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文档简介

第五章免疫系统的组织、器官与细胞教学目标和要求:掌握各类免疫细胞的特点与功能以及淋巴组织器官的结构和功能教学重点和难点:各类免疫细胞特点和功能

主要内容第一节免疫系统概述第二节淋巴组织器官的结构和功能第三节免疫系统的细胞第一节免疫系统概述一、免疫系统的概念二、免疫系统的组成三、免疫系统的功能一、免疫系统的概念

免疫系统是机体执行免疫功能的组织机构,是产生免疫应答的物质基础。由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成。

免疫系统免疫分子(Ig、补体、各种细胞因子和膜分子等)免疫组织和器官免疫细胞(造血干细胞、APC、淋巴细胞、NK细胞、粒细胞、肥大细胞、红细胞等)二、免疫系统的组成1.免疫器官是免疫细胞发生、分化、成熟、定居和增殖以及产生免疫应答反应的场所。根据其功能的不同可分为中枢免疫器官和外周免疫器官。中枢免疫器官

周围免疫器官胸腺骨髓

淋巴结、脾、扁桃腺

免疫细胞人体的免疫器官和组织2.免疫细胞(1)淋巴细胞:T细胞、B细胞、NK细胞(2)辅佐细胞:巨噬细胞、树突状细胞(抗原递呈细胞)(3)其他细胞:肥大细胞、粒白细胞3.免疫分子(1)膜型:B细胞识别抗原受体(BCR)、T细胞识别抗原受体(TCR)、组织相容性复合体(MHC)、白细胞分化抗原(CD分子)(2)分泌型:抗体、补体、细胞因子免疫系统的组成

免疫器官免疫细胞免疫分子中枢外周膜型分子分泌型分子胸腺脾脏干细胞骨髓淋巴结淋巴细胞法氏囊粘膜免疫系统(禽类)皮肤免疫系统抗原递呈细胞(如:树突状细胞、单核巨噬细胞、内皮细胞等)其他免疫细胞(粒细胞、肥大细胞、血小板、红细胞等)T细胞抗原识别受体(TCR)B细胞抗原识别受体(BCR)白细胞分化抗原(CD分子)粘附分子主要组织相容性抗原(MHC)其他受体分子免疫球蛋白分子(Ig分子)补体分子细胞因子三、免疫系统的功能(1)免疫防御抵抗微生物的感染(2)免疫监视清除体内突变细胞

(3)免疫稳定调节免疫系统内部及整个机体生理功能的稳定第二节淋巴组织器官的结构和功能一、初级淋巴器官的组成与结构二、次级淋巴器官的组成与结构三、淋巴细胞的循环一、初级淋巴器官的组成与结构概况中枢免疫器官又称初级或一级免疫器官是淋巴细胞等免疫细胞发生、发育和成熟的场所清除能识别自身成分的淋巴细胞克隆组成:骨髓、胸腺、法氏囊一、骨髓(bonemarrow)——在出生前后,主要承担造血功能,是各类免疫细胞以及T细胞的前体细胞的发生场所。

(一)骨髓的结构与造血微环境骨髓红骨髓黄骨髓造血组织血窦造血细胞:基质细胞:分泌多种细胞因子,促造血干细胞分化发育(骨髓微环境)。骨髓中的原始细胞,具有多种分化潜能,可分化成为各种血细胞。(二)各初级淋巴器官的结构与功能16(二)骨髓的功能1.各类血细胞和免疫细胞发生的场所是体内重要的造血器官。出生后一切血细胞均源于骨髓。多能造血干细胞髓样祖细胞淋巴样祖细胞粒细胞(多形核白细胞)、巨噬细胞、树突状细胞、肥大细胞、红细胞、血小板淋巴细胞:T淋巴细胞(T细胞)、B淋巴细胞(B细胞)、NK细胞。172.B细胞发育过程淋巴样前体细胞从邻近骨内表面的骨髓膜下区向骨髓腔中心移行,并在移行中逐渐发育成熟。

淋巴样前体细胞祖B细胞(pro-B)

前B细胞(pre-B)未成熟B细胞成熟B细胞(定居在外周免疫器官)轻链重排重链重排B细胞发育流程图(二)骨髓的功能B细胞的发育过程示意图3.再次体液免疫应答发生的场所缓慢持久地产生抗体,血清抗体的主要来源。骨髓也是形成抗体的重要部位,用抗原免疫动物后,骨髓可缓慢、持久地大量产生抗体,所以骨髓也是重要的外周免疫器官。20(三)造血干细胞与免疫细胞的生成1.造血干细胞的起源造血干细胞在人胚胎2周时可出现于卵黄囊,第4周开始转移至胚肝,妊娠5个月后,骨髓开始造血,出生后骨髓成为干细胞的主要来源。

(2)CD1172.造血干细胞的表面标志(1)CD34(3)Lin-细胞21前体:造血干细胞(多能干细胞)髓样干细胞进一步分化成红细胞系、单核细胞系、粒细胞系等;淋巴干细胞发育成各种淋巴细胞的前体细胞。3.造血干细胞的分化及免疫细胞的生成22二、胸腺

