CD4+ T Cell response

1、1、 DC细胞是目前已知的功能最强的专职性抗原呈递细胞，其膜表面高度表达MHCI和MHCII类分子。在免疫应答中起着重要作用，它能刺激初始型T淋巴细胞的增殖分化和成熟。2、 DC摄取抗原的途径与其他APC不同，主要通过巨吞饮作用，吞噬作用和受体介导的内吞作用等3条途径摄取抗原。未成熟的DC细胞主要任务是识别并捕获抗原，成熟的DC细胞的主要任务是抗原提呈。外源性抗原进入体内，被未成熟DC捕获后，加工成抗原多肽，这些多肽被呈递给MHC-II类复合物。内源性抗原，首先被蛋白酶分解为多肽，然后在内质网上组装成稳定的MHC-I类符合无，在提呈到DC表面。3、 在识别抗原提呈细胞的刺激信号后，CD4+ T

2、细胞开始活化、分裂，分化为效应细胞。根据细胞因子产生的不同和功能的不同，效应CD4+ T细胞可分为Th1和Th2, Th17和Treg细胞。Th1细胞产生IFN-,参与细胞免疫应答；Th2细胞产生IL-4、IL-15、IL10和IL-13等细胞因子，参与体液免疫应答。此外，CD4+T细胞还参与辅助CD8+T细胞的免疫应答和记忆性CD8+T细胞的形成。4、 在大多数组织中，DC以不成熟形式存在，主要发挥着“哨卫”的作用，有强大的摄取抗原的功能。DC成熟后，其抗原捕获能力迅速下降，已捕获的抗原经其加工、处理后可迅速与其胞质内的MHC-II类分子结合形成抗原-MHCII复合体，表达于DC表面，同时表

3、达高水平的协同刺激因子，如CD80、CD86及肿瘤坏死因子（TNF）等。5、 CD4+T细胞活化需要有双信号刺激，即其抗原识别受体（TCR）与抗原呈递细胞上的抗原多肽-MHCII符合物结合后，可通过CD3复合分子传递第一信号。CD4+T细胞上其它辅助分子如CD2、LFA-1、CD4及CD28等分子可与APC上相应的配体分子如LFA-3、ICAM-1、MHCII及B7分子等结合，不仅增强了CD4+T细胞与APC之间的黏附作用，同时可向CD4+T细胞传递协同刺激信号使之活化并产生多种细胞因子，它们既能促进CD4+T细胞克隆的扩增又是CTH反应的分子基础。6、 CD8是细胞毒性T细胞表面的标记物，而

4、CD4标志的T细胞是通过激活其他免疫细胞来达到对抗原的免疫清除作用的。7、 CD4分子包含4个Ig相似性结构域，其中D1结构域与IgV相似。同时D1结构域也是与MHCII复合体结合的结构域。D1结构域与MHCII复合体上的2结构域结合。8、 CD4和T细胞受体的结合激活MHCII-多肽复合物。9、 MHCI类分子提呈抗原（特别是病毒）多肽，传递信息给CD8标志的细胞毒性T细胞。10、 MHCI类分子常表达在有核细胞中，但在肝细胞中和无核细胞（如血红细胞）中表达量低。MHCII类分子常表达在B淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞中。当CD4+T细胞识别并于B淋巴细胞表面的MHCII类分子结合，能激活B

5、淋巴细胞产生相应的抗体。与巨噬细胞结合会激活巨噬细胞对抗原的吞噬作用。11、 内源性抗原，被蛋白酶分解为多肽，然后运送到内质网参与组装成MHC-1类分子，然后被运送到细胞表面。这种多肽-MHCI类分子复合物会被CD8+T细胞所识别。外源性抗原进入体内，被未成熟DC捕获后，加工成抗原多肽，这些多肽被呈递给DC表面的MHC-II类分子，形成多肽-MHCII类复合物，这种复合物能够被CD4+T细胞所识别。12、 内源性多肽通过TAP1和TAP2形成的多肽转运蛋白转运进入内质网参与多肽-MHCI类复合物。也只有当多肽MHCI分子结合后，MHC复合物才能从内质网中释放出来并运送到细胞表面。13、 MHC

6、-II类分子先被转运到内质网膜上，然后以形成囊泡的形式转运到细胞膜表面。病原体被巨噬细胞，树突状细胞等以细胞内吞的作用吞进细胞，形成内涵体，然后随着内涵体的发展，内涵体微环境逐渐偏于酸性，同时激活一些蛋白酶水解酶，最终形成溶酶体。将抗原分解成多肽小段。含有多肽小段的囊泡与运载MHC-II类分子的小泡融合，多肽小段结合到MHC-II类分子上，形成抗原-MHCII类复合物经由胞内小泡转运到细胞膜表面。14、 在巨噬细胞、未成熟的树突状细胞、B细胞或者其他抗原呈递细胞中，MHC-II类分子在胞内酸性囊泡中与抗原多肽小段相结合形成多肽-MHCII复合物并由囊泡转运到细胞膜表面，将这些肽段表达给CD4+

