三 T细胞的成熟、激活和免疫功能.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,第三节,T,细胞的成熟、激活和免疫功能,T,淋巴细胞肩负着细胞免疫功能，其中包括激活,T,、,B,细胞的辅助功能、直接杀伤靶细胞的细胞毒作用、释放各种淋巴因子诱导和激活周围细胞和组织发挥免疫效应的迟发性超敏反应以及免疫调节功能等。,T,细胞在发挥上述免疫功能之前，要经过一个在胸腺组织内的分化成熟过程和抗原及辅助分子的激活过程。,一、,T,细胞在胸腺中的成熟,胸腺是,T,细胞分化成熟的主要场所。由于在一些无胸腺的个体中也发现存在少量成熟的,T,细胞，因此怀疑机体存在除胸腺外的其他组织，只是直到现在尚未搞清楚它的具体位置。另外，随着年龄的老化，胸腺逐渐退化，功能也大为降低，这可能是由于记忆细胞有较长的存活时间（在人体内存活可达,20,年），以致对机体来说只需分化成熟少量的,T,细胞便可以维持，而退化的胸腺是足以胜任的。,T,细胞的分化成熟要经过迁移和繁殖、分化和选择的过程。在机体的,T,细胞库中，除具有不同抗原特异性外，还有两个基本特点：一是,T,细胞识别抗原要受到自身,MHC,分子的限制；二是成熟,T,细胞库是自我耐受的，即它不能单独识别自身,MHC,分子以及和自身,MHC,分子结合的自身抗原，因此不会对自身抗原产生应答。,1,T,细胞的迁移和繁殖,前,T,细胞是从骨髓中产生的，迁移到胸腺后，有些细胞受到刺激而生长，其他的死亡。这些存活下来的细胞发育成熟后，又迁移到血液和外周淋巴组织中去，成为有功能的,T,细胞。,不成熟的,T,细胞最早在胸腺中被检出的时间，小鼠是在妊娠期中的第,11,天，人类是在妊娠期的第,78,周。开始分布在皮质，随着,T,细胞的成熟而向髓质转移，并从这里继而离开胸腺进入外周组织。在胸腺中的,T,细胞又称胸腺细胞。在胸腺皮质的发育阶段中，,T,细胞开始表达,TCR,、,CD4,和,CD8,等重要分化抗菌素原和抗原受体。当胸腺细胞在到达髓质前，就有近,95%,以上的细胞死亡，这是,T,细胞克隆选择的过程引起的。,随着胸腺细胞的成熟，它们与胸腺中的非淋巴细胞的联系越来越紧密。,这些细胞是：胸腺上皮细胞、从骨髓而来的巨噬细胞以及树突状细胞。最外层的胸腺皮质上皮细胞是护理细胞，它们在膜的内褶处，围绕淋巴细胞，随后便与深层皮质中的上皮细胞形成一个网状结构，其周围的淋巴细胞必须通过这个网状结构才能达到髓质。树突状细胞存在于皮质和髓质交接处和髓质中，巨噬细胞主要存在于髓质。淋巴细胞通过与这些细胞的相互作用达到成熟和迁移。,非淋巴细胞产生的两种类型的分子，对,T,细胞的成熟是至关重要的。,一种是,MHC,分子，在皮质的巨噬细胞、上皮细胞以及树突状细胞表达高水平的,类,MHC,分子，在骨髓的上皮细胞和树突状细胞表达,类和,类,MHC,分子，其中的巨噬细胞表达高水平的,类,MHC,分子。另一种是由上皮细胞产生的胸腺激素，如胸腺素、胸腺蛋白、胸腺九肽和胸腺体液因子等，这些激素促进,T,细胞的繁殖和成熟。目前临床上已应用胸腺激素以提高,T,细胞的应答能力，改善机体的细胞免疫功能，治疗免疫缺陷疾病,2,T,细胞的分化和选择,T,细胞在胸腺中发育成熟的早期就表达,TCR,：,CD3,复合物，随后表达其他辅助分子（包括,CD4,和,CD8,）。同时，,T,细胞逐渐分化为具有辅助化和细胞毒功能的不同亚群。,（,1,）,T,细胞受体（,TCR,）的表达,在研究,T,细胞的个体发育中，根据胚胎的不同发育阶段，利用表面表达分子的不同来了解,T,细胞的不同发育阶段和,T,细胞的不同亚群，在这方面的成果多来自对胎鼠胸腺的研究。,人的胎儿也有类似的过程。,在鼠胎发育的第,11,天，可首次在其胸腺中检测到,T,细胞前体。它们表达,CD44,、,Thy-1,（小鼠特有的）、,CD1,（类似于,类,MHC,分子），这些分子的功能还不了解，,CD44,可能在,T,细胞前体在胸腺迁移中起作用。,在细胞上尚未表达,TCR,：,CD3,复合物时，它是各种不同亚群的,T,细胞的前体。,小鼠胚胎发育的第,1314,天时（与人胎儿发育的第,89,周相对应）可测到,TCR,基因的第一次重排，并有,和,基因的参与。