胸腺是T细胞分化成熟的场所。在胸腺分化成熟的T细胞主要是αβT细胞,此外尚有γδT细胞和NKT细胞。如果没有特别强调,胸腺T细胞的分化和成熟是专指αβT细胞。胸腺基质细胞与胸腺细胞的相互作用,对T细胞的发育是至关重要的。胸腺的结构分左右两叶,每一叶有许多小叶组成胸腺小叶是胸腺的基本结构单位,其外周是皮质(外皮质和内皮质),中心是髓质大小随年龄不同而异,相对大小在初生时最大,但其绝对大小则在青春期最大。青春期之后,胸腺实质萎缩退化。胸腺小叶结构示意图胸腺由胸腺小叶组成,每个小叶由胸腺上皮细胞、巨噬细胞和树突状细胞组成胸腺基质细胞;由胶原蛋白、网状蛋白纤维、葡萄糖胺聚糖和糖蛋白组成细胞外基质(extracellularmatrix)成分。以上组分共同构成T细胞发育的微环境,影响胸腺内T细胞的增殖、分化和选择性发育。微环境构成胸腺基质细胞细胞外基质成分

(1)胸腺上皮细胞:影响胸腺细胞分化的两种方式:①细胞—细胞间相互接触;通过细胞表面黏附分子与胸腺细胞相互接触。

②分泌细胞因子;分泌CK和胸腺肽类分子

。(2)树突状细胞:较集中存在于皮质-髓质交界处,表达高水平的MHC-Ⅱ类分子。(3)巨噬细胞:散在,表达低水平的MHC-Ⅱ类分子(4)细胞外基质的功能:①维持胸腺内细胞的正常生理功能;②促进细胞—细胞间的相互接触;③胸腺细胞移行成熟。

胸腺的功能T细胞成熟的场所T细胞在胸腺内的发育

(1)简单发育过程:来自骨髓的淋巴样干细胞通过胸腺被膜下区进入皮质区(成为胸腺细胞),向皮髓质交界处移行,再向髓质区移行,在移行过程中逐渐成熟。(2)在移行中胸腺细胞表面分子的变化:见下图。

发育部位表面标志细胞类型

被膜下区CD4-

CD8-“双阴性”

皮质区CD4+CD8+“双阳性”皮质、髓质

CD4+或CD8+“单阳性”交界处

髓质区成熟T细胞T细胞在胸腺内的发育细胞主要表面标志的变化阳性选择阴性选择T细胞在胸腺内的发育过程

(3)TCR基因的重排:在胸腺细胞增殖分化过程中,TCR基因重排可逐渐形成数目众多的不同克隆胸腺细胞,重排频率越大,αβT细胞识别抗原越精细,特异性越强。而γδ胸腺(T)细胞和NKT细胞成熟较早,重排频率小,特异性则低。TCR基因基因片段VDJCTCRα46050~701TCRβ642132TCRγ8022TCRδ4331人TCR基因库TCR基因的组成

TCR基因重排示意图

(4)阳性选择与阴性选择

1)阳性选择(positiveselection):是指发育中的胸腺细胞表达的TCR同自身MHC分子结合,使得能够识别自身MHC分子的胸腺细胞存活继续发育的过程。通过此选择,保证成熟T细胞对MHC分子-抗原肽复合体发生应答。阳性选择决定T细胞对抗原肽应答的MHC限制性。

2)阴性选择(negativeselection):阴性选择指T细胞在胸腺内发育过程中表达识别自身抗原的TCR与自身抗原结合后凋亡或无能,即自身反应性T细胞克隆的清除或无反应性的过程。阴性选择决定T细胞对自身抗原的免疫耐受。胸腺细胞在分化成熟过程中经历的阳性选择与阴性选择示意图产生胸腺激素

胸腺上皮细胞可产生多种小分子的肽类胸腺激素,如胸腺血清因子、胸腺素、胸腺生成素和胸腺体液因子等,它们诱导T细胞分化、增殖、成熟为T细胞一、初级淋巴器官的组成与结构(二)各初级淋巴器官的结构与功能三、法氏囊(1)为鸟类所特有的中枢免疫器官。性成熟前达到最大,以后逐渐萎缩退化消失。(2)功能是B细胞诱导分化和成熟的场所。来自骨髓的淋巴干细胞在其内诱导分化为成熟的B细胞分泌囊素,对B细胞分化、成熟有重要作用。

外周免疫器官又称次级(二级)淋巴器官,是淋巴细胞和其他免疫细胞定居、增殖以及产生免疫应答的场所。这类器官富含捕捉和处理抗原的巨噬细胞、树突状细胞和朗汉细胞等这些器官起源于胚胎晚期的中胚层,持续地存在于整个成年期外周免疫器官黏膜相关淋巴组织MALT淋巴结

脾脏

二、次级淋巴器官的组成与结构组织进入的抗原血液进入的抗原粘膜进入的抗原APC处理提呈抗原T淋巴细胞T细胞增殖分化成效应T细胞B细胞识别特异性抗原增殖分化成浆细胞特异性抗体