7、T细胞。15、 MHC-II类分子在内质网中形成的时候会有一个CLIP分子结合在其抗原结合位点上，同时会有一段Invariant chain与CLIP结合，稳定CLIP与MHC-II分子的结合，防止其他多肽与MHC-II的抗原多肽结合位点结合。当MHC-II分子向细胞膜表面运输的过程中，其转运囊泡中的PH值降低，Invariant chain因酸性的增加而降解，只留下CLIP。当含有抗原多肽的酸性囊泡与含有MHC-II类分子的囊泡结合后，由于MHC-II类分子上结合有CLIP，所以抗原多肽无法与MHC-II类分子结合。当HLA-DM与MHC-II结合时，CLIP从MHC-II类分子的结合位点上

8、释放出来，抗原结合上去。HLA-DM与MHC-II分子分离。抗原多肽-MHC-II复合物被囊泡运输到细胞膜表面并呈递出来。16、 TCR对抗原的识别同时受限于MHC分子的结构和抗原分子的结构。如图所示，第二和第三种情况下，T细胞都不能有效识别抗原。17、 树突状细胞会表达一种CD1分子，这种CD1分子也能够呈递抗原给T细胞。这种CD1分子和MHC-I类分子很相似，但可以通过两个特征将其区分出来。第一个特征是，CD1分子虽然在组成和结构上很相似，但其行为特征又和MHC-II类分子很像。CD1与抗原多肽特异性结合场所是在囊泡中。第二个特征是：CD1分子具有一个疏水性通道能够和抗原多肽的疏水性烷基结

9、合。T细胞识别由CD1分子呈递出来的抗原后不表达CD4或者CD8分子。18、 功能性TCR受体复合物是由多种抗原识别蛋白和特定的信号蛋白分子组成的。包括TCR ：二聚体分子、与TCR分子相连接的CD3分子和一个又两条链组成的二聚体信号蛋白。每个CD3分子的每条链都含有一个具有酪氨酸激活位点（ITAM），而每条链有三个。如图所示：19、 当T细胞识别到特异性抗原后，ITAM和T-Cell受体的酪氨酸被磷酸化。如图所示，CD4或者CD8结合受体与MHC-I或者MHC-II分子结合后通过与非受体激酶结合协助启动TCR受体信号。Lck与CD4或者CD8细胞质内结构域结合是T细胞受体ITAM磷酸化的首要

10、应答激酶。Lck与CD4的结合会导致ITAM的磷酸化，从而磷酸化激活ZAP-70蛋白激酶，ZAP-10蛋白激酶接着会激活胞内其它信号分子。20、 T细胞在胸腺中的选择性发育过程中，Lck对于T细胞受体信号的传导是非常重要的。21、 Lck的活性受到酪氨酸磷酸化以及去磷酸化的调节。当Lck的酪氨酸残基被磷酸化后，Lck的激酶活性受到抑制。当Lck酪氨酸残基去磷酸化后，Lck的连结区域被其SH3结构域释放出来，进而可以磷酸化并激活ITAM。如图所示：22、 当ZAP-10激酶被ITAM激活后，能够通过ItK磷酸化并激活PLC-，被激活的PLC-会裂解产生第二信使二酰甘油（DAG）和肌醇三磷酸（IP

11、3）。23、 抗原呈递细胞如树突状细胞表面含有B7.1和B7.2配体，能够和T细胞表面的共刺激蛋白CD28结合，使CD28磷酸化并激活PI-3激酶，诱导产生PIP3。PIP3能促使PDK和Akt聚集在一起，磷酸化PKD从而激活Akt。PIP3也能够聚集Itk，从而使PLC-裂解。如图所示24、25、 当T细胞识别自身抗原的时候，一般会启动凋亡基因，使T细胞凋亡。而当T细胞识别外来抗原的时候，T细胞会增殖分化成效应T细胞。26、 未成熟 CD4+T细胞的表面标记蛋白是CD4，CD62L，CD45RA，CD5；其细胞内标记蛋白是Lck，ZAP-70，LKLF。记忆CD4+T细胞的表面标记蛋白是CD

