树突状细胞简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三讲,树突状细胞,（,dendritic,cell,，,DC,）,引言,树突状细胞,(,dendritic,cell,，,DC,),是由美国学者,Steinman,于,1973,年发现的，因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。,DC,是目前所知的机体内功能最强的抗原提呈细胞，最大的特点是能够刺激初始,T,细胞,(,naive T cell,),进行增殖，与此相比，,M,、,B,细胞仅能刺激已活化的或记忆性,T,细胞。因此，,DC,是机体免疫应答的始动者，在免疫应答的诱导中具有独特的地位。,对,DC,的研究不仅有助于深刻了解机体免疫应答的调控机制，而且可以通过调节,DC,的功能来调节机体的免疫应答，对感染、肿瘤、移植排斥、自身免疫性疾病的发生机制的认识和防治措施的制定，具有重要意义。,因此，,DC,在机体免疫应答中的作用及其与某些疾病发生和防治的关系，正受到高度关注。,一、树突状细胞的来源,树突状细胞,(DC),主要起源于骨髓中,CD34,+,多潜能造血干细胞,(,CD34,+,Hematopoietic progenitor cell,，,简称,CD34,+,HPC,),，,它经过,4,个阶段分化成为成熟的,DC,：,骨髓和血液中的前体,DC,；,外周非淋巴组织中的不成熟,DC,；,流出淋巴液和血液中成熟过程中的,DC,；,次级淋巴组织中的成熟,DC,。,近年研究发现，,CD34,+,HPC,在,GM-CSF,和,TNF-,作用下沿三条不同的路线向成熟的,DC,分化。,CD34,+,HPC,分化为,CD1a,+,前体,DC,，,分化成含,Birbeck,颗粒、表达,Lag,抗原、,E-,Cadherin,的郎格罕氏细胞,(,Langhams,cell,LC),和间质,DC,。,CD34,+,HPC,分化成的,CD14,+,前体,DC,，,分化成表达,CD1a,、,CD2,、,CD9,、,CD68,及因子,XIII,的,DC,。,另外，,CD14+,的前体细胞在,M-CSF,作用下还能分化生成巨噬细胞。,CD34,+,HPC,分化成,外周血液中,CD14,+,单核细胞,，在,GM-CSF,和,IL-4,作用下，,CD14,+,单核细胞首先分化成不成熟,DC,，,然后在,TNF-,、,IL-1,、,LPS,等炎性介质作用下，发育成成熟,DC,。,值得注意的是：,CD14,+,单核细胞分化成的不成熟,DC,，,保留有,M-CSF,受体。但是，当其发育成熟后，,M-CSF,受体随即消失。,因此，比较统一的看法是：,CD14,+,单核细胞在不同环境下，发育成不同的细胞。,在,GM-CSF,和,IL-4,作用下，发育成,DC,。,在,GM-CSF,和,M-CSF,作用下，发育成巨噬细胞。,二、,DC,的,共同特征和表面标志,成熟的,DC,来源和组织分布不同，但具有下列共同特征：,1.DC,的共同特征,形态上呈树突样；,表达,CD1a,、,高水平,MHC-II,类抗原和多种辅助分子,(,如,CD54,、,CD58,、,CD80,、,CD86,等,),，但缺乏,CD14,和非特异性酯酶的表达；,胞浆内存在特异性,Birbeck,颗粒状结构,(BG),；,吞噬功能较低；,可有效诱导巢居的静息性幼稚,T,细胞发生增生。,DC,表面表达与病原微生物结合的受体,(PRR),、,FcR,等，参与捕获抗原和免疫复合物。,DC,高表达,B7-1,和,B7-2,，,二者与,T,细胞表面,CD28/CTLA-4,相互作用，这是,DC,高效提呈外源性抗原，并提供,T,细胞第二活化信号的必要分子基础。,2.DC,的表面标志,B7,家族成员的表达与,DC,的成熟程度有关。如,LC(DC,的前体细胞,),表面缺乏,CD80,和,CD86,，,而淋巴组织中,IDC,表面高表达,CD86,；,新鲜分离的人外周血,DC,前体细胞表面缺乏,CD86,，,但经培养成熟后则得以表达。