外周免疫器官与组织是T细胞和B细胞定居的场所;是免疫应答的发生的部位。淋巴结脾MALT

外周免疫器官与组织功能示意图

(二)各次级淋巴器官的结构与功能1.淋巴结(1)结构被膜皮质浅皮质区—主要由淋巴滤泡构成,B细胞区深皮质区(副皮质区)—主要含T细胞和树突状细胞,T细胞区

髓质主要由髓索构成二、次级淋巴器官的组成与结构皮质区中含有淋巴小结(主B细胞),又称囊依赖区。接触抗原刺激后,B细胞分裂增殖形成生发中心,内含不同分化阶段的B细胞和浆细胞。还有网状细胞、巨噬细胞、树突细胞等。

副皮质区为淋巴小结和髓质之间。淋巴小结周围和副皮质区(主T细胞),称胸腺依赖区。髓质由髓索和髓窦组成。髓索中含有B细胞、浆细胞和巨噬细胞等。髓窦位于髓索之间为淋巴液通道,与输出淋巴管相通,含有很多巨噬细胞。淋巴结内免疫应答生成的致敏T细胞及特异性抗体可汇集于髓窦中随淋巴液循环进入血液循环分布到全身发挥作用。第二节外周免疫器官和组织

胸腺依赖区(副皮质区—T细胞)非胸腺依赖区(浅皮质区—B细胞)46第二节外周免疫器官和组织(2)淋巴结的功能1.T、B细胞定居的场所浅皮质区:B细胞区副皮质区:T细胞区2.免疫应答发生的场所4.过滤作用:淋巴窦内外周血巨噬细胞(Mφ)吞噬、清除病原体等异物。B细胞受刺激活化后,高速分化增殖,生成大量的浆细胞形成生发中心;T细胞也可在淋巴结内分化增殖为致敏淋巴细胞。不管发生哪类免疫应答,都会引起局部淋巴结肿大3.参与淋巴细胞再循环

47二、次级淋巴器官的组成与结构(二)各次级淋巴器官的结构与功能2.脾脏(1)结构皮质(白髓)沿中央动脉周围的淋巴组织称淋巴鞘(主T细胞),称胸腺依赖区。白髓内有淋巴小结和生发中心,含大量B细胞,为非胸腺依赖区。髓质(红髓)

量多,位于白髓周围,由脾索和脾窦组成,含大量B细胞、浆细胞、巨噬细胞等,由脾索围成的脾窦内充满血液。第二节外周免疫器官和组织

非胸腺依赖区(B细胞)

PALS的外周构成的滤泡。胸腺依赖区(T细胞):动脉周围淋巴鞘(PALS)---白髓内靠近中央动脉;49(2)功能血液滤过作用

脾脏中的巨噬细胞等可吞噬清除混入血液的细菌等异物和自身衰老伤残的血细胞等废物。滞留淋巴细胞的作用

当抗原进入脾脏后,淋巴细胞的滞留使抗原敏感细胞集中到抗原附近,增进免疫应答的效应。产生免疫应答的重要场所脾脏内定居着大量淋巴细胞和其他免疫细胞,抗原一旦进入脾脏即可发生T细胞和B细胞的活化和增殖,产生致敏T细胞和浆细胞。脾脏是体内产生抗体的主要器官。产生吞噬细胞增强激素脾脏能产生一种含苏一赖一脯一精氨酸的四肽激素,它能增强巨噬细胞等的吞噬作用(二)各次级淋巴器官的结构与功能3.其他外周淋巴组织(1)皮肤相关淋巴组织

表皮:上皮细胞、表皮郎汉细胞、CD8+T细胞真皮:T细胞、巨噬细胞二、次级淋巴器官的组成与结构(2)粘膜相关淋巴组织(mucosalassociatedlymphoidtissue,MALT)又称粘膜免疫系统、脏系淋巴样组织主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织,以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织,如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结(Peyer'spatche)、阑尾等。可分为两种类型:

具有一定结构的粘膜淋巴滤泡

弥散的粘膜淋巴组织(一)MALT的组成第二节外周免疫器官和组织1.肠相关淋巴组织:肠伴随淋巴组织(GALT)包括扁桃体、增殖腺、阑尾和派氏集合淋巴结(Peyerpatches)。其主要作用是抵御侵入肠道的病原微生物感染。(1)M细胞(图)(2)上皮内淋巴细胞(intraepitheliallymphocyte,IEL)IEL的细胞来源40%为胸腺依赖性,由αβ+T细胞组成60%为胸腺非依赖性,由γδ+T细胞组成54Th巨噬细胞IgAsIgA浆细胞BM细胞上皮细胞辅助M细胞:为特化的抗原转运细胞,顶部胞质较薄,核位于基底部,基底部质膜内陷成穹隆,内含多个淋巴细胞、吞噬细胞和树突状细胞。(一)、MALT的组成第二节外周免疫器官和组织2.鼻相关淋巴组织(NALT):其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物感染。3.支气管相关淋巴组织(BALT):主要分布于各肺叶的支气管上皮下,滤泡中淋巴细胞受抗原刺激常增生成生发中心,其中主要是B细胞。56(二)粘膜免疫系统的淋巴细胞