第,14,天出现,、,基因的全长,mRNA,转录产物，第,14,天或,15,天表面有,CD3,和,受体的复合物出现。编码,CD3,的基因最初与,基因协同表达，并与,异二聚体结合，所以,受体在,T,细胞发育中是首先出现的,TCR,。,链在第,13,或,14,天就出现,D-J,的无功能重排，但,链有功能的,V-D-J,重排及全长,1.3kb,的转录产物在第,16,天才检测到。,链基因是在,链重排后的刺激下开始重排的，到第,17,天才产生有功能的转录产物。,CD3,和,受体的复合物于第,17,天首次发现，比,表达晚,2,天。继而,受体的表达很快超过,受体，所以出生时，大多数表达,TCR,：,CD3,复合物的胸腺细胞都是,受体，,90%,的外周,T,细胞只表达,受体。,（,2,）,CD4,和,CD8,的表达,CD4,和,CD8,分子通常用于淋巴细胞分类及表示淋巴细胞的成熟次序。另外，这些分子可能在,T,细胞库定型的选择过程中起重要作用。根据,CD4,和,CD8,可把淋巴细胞分为四个类型：,CD4-CD8-,（双负细胞）、,CD4+CD8+,（双正细胞）、,CD4+CD8-,（单正细胞）和,CD4-CD8+,（单正细胞）。,胸腺皮质中最不成熟的细胞不表达,CD4,和,CD8,（这些双负细胞在成体全部淋巴细胞中占,5%,）大部分（,80%,）迅速分裂，出现,TCR,基因重排,CD2,分子也出现在大多数双负细胞上。,双负细胞的成熟是沿两条路径发展的，大多数开始表达,CD4+,和,CD8+,，形成双正细胞，随后形成两个亚群的,CD4+,或,CD8+,的单正细胞。,TCR,基因的重排发生在双正细胞由胸腺皮质到髓质的过程中，并形成,TCR,：,CD3,复合物。,鼠胎发育到第,18,天可检测到,TCR,受体的,CD4+,、,CD8-,的单正细胞，它占全部细胞的,12%,，它已表现出“辅助”细胞的活性，随之迁移到外周淋巴组织和循环系统中去，形成成熟的,类,MHC,限制性的辅助性,T,细胞（,TH,）。,鼠胎发育到第,19,天，出现,CD4-CD8+,的单正细胞，它在成体占,3%,，具有裂解靶细胞的活性。从胸腺迁移到外周时，形成,类,MHC,限制细胞毒,T,细胞（,TC,）。单正细胞表达,TCR,异二聚体的水平高于双正细胞。,（,3,）,T,细胞的选择,所有的个体在它们的基因组中都含有全套,TCR,基因，这些基因可编码识别许多不同的、与,MHC,分子结合在一起的抗原受体。,每个个体都具有识别任何一种抗原的潜能，不同的,TCR,在不同克隆的,T,细胞表面表达之后，,T,细胞库就会由两个相互联系的过程来修饰：,T,细胞库受自身,MHC,限制，这种选择称为正选择（,positive selection,），又称为胸腺教育（,thymic,education,）。而负选择（,negative selection,）是除掉或钝化与自身成分应答的克隆，以保证成熟的,T,细胞是自我耐受的。,这些选择是针对全部发育的,T,细胞群的，是通过生长或死亡来实现的。胸腺细胞表达,TCR,以后，才能进入选择阶段，并且正选择可能先于负选择,在正选择过程中，要求,TCR,对外来抗原和,MHC,分子的双重识别，这样选择的结果，那些不能结合外来抗原或不能与自身,MHC,结合（即自身,MHC,限制）的,T,细胞克隆死亡除去。在负选择过程中是把,TCR,能与自身抗原,-MHC,复合物结合的胸腺细胞克隆除去，称克隆删除（,clonal,deletion,）或称钝化、克隆脱敏（,clonal,anergy,）。经过负选择，只有对外来抗原特异性的,T,细胞保留下来，形成了自我耐受。,一个胸腺细胞一旦表达了,T,细胞受体，它就再也不会改变其特异性，因此在,T,细胞个体发生中，,MHC,限制应该是作用于一群细胞，而不是单个细胞，这是外周,T,细胞存活及扩增的重要特点。正选择可能是,MHC,分子与胸腺细胞上的,TCR,结合后激活细胞的结果。,所有的,T,细胞必须表达可与,MHC,分子结合的,TCR,才能存活，,T,细胞在胸腺中的正选择过程受,MHC,分子的限制，且不需外来抗原的存在,。,正选择的另外一个重要特点是,CD4+,细胞只受,类,MHC,分子的限制，而,CD8+,细胞却只受,类,MHC,分子的限制。