蛋白所识别，调节启动子以增强Ig基因的转录。,二、T细胞（胸腺依赖的淋巴细胞）,T细胞：来源于胚肝或骨髓的原T细胞，在胸腺微环境中分化、发育，成熟后迁移至外周血，继而定居于外周淋巴组织，可介导细胞免疫应答，并辅助机体针对T细胞依赖性抗原产生体液免疫应答。,二、T细胞（胸腺依赖的淋巴细胞）,1、T细胞的来源 胚胎期(哺乳动物)：来源于胎肝，或卵黄囊。 成体：来源于骨髓的造血干细胞。,二、T细胞（胸腺依赖的淋巴细胞）,2、T细胞的发育 幼年，T细胞前体紧密排列在胸腺上皮细胞的网络中，转移到胸腺中发育分化成熟。 双负双正单正,外皮质部,内皮质部,胸腺素,胸腺生成素,髓部,次级免疫器官的胸腺依赖区,双负,双正,单负,T细胞在胸腺内的发育过程,Thymic cortex 胸 腺 皮 质,Thymic medulla 胸 腺 髓 质,T-Cell Maturation, Activation, and Differentiation,巨噬细胞,树突状细胞,Thymic cortex 胸 腺 皮 质,正选择,Thymic medulla 胸 腺 髓 质,负选择,Scanning EM of CD8-Positive T Lymphocytes Isolated with Magnetic Antibodies 结合了抗体的CD8+ T细胞扫描电镜照片,二、T细胞（胸腺依赖的淋巴细胞）,3、T细胞的表面标记 T细胞表面有多种膜表面分子，这是T细胞识别抗原，与其它免疫细胞相互作用，接受信号刺激等的分子基因，也是鉴别和分离T细胞和T细胞亚群的重要依据。T细胞膜表面分子主要有白细胞分化抗原（CD）、主要组织兼容性抗原（MHC）以及各种膜表面的受体。,T细胞表面膜分子,二、T细胞（胸腺依赖的淋巴细胞）,3、T细胞的表面标记 T细胞抗原受体与CD3 CD4和CD8抗原 整合素（integrin） 其他的T细胞表面辅助分子,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,T细胞抗原受体（TCR） a、TCR：T细胞对抗原特异识别和结合的受体蛋白。任一T细胞只表达TCR2和TCR1之一。 b、TCR有二类： TCR ： 90%T细胞为 TCR。 TCR ： 10%T细胞为TCR 。 外周T细胞中表达TCR的类型，不在胸腺中发生。,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,c、结构,膜外区：V区和C区,穿膜区,胞浆区,Ig超家族,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,d、 TCR 能识别与MHC-I类有关的分子，且不依赖于抗原的加工处理，在自然免疫和获得免疫中起重要作用。 这类细胞多分布于皮肤和肠粘膜部位，在受到病原体激活后，产生趋化因子、上皮生长因子等，也能分泌IL-4而活化Th2，促进体液免疫。,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,e、TCR 由、链组成的异源二聚体。 链：结构和基因编码与Ig非常相似，由可变区(V)和恒定区(C)组成。 链的V区由102-119个aa组成，空间结构也与Ig很相似，每条链各有三个超变区(CDRs)，决定其特异性，并与CDR3有重要的关系。 链的C区由138-179aa组成，分成四个功能区，N端各含二个由链内半胱氨酸形成二硫键的环，与Ig的C区相似。,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,f、TCR特异性的特点 双重特异性：TCR在结合抗原-MHC复合物时，既要识别抗原肽段又要识别MHC分子，否则T细胞不能被结合，也不可能被激活，也保证了MHC的限制性作用。 特异性必需由、二条肽链共同完成：T细胞对抗原的识别受MHC-I类还是-II类分子限制，但这种限制并非由TCR抗原结合位决定，而是决定于T细胞表面表达的分子是CD8还是CD4。,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,TCR,Coreceptor(CD4),Ag,MHC-II,Diagram of the ab TCR-CD3 complex,Comparison between the B-cell and the T-cell receptors,B-cell,T-cell,T细胞抗原受体与CD3T细胞抗原受体（TCR）,g、TCR基因具有多样性：可达1010以上， 由于不能随机重排，多样性受到限制。 TCR与CD3形成复合物，能识别MHC-I或MHC-II递呈的抗原。,T细胞抗原受体与CD3CD3,a、CD3仅存在于成熟T细胞表面，由 5条肽链组成，常与TCR紧密结合形成含有8条肽链的TCR-CD3复合体。,T细胞抗原受体与CD3CD3,b、由、和五种肽链组成 其中可形成同源二聚体(或2)或异源二聚体 在TCR-CD3复合物中 90%为TCR: 10%为TCR:,(Delta),(zeta),(eta),T细胞抗原受体与CD3CD3,c、TCR-CD3复合体的功能 识别抗原肽及MHC 稳定TCR结构；传递抗原刺激的信号, CD4和CD8抗原,老鼠胸腺细胞：红色CD4；L绿色CD8, CD4和CD8抗原CD4,CD4分布：是Th和Tind(诱导性T细胞)的表面标志。 