粘膜免疫系统的淋巴细胞包括CD4或CD8、TCRαβT细胞、TCRγδT细胞、NKT细胞、CD8ααTCRαβT细胞、B2细胞、B1细胞和M细胞以及DC、Mφ等

(三)粘膜免疫系统B细胞合成分泌sIgA

sIgA是由粘膜免疫系统B细胞合成分泌的,是适应性免疫应答的产物,是防御黏膜感染的重要抗体。

sIgA的合成与分泌过程示意图

三、淋巴细胞的循环1.定义定居在外周免疫器官的淋巴细胞,可由输出淋巴管进入胸导管,经上腔静脉进入血液循环,在毛细血管后微静脉处穿越高内皮小静脉(HEV),并重新分布于全身淋巴器官和组织。淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始循环的过程称淋巴细胞再循环(lymphocyterecirculation)。

参与淋巴细胞循环的以T细胞为主2.循环途径回家受体:位于细胞表面的特殊黏附分子,能识别淋巴结皮质部毛细血管后小静脉上的配体。

成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后,经血液循环趋向性迁移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域,称为淋巴细胞归巢(lymphocytehoming)淋巴细胞归巢

3.淋巴细胞循环的意义增加了与抗原、入侵物接触的机会,被活化的淋巴细胞变为效应细胞参与免疫应答能使B、T细胞和记忆细胞很快的分布到全身的组织器官;有利于分布更合理。淋巴组织可不断从循环池中得到新的淋巴细胞补充,有利于增强机体免疫功能;通过再循环,使机体免疫器官与组织相互联系构成一个有机整体。第二节免疫系统的细胞一、概况二、B细胞三、T细胞四、自然杀伤细胞和自然抑制细胞五、吞噬细胞、粒细胞和肥大细胞六、郎汉细胞与树突细胞一、概况1.免疫细胞(Immunecells)凡是参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞,包括T细胞,B细胞,NK细胞,单核吞噬细胞,DC细胞等.

2.免疫活性细胞(Immunecompetentcell,ICC)在免疫细胞中,接受抗原物质刺激后能分化增殖,产生特异性免疫应答的细胞,称为免疫活性细胞(ICC),主要为T细胞和B细胞,介导细胞免疫和体液免疫。在免疫应答过程中起核心作用。3.免疫辅佐细胞而在特异性免疫应答中仅发挥协调作用和辅助作用并参与非特异免疫称免疫辅佐细胞。能捕获和处理抗原以及能把抗原递呈给免疫活性细胞。如单核吞噬细胞和树突状细胞等。免疫细胞的来源及分化特点免疫细胞和所有血液细胞一样,均由骨髓多能干细胞发育分化而来,各类免疫细胞及同类免疫细胞在不同分化阶段可表达不同种类和数量的膜蛋白或分化抗原,这些分化抗原是鉴定免疫细胞种类,亚型及反映免疫细胞分化成熟和功能状态的重要标志,它们也与免疫细胞的功能发挥密切相关。

免疫细胞的起源与分化

红细胞血小板肥大细胞中性粒细胞巨噬细胞树突状细胞浆细胞T细胞NK细胞淋巴干细胞髓样干细胞多能干细胞1.B淋巴细胞(Blymphocyte)的定义是免疫系统中的抗体产生细胞特征:细胞膜表面带有自己合成的免疫球蛋白2.B细胞的来源B细胞系的前体:动物胚胎期的脾脏和肝脏B细胞:成体骨髓的淋巴干细胞3.B细胞的功能在抗原刺激下,B淋巴细胞被激活、增殖,产生抗体,介导特异性体液免疫应答;另外活化的B淋巴细胞还具有加工和提呈抗原的作用。二、B细胞(一)概况(二)B细胞的发育1.第一阶段不依赖抗原刺激的骨髓内分化阶段2.第二阶段依赖抗原刺激的外周分化阶段1.第一阶段不依赖抗原刺激的骨髓内分化阶段B干细胞早祖B晚祖B前B未成熟B成熟B重链胚系基因D-J重排V-DJ重排重排完成————轻链胚系基因胚系基因胚系基因V-J重排重排完成——smIg无无无链IgMIgM/IgDB细胞在骨髓内的发育B细胞发育的抗原非依赖阶段B细胞在中枢免疫器官中的分化发育1.祖B细胞2.前B细胞3.未成熟B细胞4.成熟B细胞B细胞中枢免疫耐受的形成在骨髓中发育的未成熟B细胞通过克隆清除(clonedeletion)、受体编辑(receptorediting)和失能(anergy)等机制形成了对自身抗原的中枢免疫耐受,成熟的B细胞到达外周淋巴组织后仅被外来抗原激活,发挥B细胞的适应性免疫应答。Ag2.第二阶段依赖抗原刺激的外周分化阶段(三)B细胞亚群及其功能一、B细胞亚群分类1.按mIg分类(1)表达mIgM:只表达mIgM的B细胞为B1细胞。(2)表达mIgM和mIgD:同时表达mIgM和mIgD的B细胞为B2细胞。