这一现象有人认为是,CD4,和,CD8,分子分别与,类和,类,MHC,分子结合，这种结合促进了胸腺细胞和表达,MHC,的上皮细胞的有效相互作用，继而发育成熟为,类,MHC,限制（,CD8+,细胞）和,类,MHC,分子限制（,CD4+,细胞）的,T,细胞。,胸腺中的负选择过程产生了自我耐受。自我耐受对于机体的健康是极为重要的。机体对自身抗原的耐受性是由于体内缺少对于这些自身抗原特异性的,T,、,B,淋巴细胞，或是它们不对自身抗原作出应答所致。现在了解到对自身蛋白质的耐受性在很大程度上归因于,T,细胞的耐受，而其主要机制是对自身抗原应答的,T,细胞在胸腺中成熟时被删除或被钝化的负选择结果。,最近的研究表明，有的自身抗原不是诱发特定的,T,细胞克隆的删除，而是使这些,T,细胞永远无反应或脱敏。但克隆删除和克隆脱敏的效果是相同的，都是使机体不对自身抗原作出应答。,二、,T,细胞的激活,T,细胞对抗原,-MHC,复合物的应答包括一系列细胞生理生化过程，称为“,T,细胞激活”过程。,抗原,-MHC,复合物与,TCR,：,CD3,复合物结合后，产生胞内信号，可瞬时提高未受刺激,T,细胞中多个基因的转录水平，导致,T,细胞分裂和发挥免疫效应功能所必需的蛋白质暂时性的表达。,T,细胞对抗原刺激作出的功能性和分裂应答只持续很短一段时间，当抗原物质被消除后，这种应答迅速减弱。,T,细胞的激活的特点：,1,、受,MHC,的限制，如前所述，,CD4T,细胞识别,类,MHC,分子，,CD8+,细胞识别,I,类,MHC,分子。,2,、辅助分子在,T,细胞识别激活中起着重要作用。这些辅助分子是在,T,细胞表面存在一些跨膜蛋白，从不同途径来调节免疫应答的，它们分布在靶细胞或抗原呈递细胞的表面，与配基结合后，就加强了,T,细胞与靶细胞或抗原呈递细胞的粘连作用，保证了,TCR,：,CD3,与多肽,-MHC,复合物结合的稳定性，从而促使,T,细胞的激活。还有些辅助分子把调节免疫功能的生化信号传递到,T,细胞的内部，发挥阻断或激活,T,细胞的免疫应答。这些辅助分子包括：,CD4,、,CD8,、,LFA-1,、,LVA,、,CD28,、,CD44,、,CD45,、,CD5,、,Thy-1,、,Ly-6,等，,3,、,T,细胞有效地激活还需要一个附加信号，它们作用于,T,细胞，称为“共刺激信号”，或称“共刺激分子”（,costimulator,molecular,）。单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞等附属细胞除作为抗原呈递细胞外，还可以提供这种共刺激信号。此外，某些分裂素，如白细胞介素,-1,（,IL-1,）、肿瘤坏死因子（,TNF,）、白细胞介素,-6,（,IL-6,）等，也都显示出共刺激活性。,共刺激分子的调节功能：,A,、当,T,细胞和,MHC,结合的抗原多肽相互作用时，共刺激信号可决定这种作用最终导致激活还是耐受。当,TCR,和抗原多肽结合时，若缺少共刺激信号，可引起,T,细胞对生长因子的作用呈现无反应性或随后的抗原呈递产生的脱敏作用。,B,、共刺激分子可以决定被抗原激活的,T,细胞分泌的细胞分裂素的性质，从而决定免疫应答的类型,T,细胞的激活过程可以概括为以下相互联系的几个步骤：,（,1,）早期的信号传递过程；,（,2,）一系列不同基因的激活、转录和表达；,（,3,）新的细胞表面分子的表达；,（,4,）细胞分裂素的分泌；,（,5,）诱导分裂活动。,T,细胞早期激活过程包括：产生胞内二级信使,激活蛋白质激酶,合成核的调控因子或使调控因子磷酸化,因子被激活,刺激基因转录等程序。,1,T,细胞激活的早期信号传递,当抗原被呈递给,T,细胞，并与,TCR,：,CD3,结合后，膜和胞质会产生一系列反应，这些早期的信号反应与以后的,T,细胞激活效应,细胞分裂素的产生和细胞分裂是随机地相关联的。这些早期信号反应和其他非淋巴细胞（如肥大细胞、血小板、内分泌内皮细胞以及肌肉细胞等）受刺激原刺激而产生的反应极其相似。许多离子和生化物质的浓度在细胞内的增加，对于信号反应极为关键。这些离子和生化物质通常称之为“二级信使”。早期激活的过程包括：质膜上的肌醇磷酯水解；胞内,Ca2+,浓度增加；膜上和胞质蛋白的磷酸化。