CD4组成：人类由459个aa构成的单链糖蛋白，其中跨膜区片段有21aa，胞质功能区有40aa，胞外区由四个与Ig可变区相似的功能结构域组成。, CD4和CD8抗原CD4,CD4功能：参与识别MHC-II抗原，是TCR的共受体；与II类分子的Ig样区(22)结合，发挥细胞粘附分子的作用；起信号传导作用，促使T细胞激活；也是HIV的受体。, CD4和CD8抗原CD8,CD8分布：是Tc(CTL)和Ts(抑制性T细胞)的表面标记。 CD8组成：由二条或多条相同肽链组成，人类是由二条(CD8) 链组成的同源二聚体，小鼠是由、组成的异源二聚体。 、 链均由胞外功能区、连接肽跨膜区和胞质尾部组成。, CD4和CD8抗原CD8,CD8功能：是识别MHC-I抗原，是TCR的共受体，与I类分子的Ig样区3结构域部位结合，发挥细胞粘附分子的作用；同时也起信号传导作用，从而促使T细胞激活，对带有这类抗原蛋白的靶细胞有细胞毒作用。,整合素,功能:整合素能促进细胞与细胞之间及细胞与胞外基质之间的相互作用，同时起信号传导作用。 组成:整合素是一类粘附分子，是一大家族，由30多个成员组成，但均由不同的、组成异源二聚体结构。 整合素1(CD49)类:代表是VLA，由CD49与不同的链组成不同. 如VLA-4,5，6等。 整合素2(CD18）类:代表是LFA-1（白细胞功能相关抗原)，由CD18-CD11a(2L)组成。,整合素,整合素链与链的配对组合,CD2,淋巴细胞功能相关抗原-2（LFA-2） 分布于成熟的T淋巴细胞表面 绵羊红细胞受体(SRBCR),CD2, CD28和CTLA-4(CD152),CD28： 是Ig超家族成员，由二条肽链组成的同源二聚体。 是APC表面最重要的协同刺激分子B7的受体； 与APC上的CD80（B7)结合，形成T细胞活化的第二信号。, CD28和CTLA-4(CD152),CTLA-4组成：(溶细胞性T淋巴细胞相关抗原)，与CD28有高度的同源性。均表达于活化的T细胞表面。, CD28和CTLA-4(CD152),CD28和CTLA-4功能:是B7(B7.1和B7.2)的配体，结合后起协同刺激作用。其中CD28与B7结合起正调节作用，而CTLA-4与B7结合起负调节作用。, CD40L,又称为gp39，表达于Th表面，是B细胞表面分子CD40的配体，二者的结合是B细胞活化的信号之一。,TCR,Coreceptor(CD4),Ag,MHC-II,其它表面分子,CD45:即白细胞共同抗原。由位于1号染色体上的单一基因编码，但由于有A、B、C三个不同的外显子的不同剪接，导致8种可能的mRNA产生，而且加入糖基不同，所以CD45有多态性，表现为同种型分子表达在不同的细胞上，即CD45R。 CD45R0：表达于记忆T细胞、B细胞、粒细胞、单核细胞和某些T细胞亚群的细胞膜上； CD45RA：表达于野生型T细胞亚系、B细胞、NK细胞等细胞膜上； CD45RB：表达于B细胞、粒细胞、单核细胞和某些T细胞亚群的细胞膜上。,其它表面分子,CD5：表达于所有的T细胞和胸腺细胞和某些B细胞上。 CD2：人成熟T细胞（90%以上）和胸腺细胞（50-70%）表面有CD2，NK细胞上也有表达。 有丝分裂原受体 (MR),三、自然杀伤细胞和自然抑制细胞,1、自然杀伤细胞,三、自然杀伤细胞和自然抑制细胞,1、自然杀伤细胞 大颗粒淋巴细胞（溶酶体） 骨髓中发育 分子表型：TCR、mIg、CD16、CD56、CD3 生物学作用： （1）杀伤作用（抗肿瘤和早期抗病毒或胞内寄生菌感染） （2）免疫调节作用（分泌细胞因子）,三、自然杀伤细胞和自然抑制细胞,1、自然杀伤细胞,杀伤抑制受体KIR,类凝集素受体AR,RAPID-RESPONSE FORCE Two natural killer cells attack a cancer cell.,三、自然杀伤细胞和自然抑制细胞,2、自然抑制细胞 CD3+TCR+CD4-CD8-。能抑制多种免疫反应，但无抗原特异性，也无同MHC限制性。 通过分泌各种抑制因子来介导抑制作用,四、单核吞噬细胞、粒细胞和肥大细胞,1、单核吞噬细胞,单核巨噬细胞,单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）；透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显(中）；扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右）。,多能干细胞 髓样干细胞 单核母细胞（成单核细胞） 前单核细胞 单核细胞 巨噬细胞,来源与分布,（2）膜分子,MHC类和类分子（与抗原提呈作用有关） 多种黏附分子 Fc受体（调理吞噬） 补体受体 多种细胞因子、激素、神经肽受体 模式识别受体, 巨噬细胞 巨噬细胞是吞噬细胞的一类，由骨髓干细胞经原单核细胞、前单核细胞成为单核细胞(monocyte)，其膜上有Fc和C3受体，进入组织后分化成为巨噬细胞。,巨噬细胞形成时，胞内溶酶体中的各种酶活性明显增强，有利于其功能发挥。 表面有多种标记分子，如补体受体(CR1、CR3、CR4)、Fc受体(FcR、 FcR)及其它一些受体和、MHC-I、-分子。 巨