1.B1细胞(也称CD5+B细胞)B1前体细胞在胚胎肝脏发生和分化后迁移到腹腔等部位。BCR主要为SmIgM可直接识别和结合TIAg产生IgM类抗体分布:胸膜腔、腹膜腔和肠道固有层。2.B2细胞或普通B细胞(CD5-)B2前体细胞起源于胚胎肝脏,但分化和发育在骨髓。BCR为SmIgM和SmIgD,无CD5。与TDAg结合发生免疫应答,需要T细胞辅助。产生IgG类抗体,负责机体体液免疫。B-1细胞与的B-2细胞异同性质B-1细胞B-2细胞CD5分子表达+-初次产生的时间胎儿期出生后更新的方式自我更新由骨髓产生自发性Ig的产生高低特异性多反应性单特异性,尤在免疫后分泌的Ig的同种型IgM>IgGIgM<IgG体细胞高频突变低/无高对碳水化合物抗原的应答是可能对蛋白抗原的应答可能是分化来源 骨髓外 骨髓BCRV区库多样性 有限 丰富主要分布 黏膜腔(胸腔和腹腔) 外周免疫器官Th细胞辅助 不需要 需要记忆性分化 有 无2.按CD5分子分类(1)CD5-B细胞:B2细胞不表达CD5分子。(2)CD5+B细胞:B1细胞表达CD5分子,CD5分子是骨髓外发育的B1细胞成熟的标志。3.按B细胞来源分类(1)骨髓来源的B细胞:骨髓来源的B1细胞为不成熟的B细胞;B2细胞为成熟的B细胞,B1细胞是B2细胞的前体。(2)骨髓外来源的B细胞:非骨髓来源的B1细胞具有自我更新的能力,为成熟的原始B细胞,在正常情况下,B1细胞不能继续分化为B2细胞。4.按功能分类(1)初始B细胞;(2)活化B细胞;(3)记忆性B细胞亚群。二、B细胞的功能1.B1细胞—参与非特异性免疫(1)产生抗细菌抗体→抗感染免疫(2)产生多反应性自身抗体→清除变性的自身抗原(3)产生致病性自身抗体→介导自身免疫性损伤2.B2细胞—参与特异性体液免疫应答(1)介导特异性体液免疫应答;(2)抗原提呈;(3)免疫调节。(四)B细胞的表面标记和内部标记B细胞表面和内部的许多标记性分子决定了淋巴细胞的异质性(1)B细胞的表面标记抗原受体:膜抗体(mIg)Fc受体:能结合抗原-抗体复合物补体的受体:CR1和CR2B细胞的表面标志

小鼠和人外周血B细胞的表面标志1.抗原受体B细胞受体(Bcellreceptor,BCR)即膜表面免疫球蛋白(mIg),是B细胞特异性识别和结合抗原决定簇的结构。(1)mIgM(2)mIgD(3)mIgG、mIgA和mIgEBCR(mIg)B细胞的特征性标志mIg为单体,以四肽链结构结构存在,包含通过二硫键共价相连的两条重链(H)和两条轻链(L)。mIg的作用是结合特异性抗原。

类别:mIgM+mIgD多数B细胞mIgG、mIgA或mIgE少数B细胞mIg均为单体,其Fab段可与抗原结合。mIg:跨膜区的长度一致(均为26个aa残基)胞浆内末端区的长度因Ig种类而异mIgM和mIgD的胞浆内末端区仅有3个氨基酸残基,与蛋白酪氨酸激酶相连,后者可启动细胞活化过程的信号传导。CD79:分为两个亚型(CD79a和CD79b),也分别称作Igα和Igβ分子。CD79与BCR组成复合体,传导BCR结合抗原后产生的活化信号。Igα/Igβ属免疫球蛋白超家族,有胞膜外区、跨膜区和较长的胞质区。Igα/Igβ和mIg组成稳定的BCR复合物。Igα/Igβ胞质区含有免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptortyrosine-basedactivationmotif,ITAM),通过募集下游信号分子,转导特异性抗原与BCR结合所产生的信号。BCR—Ig、Ig

Ig

Ig

Ig

SmIgCD79

CD79

ITAMITAMSYKSYKssssS--SssssS--SssssS--SssssssssssssssssssssssssPPPPPPPPPPITAMITAM酪氨酸激酶CD79a/CD79bCD79a/CD79bIgMμ