,2,T,细胞基因的转录活化及表达,TCR,：,CD3,复合物与其配基结合后的几分钟之内，,T,细胞便开始一系列不同基因的转录和表达。这些基因的表达产物对继发的激活过程是所必需的。这些基因的数量在,70,个以上，依照它们被激活的时间不同，可分为瞬时、早期和晚期基因。瞬时基因的转录无需蛋白质的合成，而早期和晚期基因需要蛋白质的合成。瞬时和早期基因在分裂前转录，而晚期基因在分裂后转录。激活,T,细胞的基因又可根据其蛋白质产物的功能分类，早期表达的基因有三类：细胞原癌基因、细胞分裂素基因和细胞分裂素受体基因。,（,1,）细胞原癌基因,细胞原癌基因是细胞的正常基因，它的产物可分布于细胞的不同部位，调节细胞的生长和分化。它们之所以这样命名，是因为如果这些基因过量表达或者基因发生突变以及病毒中的同源基因表达都会导致细胞的恶性转化。,TCR,：,CD3,复合物与配基结合后，,T,细胞中许多原癌基因的转录子都会大大增加。,（,2,）细胞分裂素基因,T,细胞分裂素基因的转录在,TCR,：,CD3,被刺激后,4h,之内大大增加，如,IL-2,基因的转录便是一例。,IL-2,对于大多数正常,T,细胞来说，是一种自体分泌的生长因子，所以其基因的转录调控对,T,细胞激活过程的细胞分裂是至关重要的。人类,IL-2,以及其他一些细胞分裂素（如,-,干扰素）的转录，在,TCR,受刺激后,1h,开始，它们转录水平的提高。,（,3,）细胞分裂素受体基因,IL-2,受体基因的转录是,T,细胞活化过程中的又一步骤，它对于由自身,T,细胞分泌的,IL-2,引发的应答反应是很重要的。,IL-2,和两个膜上整合的受体蛋白（相对分子质量分别为,55000,和,70000-750000,）结合形成三分子复合物后，才能诱导,T,细胞的生长。,T,细胞的增殖和分化过程：,休止,T,细胞是处于,G,0,期，当抗原,-MHC,和,TCR,：,CD3,结合后，细胞膜上磷酯酰肌醇的分解产物作为第二信使活化蛋白质激酶,C,和钙依赖性的调钙蛋白的蛋白激酶，催化蛋白质及酶的磷酸化，进而活化,IL-2,和,IL-2,受体基因，使细胞周期自,G,0,期进入,G1,期，同时表达,IL-2,和,IL-2R,，促进细胞从,G1,后期经,S,期、,G2,期至,M,期，从而完成增殖周期。与此同时，分化出一部分,T,细胞，它们不再继续增殖分化，而是成为免疫记忆性,T,细胞（,TM,）。这些记忆细胞一旦再次遇到相同的抗原，无须经过上述冗长的诱导期，很快地进入,S,、,G2,和,M,期，产生效应细胞，释放淋巴因子，发挥细胞免疫效应。,三、,T,细胞的免疫功能,细胞免疫,机体的特异免疫应答是一个极为复杂的生物学过程，由淋巴细胞系统和单核吞噬细胞系统协同完成。这一过程人为地分为三个阶段，即感应阶段（,inductive stage,）、增殖分化阶段（,proliferative,and differentiation stage,）和效应阶段（,effective stage,），也可将前二阶段统称为淋巴细胞的活化阶段。,1,T,细胞免疫应答的三个阶段,（,1,）感应阶段,感应阶段是指抗原呈递细胞（包括巨噬细胞、树突状细胞、并指状细胞、朗罕细胞和,B,淋巴细胞等）捕获抗原，经胞内加工处理后，将抗原信息呈递给淋巴细胞的阶段。这个阶段的特点是：,1,、由抗原呈递细胞（,antigen presenting cell,APC,）摄取、加工和呈递抗原。,2,、,MHC,分子的自身限制。,3,、,T,细胞受体具有双重识别特性。,4,、共刺激信号的协同作用。,5,、外周淋巴组织是诱导免疫应答形成的场地。,（,2,）增殖和分化阶段,休止的成熟的,TH,细胞的受体在识别抗原呈递细胞呈递的抗原、辅助分子和共刺激分子的协同作用下，接受抗原呈递细胞分泌的细胞分裂素,IL-1,的刺激作用而开始活化，继而,IL-2,基因和,IL-2,受体基因活化和表达，自体细胞分泌的,IL-2,与其受体结合，,TH,细胞达到完全活化，开始分裂和大量增殖。,TH,在此又分化出一部分记忆细胞。大部分分化成具有免疫效应的效应细胞。,（,3,）效应阶段,细胞免疫的免疫效应分别由两个不同亚群来执行，即,CD4,细胞和,CD8,细胞。其中,TH,、,TS,细胞行使免疫调节功能，,TH,细胞可直接杀伤靶细胞，,T,DTH,（迟发性超敏,T,细胞）产生迟发性超敏反应。