,DC,表达,ICAM-3/CD50,、,CD40,、,CD44,以及,1,和,2,整合素家族成员,(VLA-5,除外,),，这些标志性分子的表达与,DC,的抗原提呈功能有密切关系，它们通过与相应受体或配体的相互作用，可使细胞表面的负电荷减少，从而介导细胞间的,N,粘附，促进,DC,与,T,细胞的接触。,鉴定所得到的,DC,，,主要通过形态学、组合性细胞表面标志、混合淋巴细胞培养中能刺激初始,T,细胞进行增殖三个方面综合判定。,三、,DC,的分化、发育、成熟及迁移,正常情况下，绝大多数体内,DC,处于非成熟状态，其表达低水平的辅助刺激分子和粘附分子，体外激发,MLR,能力较弱，但具有极强的抗原内吞和加工处理能力。,DC,在摄取抗原或接受到某些刺激因素,(,主要是炎性信号如,LPS,、,IL-1,、,TNF-,),后，可以分化成熟,，其,MHC,分子、辅助刺激分子、粘附分子的表达显著提高，体外激发,MLR,能力很强，但其抗原摄取加工能力大大降低。,DC,在成熟过程中，同时发生迁移,，,由外周组织,(,获取抗原信号,),通过淋巴管和,(,或,),血循环进入次级淋巴器官，然后激发,T,细胞免疫应答。,据此，可将髓系,DC,的分化发育分为四个阶段：前体阶段、未成熟期、迁移期、成熟期，各阶段,DC,有不同的功能特点。,目前从人胎肝、脐血、骨髓、成人外周血以及小鼠的骨髓和外周血中均分离出髓系前体，其功能在于产生各种髓系,DC,。,在体内，这些前体的作用可能是维持非淋巴组织内,DC,的数量达到一定水平。,外周血单核细胞,(,Mo,),被认为是,M,和,DC,的共同前体，在体外能在某些细胞因子存在的条件下直接发育为,DC,。,在体内它们有可能趋化至炎症反应部位，并受到炎症刺激因素及某些细胞因子的影响而发育为,DC,或,M,。在急性炎症状态下，,DC,前体均能迅速动员至非淋巴组织。,1.,前体阶段,DC,髓系,DC,在从前体发育为具有强免疫刺激功能的成熟,DC,的过程中，需经过一个未成熟阶段，此阶段,DC,的功能对免疫应答十分重要。,未成熟,DC,主要存在于多种器官及非淋巴组织上皮，能表达一些膜受体如,Fc,RII,、,甘露糖受体等,，,介导,DC,摄取抗原。未成熟,DC,也能通过吞饮和吞噬作用摄取抗原。未成熟,DC,内含有一些重要的细胞器包括内体、,MIIC,和溶酶体等，能合成,MHC-I,类分子。,此外，未成熟,DC,还能分泌一些趋化性细胞因子、具有炎症介质作用的细胞因子，如,LC,能产生,TNF-,、,IL-1,、,IL-6,、,IL-15,等。,2.,未成熟期,DC,3.,迁移期,DC,这类,DC,主要存在于输入淋巴管、外周血、肝血液及淋巴组织，经过淋巴和血液循环，从输入淋巴管进入淋巴结。从外周血进入脾或从肝窦进入腹腔淋巴结，从而启动,T,细胞产生免疫应答。,成熟期,DC,主要存在于淋巴结、脾及集合淋巴结。它们受趋化性细胞因子的作用，归巢至,T,细胞区，同时本身也分泌一些趋化性细胞因子，从而保持与,T,细胞的接触。,成熟,DC,的细胞表型特征是高表达,MHC-II,类分子、,MHC-I,类分子、,CD80,、,CD86,、,CD40,、,ICAN-1,和,HSP,等免疫刺激分子，,CD1a,、,CD11c,及,CD83,也是成熟,DC,的标志。由于它们表达高水平抗原肽,:MHC,分子复合物、高水平辅助刺激分子,CD80,、,CD86,及,CD40,等，并且能分泌,IL-12,，,尤其是在,CD40L,作用下，能分泌,Th1,型细胞因子，因此它们能有效地将抗原提呈给初始,T,细胞并使之激活。,4.,成熟期,DC,四、分布及分类,DC,广泛分布于机体所有组织和器官中，根据其分布部位不同可分为三类：,淋巴组织中,DC,，,包括滤泡,DC,、,并指状,DC,和胸腺,DC,；,非淋巴组织中,DC,，,包括朗格汉斯细胞和间质,DC,；,循环的,DC,隐藏细胞,(veiled cell,VC),。