B细胞抗原受体(Bcellreceptor,BCR)复合物。BCR复合物由识别和结合抗原的胞膜免疫球蛋白(mIg)和传递抗原刺激信号Igα(CD79a)/Igβ(CD79b)异源二聚体组成一个BCR复合物。B细胞抗原受体复合物组成BCR(mIg)功能:特异性识别抗原意义:B细胞的主要标志,成熟B细胞主要表达mIgM和mIgDIgα(CD79a)Igβ(CD79b)结构特点:各含一个免疫受体酪氨酸激活基序结构功能传导BCR同抗原结合产生的活化信号(为主要信号传导分子)参与mIg合成后的转运和表达BCR复合体B细胞共受体(coreceptor)能加强B细胞活化信号的转导。B细胞表面的CD19与CD21及CD81(TAPA-1)非共价相联,形成B细胞特异的多分子活化共受体,能提高B细胞对抗原刺激的敏感性。CD19/CD21/CD81中,CD19胞质区可传递活化信号。CD19/CD21/CD81共受体通过CD21与C3d结合,发挥B细胞共受体的作用。增强BCR识别抗原产生的信号:补体系统活化

C3d片段

与Ag结合

CD21和BCR结合

协同受体与BCR交功能叉连接

增强BCR识别抗原产生的信号

B细胞重要标志,表达于前B细胞到成熟B细胞各发育阶段。CD19、CD21和CD81复合体BCR复合体和协同受体CD21(C3dreceptor)CD19CD81(TAPA-1)IgaIgbCD45B细胞协同受体2.

Fc受体3.补体受体CR1(CD35)是免疫粘附受体。CR2(CD21)是EB病毒受体。(1)组成:CR1(CD35)和CR2(CD21)(2)功能①CR1+C3b(或C4b、iC3b)

调节B细胞的活化增殖。B细胞协同受体组成分子与iC3b、C3d和C3dg结合

促进B细胞活化EB病毒的受体

②CR24.非特异性有丝分裂原受体有丝分裂原(PWMLPSSPA)受体

有丝分裂原:能促进淋巴细胞产生有丝分裂的物质,如葡萄球菌A蛋白(SPA)5.MHC分子

B细胞膜可同时表达MHCⅠ类分子和MHCⅡ类分子,发挥抗原提呈作用。

6.TI受体(CD72)和MEM(鼠红细胞受体)受体7.B7分子受微生物刺激CD80和CD86分子—协同刺激分子(1)组成:CD80(B7.1)CD86(B7.2)(2)受体:CD80和CD86其相应受体是表达于T细胞上CD28和CTLA-4

(3)分布:成熟B细胞—初始B细胞低表达;活化B细胞高表达。(4)功能:高水平表达B7分子的B细胞是有效抗原提呈细胞,提供T细胞活化的第二信号。8.CD40分子—肿瘤坏死因子(TNF)受体家族成员,是B细胞协同刺激信号的受体异二聚体,为跨膜蛋白。(1)分布:主要表达于成熟和不成熟B细胞、单核细胞和树突状细胞等APC表面。(2)生物学功能①CD40与活化T细胞表面的CD40L结合,对B细胞分化成熟和抗体产生起十分重要的作用。同CD40L(活化T细胞)结合

促B细胞对TD-Ag应答;②诱导Ig同种型的类别转换;③同BCR交叉连接,再通过与T细胞直接接触维持生发中心B细胞的存活。

(2)B细胞的内部标记末端脱氧核苷转移酶(TdT):位于B细胞和T细胞的前体细胞的胞核之中,影响抗体上抗原结合位的多样性mRNA的差别免疫球蛋白基因增强子(五)

B淋巴细胞的功能

产生抗体介导体液免疫应答抗体以四种主要方式参与免疫反应:1.抗体遇病原体结合可阻断病原体与靶细胞结合,这称为抗体的中和作用。2.抗体的调理吞噬作用。3.参与补体的溶细胞或溶菌作用。4.抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作(ADCC)。病原体病原体病原体病原体抗原B细胞浆细胞抗体ADCC中和作用

调理作用(补体参与)靶细胞阻断对靶细胞的感染调理作用Th细胞的辅助Fc受体Fc受体补体受体MAC溶膜复合物Fc受体抗体的功能吞噬细胞NK细胞

提呈可溶性抗原

B细胞可藉其表面的BCR结合可溶性抗原,通过内化和加工后,以抗原肽-MHC分子复合物形成提呈给T细胞。

免疫调节

B细胞通过产生细胞因子参与调节巨噬细胞、树突状细胞、NK细胞以及T细胞的功能。三、T细胞(一)概况1.T淋巴细胞(T细胞)的定义胸腺依赖性淋巴细胞(thymus-dependentlymphocyte)2.T细胞的来源胚胎期:胚肝和卵黄囊成体:骨髓的干细胞3.T细胞的分布外周血:约占淋巴细胞总数的65%~75%胸导管:高达95%以上4.T细胞的分类T细胞具有高度的异质性,根据其表面标志和功能特性可分为若干个亚群。各亚群间相互调节,发挥免疫功能。T细胞可介导适应性细胞免疫应答,在TD-Ag诱导的体液免疫应答中也发挥重要辅助作用。Tcell三、T细胞(二)T细胞的发育1.场所:胸腺2.发育阶段一、T细胞在胸腺中的发育二、T细胞在外周淋巴器官中的分化发育胸腺依赖期:受自身耐受和MHC限制的选择抗原依赖期:外周免疫器官接受抗原刺激后,T细胞可发生分化,分化为Tc,Ts,Th细胞一、T细胞在胸腺中的发育胸腺微环境的组成:胸腺基质细胞、细胞外基质和细胞因子。胸腺微环境是T细胞发育分化的必要条件。胸腺造血微环境促进胸腺细胞存活和分化的机制:分泌细胞因子或其他介质,是胸腺中T细胞成熟的重要条件;表达的粘附分子通过与相应配体结合,促进胸腺细胞的分化。胸腺中的T细胞按CD3及辅助受体CD4/CD8的表达分为三个阶段:双阴性阶段、双阳性阶段和单阳性阶段。T细胞在胸腺发育过程中最核心的事件是获得功能性TCR的表达、自身MHC限制以及自身免疫耐受。1.T细胞受体(TCR)的发育