,T,细胞免疫的特点：它是以细胞形态（而非分布在全身的抗体分子）为标志去寻找入侵的病原微生物，一旦遇到，就在局部位置诱导炎症反应，就地动员单核巨噬细胞等周围杀菌的吞噬细胞和改变血管通透性，使血液中的杀菌细胞和成分渗出，共同、迅速地消灭这些病原微生物。,2,T,细胞的免疫功能,机体免疫应答过程涉及多种免疫细胞和它们之间的相互作用，如,M-TH,、,TH-B,、,TH-TC,。当巨噬细胞等抗原呈递细胞呈递给,TH,细胞、激活,TH,细胞时，便是免疫细胞调节的启动和免疫应答的开始。,活化的,T,细胞作用于吞噬细胞，便大大提高了巨噬细胞的游走吞噬和消化能力。当吞噬了不易被消化分解的胞内寄生的病原微生物（如结核杆菌）时，病原微生物便被有效地清除。,由此可见，免疫细胞之间的关系是极为密切的。从功能的系统发生和个体发育来看，由非特异免疫进化发展到特异免疫，特异免疫的细胞免疫早于体液免疫发生。这种现象也许表明细胞免疫的核心地位，它既完善和强化了非特异免疫功能，又发展和控制了特异免疫有效性，使机体的免疫功能更为完善和有效。在免疫调节中，,TH,和,TS,细胞是一对关键性的调节细胞。免疫应答过程是处在这一对细胞的正负调节的动态平衡的控制下，使机体在抗感染、自我稳定和免疫监视等诸方面，始终处于正常的、稳定的和有效的状态,第四节,细胞因子,细胞因子概述,一,.,细胞因子,(,cytokine,，,CK,),的概念：,由细胞（免疫细胞、非免疫细胞）合成、分泌的，能影响其它细胞功能的具有生物活性的低分子量蛋白质或多肽的统称。产生于天然免疫和特异免疫的效应阶段，对免疫应答、炎症反应进行介导和调节作用。,二,.,细胞因子的共同特性,1,多数为低分子量的多肽或糖蛋白,分子量：,6,60 KD,200,aa,存在形式：分泌型,组成：单体,-,大多数，如,IL-2,、,IL-3,、,IL-4,IL-5,、,IFN-,；,二聚体,-,同二聚体：,IFN-,、,IL-10,异二聚体：,IL-12,；,三聚体,-TNF,。,2,合成、分泌特性：,(1),多源性；,(2),多向性；,(3),短时自限性分泌；,3,作用特性：,(1),高效性,:10,-12,mol/L,；,(2),主要为自分泌、旁分泌效应；,(3),非特异性、多效性及重叠性；,(3),拮抗性；,(4),双重性；,(5),网络效应；,(6),细胞因子与激素、神经肽和神经递质共同,组成细胞间信号分子系统。,细胞因子的种类与功能,-,六大类（按功能分类）：,白细胞介素（,interleukins,，,ILs,）,干扰素,(interferon,，,IFN),肿瘤坏死因子（,tumor necrosis factor,，,TNF,）,集落刺激因子,(colony-stimulating factor,，,CSF),趋化因子（,chemokines,）,生长因子（,growth factor,，,GF,）,一,.,白细胞介素（,interleukins,，,ILs,）,能够介导白细胞间及其他细胞间相互作用的细胞,因子。,1.IL-1(,又称淋巴细胞刺激因子,),：,细胞来源：,主要由活化的单核巨噬细胞产生。,存在形式：,IL-1,和,IL-1,。,主要生物学功能：,局部低浓度免疫调节：,协同刺激,APC,和,T,细胞活化，促进,B,细胞增,殖和分泌抗体。,大量产生内分泌效应：,诱导肝脏急性期蛋白合成；引起发热和恶,病,质。,2.IL-2(,又称,T,细胞生长因子,TCGF),：,细胞来源：,主要由,T,细胞产生。,作用方式：,以自分泌和旁分泌方式发挥效应。,主要生物学功能：,（,1,）活化,T,细胞，促进细胞因子产生；,（,2,）刺激,NK,细胞增殖，增强,NK,杀伤活性及产生,细胞因子，诱导,LAK,（淋巴因子激活杀伤细胞）细胞产生；,（,3,）促进,B,细胞增殖和分泌抗体；,（,4,）激活巨噬细胞。,3.IL-4,细胞来源：,主要由,Th2,细胞、肥大细胞及嗜,碱性粒细胞产生。,主要功能：,（,1,）促细胞增殖、分化；,（,2,）,诱导,IgG1,和,IgE,产生；,（,3,）促进,Th0,细胞向,Th2,细胞分化；,（,4,）抑制,Th1,细胞活化及分泌细胞因子；,（,5,）协同,IL-3,刺激肥大细胞增殖等。