12、4，CD45RO，CD44；其细胞内蛋白有Lck，ZAP-70。效应CD4+T细胞的表面标记蛋白有CD4，CD45RO，CD44hi，Fas，FasL。，效应CD8+T细胞表面标记蛋白有FasL，Fas，CD8和CD44hi，其细胞内蛋白有IFN-，granzyme，perforin。27、 Navie T 细胞是未与抗原相互反应识别之前的成熟T淋巴细胞，当navie T细胞与抗原接触之后，其自身会增殖分化成效应T细胞。当navie CD4+T细胞与抗原多肽相互识别之后，会增殖分化成多种效应CD4+T细胞，行驶不同的免疫功能。主要的效应CD4+T细胞有TH1，TH2，TH17，这些细胞能够激活

13、其靶标免疫细胞如吞噬细胞、B淋巴细胞发挥功能。Navie CD8+T细胞识别抗原后分化成效应CD8+T细胞，直接杀死受感染的细胞。如图所示为效应T细胞的种类及其功能。28、 Navie T细胞识别特异性抗原之后，先进性克隆增殖在分化成效应T细胞和记忆T细胞发挥免疫功能，这个阶段一般需要几天时间。29、 树突状细胞吸收、提取、呈递抗原的方式如图所示：30、 树突状细胞识吞噬及呈递抗原的过程。未成熟的树突状细胞表面表达有CCR1、CCR2、CCR5、CCR6等特异性细胞因子受体，这些受体是树突状细胞进入免疫阻织的基础。未成熟树突状细胞还表达有DEC-205等吞噬性受体，介导树突状细胞摄取抗原的能力

14、。当树突状细胞与抗原接触时，激活细胞表面的TLRs，树突状细胞向熟化，同时表达CCR7受体，介导树突状细胞摄取抗原。CCR7蛋白进而促使树突状细胞向淋巴组织的转移同时导致了G共表达分子B7和MHC分子。通过B7和MHC分子进而激活T淋巴细胞。31、 树突状细胞激活navie T细胞需要三种信号的参与。第一种是抗原多肽-MHC复合物与T细胞受体的结合，第二种是T细胞表面的CD28与抗原呈递细胞表面的B7分子结合，第三种是细胞因子和白介素12等信号分子的参与。如图所示：Navie T cells will only respond to antigen when the antigen-prese

15、nting cell presents both a specific antigen to the T-cell receptor and a B7 molecule to CD28 on the T cell.32、 CTLA-4能够与B7分子结合，阻止第二种信号的传递，使navie T细胞无法被激活。33、 在navie T细胞识别抗原呈递细胞表面抗原复合物的时候，如果没有以上两种信号的共刺激会导致T细胞功能失活和克隆失效。即使当出现了共刺激之后也不能回复T细胞的效应功能。当效应T细胞激活其靶标细胞的时候不需要共刺激条件。34、 的以下是例子：GBM（gliblastoma multif

16、ome）是多形性成胶质细胞瘤。癌干样细胞可能在肿瘤的形成、发展的过程中起重要作用。目前一个比较值得关注的肿瘤免疫疗法是通过抗原呈递细胞疫苗利用CSC抗原激活抗原特异性T细胞应答。这中方法包好两个重要的步骤：第一是树突状细胞的体内成熟和抗原的摄取，同时在淋巴结中体外转移和进行抗原呈递。成熟的树突状细胞经皮内注射给病人，其目的是通过体外注射抗原呈递细胞在体内激活长效性CD4+和CD8+T细胞，对肿瘤进行治疗。1、 从胶质细胞瘤衍生物中获取癌干样细胞。2、 从健康捐献者的外周血中获取未成熟的树突状细胞。3、 用凋亡灭活的癌干样细胞诱导人树突状细胞的成熟。4、 鼠胶质瘤细胞抗原的制备和树突状细胞的培养

17、。 用抗CD11c，CD14，CD80，CD86和MHC-II类分子的抗体标记树突状细胞。荧光观察分选出树突状细胞。因为人成熟的树突状细胞表达CD80,CD86等共激活分子。5、 多肽和人白细胞抗原的合成 用高通量液相层析法和质谱仪鉴定和纯化实验中所用到的多肽。6、 四聚体的染色（特异性CTL克隆CD8+T细胞用流式细胞分析缓冲液重悬，然后用抗CD8单克隆抗体处理，用无荧光活性的细胞分选缓冲液洗，然后进行流式细胞分选）7、 T细胞活化和细胞毒性T细胞的分析。观察干扰素的生成。流式细胞仪筛选分析CD69和MHCII。8、 实时反转录PCR，ELISA和FACS分析。DC细胞用流式细胞缓冲液冲洗后用异硫氰酸荧光素染色(黄色粉末。有吸湿性。能与各种抗体蛋白结合，结合后的抗体不丧失与一定抗原结合的特异性，并在碱性溶液中仍有强烈绿色荧光，加酸后析出沉淀，荧光消失，微溶于丙酮、乙醚和石油醚。)或者用藻红蛋白结合抗体染色。9、 结果1、成胶质细胞瘤癌干样细