T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺发育过程中,TCR通过VDJC基因重排(rearrangement)和选择(细胞水平选择或克隆选择,cellorclonalselection),而组成了外周多样性的T细胞库.2.T细胞发育过程中的阳性选择T细胞在胸腺中的发育

阳性选择(positivese1ection),在胸腺皮质中,同胸腺上皮细胞表面的抗原肽-MHC分子复合物以适当亲和力发生特异性结合的DP细胞可继续分化为单阳性(SP)细胞,其中与Ⅰ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Ⅱ类分子结合的DP细胞,CD4表达水平升高,CD8表达水平下降直至丢失;不能与抗原肽-MHC发生有效结合或亲和力过高DP细胞在在胸腺皮质中发生凋亡,此过程称为胸腺的阳性选择。3.T细胞发育过程中的阴性选择T细胞在胸腺中的发育▲经阳性选择的DP细胞存活,并分化为SP细胞,使T细胞获得了在识别过程中自身MHC限制能力。识别MHCI类分子的胸腺细胞发育为CD8+细胞,而识别MHCⅡ类分子的胸腺细胞发育为CD4+细胞。▲阴性选择(negativese1ection),系SP细胞在皮髓质交界处及髓质区,与胸腺DC、巨噬细胞表达的自身肽-MHCI类或Ⅱ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细胞获得中枢免疫耐受的主要机制。双阴性期双阳性期单阳性期CD4+细胞CD8+细胞

细胞在胸腺内的发育TT细胞的胸腺选择T细胞的分化发育过程与膜表面分子的表达二、T细胞在外周淋巴器官中的分化发育初始T细胞主要定居于外周淋巴器官的胸腺依赖区;T细胞的定位与它在胸腺发育中获得相应的淋巴细胞归巢受体(LHR)如LFA-1等粘附分子有关;T细胞在外周淋巴器官与抗原接触后,最终分化为具有不同效应功能的T细胞亚群、调节性T细胞或记忆T细胞。一、TCR-CD3复合体T细胞抗原受体(Tcellantigenreceptor,TCR)为所有T细胞表面的特征性标志,以非共价键与CD3分子结合,形成TCR-CD3复合物。TCRT细胞抗原受体(T-cellantigenreceptor)T细胞表面特异性识别抗原的结构。CD3:传递T细胞活化信号。ζ链:同质二聚体,帮助活化信号的传导。(三)T细胞的表面标记1.TCR(1)分类TCRαβ主要分布于外周血TCRγδ主要分布于皮肤和粘膜

膜外区—V区和C区跨膜区胞浆区(2)肽链构成一、TCR-CD3复合物TCR的结构和功能

T细胞抗原受体(TCR):识别结合特异性抗原

TCR识别抗原的特点:1)特异性识别抗原提呈细胞或靶细胞表面的抗原肽-MHC分子复合物;2)TCR识别抗原肽-MHC分子复合物时,具有双重特异性,即既识别抗原肽的表位,又识别自身MHC分子的多态性部位。

TCR是由两条不同肽链构成的异二聚体,构成TCR的肽链有α、β、γ、δ四种类型。根据所含肽链的不同,TCR分为TCRαβ和TCRγδ两种类型。体内大多数T细胞表达TCRαβ,仅少数T细胞表达TCRγδ。组成α链和β链(大多),分布在CD4+T细胞上γ链和δ链(少数),在CD8+T细胞上

TCR的结构和功能TCR为跨膜蛋白,由二硫键相连,肽链分为胞外区、跨膜区和胞浆区,其胞浆区肽链很短,不能转导活化信号;两条肽链的跨膜区通过盐桥与CD3分子的跨膜区连接,形成TCR/CD3复合体。TCR识别抗原所产生的活化信号由CD3分子传导至T细胞内。分区V区和C区(每条链)V区结合抗原多肽-MHC分子复合体C区连接细胞膜,其羧基末端约有5~12个氨基酸伸入胞浆内。每一个成熟T细胞克隆内的各个细胞具有相同的TCR,可识别同一种特异性抗原。所有T细胞克隆的特异性TCR的总和称为TCR库,所有T细胞克隆的总和称为T细胞库