,4.IL-6,：,细胞来源：,主要由单核巨噬细胞、,Th2,细胞、,血管内皮细胞、成纤维细胞产生。,主要功能：,（,1,）刺激活化细胞增殖，分泌抗体；,（,2,）刺激细胞增殖及,CTL,活化；,（,3,）刺激肝细胞合成急性期蛋白，参与炎症反应；,（,4,）促进血细胞发育。,5.IL-10,：,细胞来源：,主要,Th2,细胞和单核巨噬细胞产生。,主要功能：,（,1,）抑制前炎症细胞因子产生；,（,2,）抑制,MHC-II,类分子和,B-7,分子的表达；,（,3,）抑制,T,细胞合成,IL-2,、,IFN-,等细胞因子；,（,4,）可促进,B,细胞分化增殖。,6.IL-12,：,细胞来源：,主要由单核,-,巨噬细胞、,B,细胞产生。,主要功能：,（,1,）激活和增强,NK,细胞杀伤活性及,IFN-,产生；,（,2,）促进,Th0,细胞向,Th1,细胞分化，分泌,IL-2,、,IFN-,；,（,3,）,增强,CD8,+,CTL,细胞杀伤活性；,（,4,）可协同,IL-2,诱生,LAK,细胞；,（,5,）抑制,Th0,细胞向,Th2,细胞分化和,IgE,合成。,二,.,干扰素,(,interferon,IFN,),：,1.,分型,-,根据其来源、结构及生物学性质：,I,型：,IFN-,、,IFN-,细胞来源：,IFN-,：白细胞（主要为单核吞噬细胞）产生,；,IFN-,：成纤维细胞产生（二者结合相同受体）；,主要诱生剂：病毒，,polyI,-C(,人工合成双股,RNA),。,II,型,:IFN-,主要,细胞来源：,活化的,Th1,细胞、,CD8,+,CTL,和,NK,细胞；,主要诱生剂：抗原或有丝分裂原。,2.,主要生物学活性：,I,型干扰素：,（,1,）抗病毒和抗肿瘤：,A.,诱导宿主细胞产生抗病毒蛋白，干扰病毒复制；,B.,增强,NK,细胞对病毒感染细胞和肿瘤细胞杀伤；,C.,促进,MHC-I,类分子表达，增强,CTL,对病毒感染,细胞和肿瘤等靶细胞的杀伤。,（,2,）免疫调节：,与,II,型干扰素类似。,II,型干扰素：,（,1,）免疫调节作用,(,主要,),：,a.,活化巨噬细胞；,b.,促进,APC(s),表达,MHC-II,类分子，提高抗原递呈能力；,c.,促进,MHC-I,类分子表达，增强,NK,细胞和,CTL,细胞的杀伤活性；,d.,促进,B,细胞分化、增殖；,e.,抑制,Th2,细胞分化及细胞因子合成。,（,2,）抗病毒和抗肿瘤作用,(,与,I,型干扰素类似,),。,三,.,肿瘤坏死因子,(,tumor necrosis factor,，,TNF,),：,根据来源和结构不同，可分为：,TNF-,、,TNF-,1,TNF-,组成及分子量,:,同源三聚体,51 KD,。,细胞来源：,单核巨噬细胞（主要）；,T,细胞、,NK,细胞和肥大细胞。,主要功能,：,低浓度,-,自分泌、旁分泌效应,（,1,）诱导炎症反应：,a.,使血管内皮细胞表达,ICAM-1,，,促白细胞,聚集于炎症局部；,b.,刺激单核巨噬细胞等合成、分泌细胞因,子,(,如,IL-1,、,IL-6,、,IL-8,、,TNF-,等,),，导,致炎性细胞浸润和增强吞噬细胞的杀伤。,（,2,）促进,MHC-I,类分子表达，增强,CTL,对靶细,胞,(,如病毒感染细胞,),的杀伤。,（,3,）杀伤肿瘤细胞：直接杀伤，引起组织出血,坏死。,高浓度,-,内分泌效应,（,1,）引起发热；,（,2,）协同,IL-1,、,IL-6,诱导肝细胞合成急性期蛋白；,（,3,）抑制骨髓造血干细胞的分裂；,（,4,）引起代谢紊乱，导致恶液质；,（,5,）介导内毒素致感染性休克。,2.TNF-,又称淋巴毒素（,lymphotoxin,，,LT,）与,TNF-,的氨基酸序列为,28%,同源性，二者结合同一受体。,细胞来源：激活的,T,细胞。,生物学功能：,与,TNF-,相似，在局部发挥效应。,与细胞表面,LT-,形成复合物，发挥作用。,四,.,集落刺激因子,(colony-stimulating factor,，,CSF),：,概念：,选择性刺激造血干细胞分化发育成某一细,胞谱系的细胞因子的统称。,包括：,SCF,、,Flt3L,、,GM-CSF,、,G-CSF,、,M-CSF,、,EPO,、,TPO,、,IL-3,（,multi-CSF),、,IL-7,等,。