,不同部位的,DC,其生物学特征及命名各异。,1,滤泡树突状细胞,(follicular,dendritic,cell,FDC),FDC,是淋巴结浅皮质区和淋巴滤泡内的重要,APC,，,其表面具有树枝状突起。,FDC,是参与再次免疫应答的重要细胞，它主要通过表面的,FcR,和,CR,将免疫复合物结合在细胞膜上，进而提交给,B,细胞。,FDC,在抗原提呈过程中的作用：,使免疫细胞识别以免疫复合物形式存在的抗原。,2,并指状细胞,(,interdigitating,cell,IDC),IDC,是分布于淋巴组织胸腺依赖区和次级淋巴组织中的重要,APC,，,其表面缺乏,FcR,和,C3bR,，,但富含,MHC-I,类和,II,类抗原，现认为,IDC,是由皮肤内朗格汉斯细胞移行至淋巴结衍生而来的一种细胞。,IDC,通过其突起与周围,T,淋巴细胞密切接触，可有效地将抗原提呈给特异性,T,细胞。大多数,IDC,易发生调亡，为短寿命；少量,IDC,为长寿,APC,，在维持,T,细胞的免疫记忆中发挥作用。,3,胸腺树突状细胞,(,thymic,dendritic,cell),胸腺,DC,的特征：细胞形状不规则,(20,30,m),，,具有长的呈并指状的胞浆突起，核偏离中央，极少量细胞器排列于核周围，含有,Birbeck,颗粒；占骨髓来源胸腺细胞的近,0.1%,，主要位于胸腺皮质,/,髓质交界处和髓质部分，在胸腺中的生命周期很短，仅,2,3,周。,4,朗格汉斯细胞（,Langerhans,cell,，,LC,）,LC,位于表皮和胃肠上皮，是重要的,APC,。,LC,形态较扁平，表面有丰富的,MHC-I,、,II,类抗原和,Fc,R,、,C3bR,。,CD1,+,LC,胞浆内有,Birbeck,颗粒，此为,LC,的重要特征。皮肤中活化的,LC,很少，通过体外培养活化后，其表面标志可发生变化，一般在有,GM-CSF,、,IL-1,存在时，,LC,的,MHC-II,类分子和,CD40,表达上调，同种异体刺激能力增强，隐蔽的突起展开且数量和长度增加，胞内酸性细胞器和,Birbeck,颗粒减少甚至消失，特征性的,CD1a,标记也可能消失。,LC,具有较强的吞噬能力和抗原提呈能力。皮肤,LC,的功能受神经内分泌调控，其分布可能与神经末梢有关。,5.,间质性,DC,（,interstitial DC,）,间质,DC,主要分布在心脏、肝脏、肾脏、肺脏等实质器官间质的毛细血管附近。,间质,DC,高表达,MHC-II,类分子，具有不规则的膜突起，与,M,完全不同，对放射性敏感。,间质,DC,也分布在骨胳肌和大血管的内皮下。,分布于消化道、呼吸道和泌尿生殖道粘膜的间质,DC,，,即粘膜,DC,，,是一群特殊的,DC,，,也称为哨兵细胞,(sentinel cell),，,其形态和表面标记随环境不同而各异。,6,循环树突状细胞（,circulating,dendritic,cell,）,循环,DC,主要包括血液,DC,和淋巴,DC(LDC),，,前者主要是,DC,的前体细胞和,LDC,进入血液后的形式。,LDC,又称为隐蔽细胞,(veiled cel1,，,VC),，,主要是,DC,的淋巴循环形式，分布在全身的淋巴管中。,LDC,来源十分广泛，在机体受到感染、损伤等刺激后，全身各器官,DC,均迁移至淋巴管中成为,VC,，,故此群细胞的标志和形态各异，但一般均高表达,MHC-II,类分子，具有较强的摄取抗原的能力，能在体外自发地与,T,细胞形成,DC-T,细胞簇，激活未致敏,T,细胞，启动初次免疫应答。,Langhams,细胞，主要分布于皮肤和粘膜。,间质性,DC,，,分布于心、肺、肝、肾、胃肠道等。,并指状,DC,，,主要分布于脾脏、淋巴结和胸腺等,T,细胞富含区。,外周血和淋巴,DC,，,分布于外周血及输入淋巴管。,淋巴样,DC,主要分布于淋巴结、脾脏、粘膜相关组织中的淋巴滤泡生发中心，主要与,B,淋巴细胞功能有关。,髓样,DC,主要分布于,T,细胞富含区，与,T,细胞功能有关。