2.CD3分子(1)组成CD3分子具有γ、δ、ε、ζ及η五种肽链通常以γε、δε和ζη形成异二聚体或ζζ形成同二聚体形式存在。胞外区均有一个Ig样结构区跨膜区负电荷的谷氨酸和/或天冬氨酸残基胞浆内末端区

ITAM(免疫受体酪氨酸活化基序)(2)功能转导TCR识别抗原所产生的活化信号。①参与T细胞发育过程中的TCR的膜表面表达;②介导TCR与抗原接触后产生的活化信号的传递;③成熟T细胞表面的表面标志,用于成熟T细胞的检测。-S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S--S-S-S-SCD3TCRCD3CD3-S-S--S-S-γεα

βδεζζζη

或ITAM细胞外细胞膜细胞内TCR-CD3复合物结构模式图

3.ζ链

(1)组成特点每条ζ链含有三个ITAM序列胞外区较短(9个氨基酸残基)胞浆区较长(113氨基酸残基)(2)功能有助于TCR-CD3复合体启动的信号的最大转导ζ蛋白分子ζ链+ζ链(多数)ζ链+η链(少数)ζ链:胞外区9个aa跨膜区负电荷的天冬氨酸胞浆内末端区113个aa(3个ITAM)CD3和ζ分子中的ITAM含有酪氨酸,可与酪氨酸激酶结合。TCR结合抗原

酪氨酸激酶活化

ITAM中的酪氨酸磷酸化(CD3和ζ分子)启动细胞内的活化过程TCR复合体:T细胞的第一活化信号4个二聚体组成的稳定的复合物跨膜区:CD3和ζ分子含负电荷的氨基酸残基TCR为带正电荷的氨基酸残基二者发生非共价连接,形成TCR-CD3。发生部位:内质网三、T细胞(三)T细胞的表面标记2.CD4和CD8抗原成熟T细胞只能表达CD4或CD8分子,即CD4+T细胞或CD8+T细胞。作用:辅助TCR识别抗原;参与TCR识别抗原所产生的活化信号转导过程CD4和CD8分子在TCR结合抗原后迅速发生磷酸化,故在T细胞的活化过程中有传导抗原刺激信号的重要作用。CD4分子CD4+T细胞约占65%

单链跨膜糖蛋白是T辅助细胞及T诱导细胞的重要标志协同受体CD4分子还是HIV壳囊膜糖蛋白gp120受体。与CD4分子结合是HIV侵入并感染CD4+T细胞或巨噬细胞的机制之一。

协同受体

①CD4分子和TCR结合于同一MHC-Ⅱ-抗原肽复合物—CD4分子与MHC-Ⅱ类分子结合,称为MHCⅡ类分子受体,TCR与抗原肽结合;胞外区具有4个Ig样结构域,其中远膜端的2个结构域能够与MHCⅡ类分子β链的β2结构域结合。②具有稳定T细胞与APC结合的作用。CD4分子可提高TCR对MHCⅡ类分子提呈的抗原的敏感性,增强T细胞与抗原提呈细胞(APCs)间的结合

;③促进TCR识别抗原后的TCR-CD3复合物介导的信号转导作用。

(2)CD8分子异二聚体跨膜蛋白组成:由α链和β链或α链和α链组成,2条肽链均为跨膜蛋白,由二硫键连接。每条链的胞外部分均含有一个IgV区样的功能区,能够与MHCⅠ类分子的α3结构域结合。是细胞毒性T细胞(CTL)及抑制T细胞的表面标志。(T细胞)CD8分子结合MHCⅠ类分子(靶细胞)称为MHCⅠ类分子受体。可增加TCRαβ对MHC-Ⅰ类分子递呈的抗原的敏感性;稳定CTL与带有抗原肽-MHCⅠ类分子复合体的靶细胞结合。促进TCR识别抗原后的TCR-CD3复合体介导的信号转导作用。CD4和CD8分子与MHC分子结合示意图T细胞APC三、T细胞(三)T细胞的表面标记3.整合素(细胞粘附因子)起着信号传导作用,能促进细胞与细胞以及细胞与胞外基质相互作用。是一大家族,有30多个成员。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α链(αL),一条β链(β2)

(2)分布:全部白细胞,活化T细胞增加表达(3)配体:ICAM-1(intercellularadhesionmolecule-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。三、T细胞(三)T细胞的表面标记4.其他的T细胞表面辅助分子(1)CD2分子又称LFA-2(lymphocytefunctionassociatedantigen-2,淋巴细胞功能相关抗原-2)和E受体(绵羊红细胞受体)。⑴组成:单一肽链⑵分布:95%成熟T细胞,50%-70%胸腺细胞及部分NK细胞表达CD2。⑶配体:LFA-3(CD58分子)⑷功能:增强TCR与抗原肽-MHC分子复合体的结合。其作用除介导细胞间黏附外,还为T细胞提供活化信号。刺激T细胞非特异性活化;介导胸腺细胞的发育成熟。(2)CD28和CTLA-4(cytotoxicTlymphocyteantigen-4,CD152):协同刺激受体CD28静止/活化的T细胞表面由两条肽链组成的同源二聚体CD28结合B

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