,1.,干细胞因子,（,stem cell factor,，,SCF,，,又称,c-Kit,配体）,存在形式：跨膜型、分泌型,细胞来源：骨髓基质细胞,生物学功能：,A.,刺激多能造血干细胞发育；,B.,刺激肥大细胞增殖。,2.Flt3,配体（,Flt3,ligand,，,FL,）,存在形式：跨膜型、分泌型,细胞来源：基质细胞。,生物学功能：,刺激原始造血干细胞的增殖和分化。,3.,粒细胞,-,巨噬细胞集落刺激因子,(GM-CSF),细胞来源：活化的,T,细胞、单核,-,巨噬细胞、内皮,细胞、成纤维细胞等。,生物学功能：,A.,刺激骨髓各系前体细胞生长和分化；,B.,刺激骨髓前体细胞向粒细胞和单核细胞分化。,4.,粒细胞集落刺激因子,(G-CSF),细胞来源：活化的,T,细胞、单核,-,巨噬细胞、内皮细,胞、成纤维细胞等。,生物学功能：,A.,刺激粒细胞前体细胞的分化成熟；,B.,增强成熟粒细胞的吞噬杀伤功能，延长其存活时,间。,5.,巨噬细胞集落刺激因子（,M-CSF,）,细胞来源：单核,-,巨噬细胞、淋巴细胞、纤维母细,胞、内皮细胞、上皮细胞等。,生物学功能：,A.,刺激单核,-,巨噬细胞增殖分化；,B.,延长单核,-,巨噬细胞存活时间，增强其功能。,6.,红细胞生成素（,erythropoietin,EPO,）,细胞来源：肾小管周围间质细胞。,生物学功能：促骨髓红细胞前体分化为成熟红细胞。,7.,血小板生成素,(,thrombopoietin,TPO),细胞来源：平滑肌细胞及内皮细胞。,生物学功能：刺激骨髓巨核细胞分化成熟为血小板。,五,.,趋化因子（,chemokines,）,概念：吸引白细胞向一定方向移行，也可刺激白细胞,活化的小分子蛋白。,按照半胱氨酸残排列基序不同分亚族,：,1.CXC,亚族（,亚族）：,氨基端的两个半胱氨酸被其它任一氨基酸分开。,白细胞介素,-,（,IL-8,）,-,为主要代表。,细胞来源：活化的单核,-,巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞和巨核细胞。,主要功能：趋化中性粒细胞，介导炎症反应。,2.CC,亚族,(,亚族,),-,氨基端的两个半胱氨酸相邻。,MCP-1(,单核细胞趋化蛋白,-1),为主要代表,。,细胞来源：活化的,T,细胞。,主要功能：趋化并活化单个核细胞（单核细胞和,T,细,胞）,。,3.C,亚族,(,亚族,),-,氨基端只含有一个半胱氨酸,。,成员：,lymphotactin-,和,lymphotactin-,。,主要功能：趋化淋巴细胞。,4.CX3C,亚族（,亚族）,-,两个半胱氨酸被三个氨基,酸隔开,。,成员：,Fractalkine,。,主要功能：趋化淋巴细胞和巨噬细胞。,六,.,生长因子（,growth factor,，,GF,）,包括,：,TGF-,(transforming,growth factor-,，,转化生长因子,-),；,EGF(epithelial,growth factor,，,表皮生长因子,),；,FGF(fibroblast,growth factor,，,成纤维细胞生长因子,),；,NGF(nerve,growth factor,，,神经生长因子,),；,PDGF(platelet,-derived growth factor,，,血小板源性生长因子,),；,VEGF(vascular endothelial cell growth factor,，,血管内皮细胞生长因子,),等,。,TGF-,（,TGF-,1,、,TGF-,2,和,TGF-,3,）：,细胞来源：,T,、,B,细胞、巨噬细胞及肿瘤细胞等,。,生物学功能（免疫抑制调节剂）：,抑制,T,细胞增殖和细胞因子产生；,抑制,B,细胞增殖和,T,细胞依赖性多克隆抗体的产生；,抑制,NK,细胞活化和,IL-2,的,LAK,细胞诱导作用；,抑制,M,活化和前炎性细胞因子产生；,抑制多种细胞增殖（如内皮细胞、上皮细胞和平滑肌细胞），但促成纤维细胞增殖，加速伤口愈合,；,某些肿瘤细胞分泌,TGF-,，,可逃避免疫应答,。