按其分布部位又可分为：,近来研究发现，这些细胞不过是同一类细胞处在不同的分化成熟阶段或不同部位而已。,按,DC,的来源，可分为淋巴样,DC,和髓样,DC,五、,DC,的生物学功能,DC,是一大类重要的专职,APC,，,虽在体内的数量较少，但其抗原提呈能力远强于,M,，,B,细胞等其他,APC,。,DC,作为专职,APC,具有下列特点：,1.,抗原提呈,高水平表达,MHC-II,类分子；,表达参与抗原摄取和转运的特殊膜受体；,有效摄取和处理抗原，然后迁移至,T,细胞区；,活化未致敏（,naive,）,T,细胞；,抗原提呈效率高，少数,DC,可以激活,T,细胞。,DC,可通过多种途径捕获可溶性抗原：,利用受体介导的内吞作用捕获和处理，此途径具有高效性、选择性及饱和性的特点。,DC,借助膜表面不同受体可有效地捕获低浓度的抗原，如经,FcR,捕获免疫复合物性抗原、经甘露糖受体捕获甘露糖化,/,岩藻糖化的抗原。,DC,具有强大的液相吞饮功能，未成熟的,DC,吞饮速度快、吞饮量大。,某些部位或幼稚阶段的,DC,可通过吞噬作用摄取大颗粒或微生物,(,0.5,m),。,但分枝杆菌抗原则是通过,M,吞噬降解后，将有效成分传递给,DC,，,再行内化降解。,FDC,还可长期储存捕获的抗原，从而维持记忆性,B,细胞克隆和血清抗体水平。,DC,表达的,MHC,分子和,CD1,分子也可参与抗原的摄取，尤其是非蛋白类抗原。,DC,对抗原的处理、加工和提呈的过程与其他,APC,相似。在体内，,DC,提呈的外源性抗原和自身抗原的能力均远大于其他,APC,。,2.,参与,T,细胞发育、分化和激活,DC,作为重要的胸腺间质细胞，对,T,细胞在胸腺中的选择过程起着重要作用。,DC,表面高表达,MHC-II,类分子，双阳性胸腺细胞在,TCR,重排后识别,DC,表面的自身,MHC,分子，通过阳性选择而存活；在阴性选择中，,T,细胞识别,DC,表面的自身肽,:MHC,复合物，经过阴性选择，通过凋亡机制而被淘汰。,胸腺中的,DC,还表达,LFA-1,、,CD40,、,CD30L,和,FasL,等膜分子，它们通过与,T,细胞表达的,ICAM-1,、,CD40L,、,CD30,和,Fas,相互作用，参与,T,细胞对自身肽的中枢耐受。另外，外周淋巴器官的,T,细胞依赖区中有极少量长寿,IDC,，,它们可能与,T,记忆细胞的形成和维持有关。,DC,对外周,T,细胞分化也发挥重要作用。,DC,分泌,IL-12,，,可诱导,Th1,细胞的分化；在缺乏,CD8,+,T,细胞时，,DC,可诱导培养的,CD4,+,T,细胞发育为,CD8,+,CTL,。,DC,表面高表达多种协同刺激分子,(,尤其是,B7,分子,),，可通过与,T,细胞表面相应配体结合，提供,T,细胞激活的协同刺激信号。此外，,DC,可分泌多种细胞因子，参与激活,T,细胞的增生。,3.,参与,B,细胞发育、分化及激活,处于外周淋巴器官,B,细胞依赖区的,FDC,可参与,B,细胞的发育、分化、激活以及记忆,B,细胞的形成和维持，其主要作用为：,促进生发中心对抗原发生特异性反应；,与,B,细胞膜表面高亲和力,Ig,表达和,V,基因重排有关；,DC,高表达,FcR,、,CR,，可使,DC,膜表面可长时间附着一定量抗原,通过长时间刺激记忆,B,细胞，使,B,细胞维持免疫记忆；,促进静止,B,细胞表达,B7,分子，使其具有抗原提呈功能；,通过释放可溶性因子直接调节,B,细胞生长与分化；,增强细胞因子诱导的,CD40,+,B,细胞生长和分化；,外周血,DC,表达类似,CD40L,的分子，参与,B,细胞激活。,4.,免疫调节作用,DC,可分泌多种细胞因子参与免疫功能调节，如人,DC,分泌,IL-1,、,IL-1,、,IL-8,、,IFN-,、,TNF-,和,GM-CSF,等，,DC,还可分泌多种趋化因子，介导其他免疫细胞的趋化作用。,5.,免疫监视功能,某些前体,DC,如同一类特殊的感觉神经末梢，对局部各种化学信号十分敏感，且能敏锐地察觉组织损伤，在体内发挥免疫监视作用。,