,细胞因子在,B,细胞的生长与分化中的功能,细胞因子受体家族及信号传导机制,细胞因子受体为跨膜糖蛋白,：,膜外区（细胞因子结合区）,；,跨膜区（富含疏水性氨基酸区）,；,胞质区（信号转导区）,。,一,.,细胞因子受体家族,（一）细胞因子受体家族分类,根据膜外区结构特征，分为五个家族,：,1.,免疫球蛋白超家族,结构特点：膜外区具有免疫球蛋白样功能区。,成员包括：,IL-1,、,IL-6,、,M-CSF,、,SCF,的受体等。,2.,型细胞因子受体家族,(,造血因子受体家族,),：,结构特点：膜外区近氨基端有二个,不连续,保守半胱氨酸残基（,C,），,其羧基端 存在,Trp-Ser-X-Trp-Ser,（,WSXWS,，,X,代表任一氨基酸）残基序列。,成员包括：,IL-2,、,IL-3,、,IL-4,、,IL-5,、,IL-6,、,IL-7,、,IL-9,、,IL-11,、,IL-13,、,IL-15,、,GM-CSF,、,G-CSF,的受体等。,3.,型细胞因子受体家族,(,干扰素受体家族,):,结构特点：膜外区近氨基端含有四个不连续保守半胱氨酸残基。,成员包括：,I,型、,II,型,IFN,的受体。,4.,型细胞因子受体家族,(TNF/NGF,受体家族,),：,结构特点：膜外区富含半胱氨酸基序。,成员包括：,TNF,受体、,NGF,受体、,Fas,蛋白及,CD40,分子。,5.,趋化因子受体家族,(G,蛋白偶联受体家族,):,结构特点：含有,7,个疏水性跨膜区,(,-,螺旋结构,),，胞质区与,G,蛋白,(,结合,GTP,的蛋白,),结合，将信号转导入细胞内部。,成员包括：,CXCR-,结合,CXC,型趋化因子（如,IL-8,）,CCR-,结合,CC,型趋化因子（如,MCP-1,）。,（二）细胞因子受体肽链组成,及共同信号链,1.,肽链组成,：,A.,一条肽链,-,如,EPO,、,G-CSF,的受体及趋化因子受体家族成员；,B.,二条肽链,-,如,IL-3,、,IL-5,、,GM-CS,的受体等；,C.,三条肽链,-,如,IL-2,及,IL-15,的受体,。,2,共同信号链,(,或共同亚单位,):,指不同细胞因子受体共用的一条相同的与信号转导有关的肽链。,目前发现有三种共同亚单位：,链（,c,）：,IL-2,、,IL-4,、,IL-7,、,IL-9,、,IL-15,的受体共有；,链：,IL-3,、,IL-5,、,GM-CSF,的受体共有,；,gp130,：,IL-6,、,IL-12,的受体共有,。,（三）可溶性细胞因子受体,存在,:,血清、尿液等体液。,目前知道的有：,sIL-1,、,sIL-2,、,sIL-4,、,sIL-5,、,sIL-6,、,sIL-7,、,sIL-8,、,sG,-CSF,、,sGM,-CSF,、,sIFN-,、,sTNF,受体等。,可能作用,A.,与膜受体竞争结合细胞因子，抑制细胞因子的作用。,B.,与细胞因子结合,转运至机体相关部位，增加局部细胞因子的浓度，发挥其生物学作用。,细胞因子在临床上的应用,一,.,细胞因子与疾病的发生,1.,参与感染引起的炎症反应,如,:TNF-,、,IL-1,、,IL-6,、,IL-8,等细胞子。,2.,促进肿瘤细胞生长和转移,如：,TGF-,、,IL-10,、,IL-6,等细胞因子,。,3.,介导移植排斥反应,如：,IL-2,、,IFN-,等细胞因子,。,4.,介导免疫性疾病,(1),免疫缺陷,如：,IL-2,受体,链基因,(X,染色体,),突变,IL-2,、,IL-4,、,IL-7,、,IL-9,及,IL-15,等细胞因子功能障碍。,(2),超敏反应,如：,IL-4,、,IFN-,等细胞因子,。,(3),自身免疫性疾病,如：,IFN-,、,IL-2,等细胞因子,。,二,.,细胞因子与疾病的诊断及治疗,（一）诊断,-,缺少特异性,IL-2,、,IL-4,、,IL-5,、,IFN-,等,-T,细胞活化及功能缺陷,；,TNF-,（,血清,）,-,类风湿关节炎、感染性休克等,；,IL-1,、,IL-6,及,TNF-,（,关节囊滑液）,-,类风湿关节炎,；,IL-1,（,血清）,-,慢性血清病、免疫复合物肾病等,；,sIL-2R,（,血清）,-,白血病、多发性硬化、,AIDS,、,移植排斥反应等。,（三）治疗,治疗方式：,A.,细胞因子补充疗法,B.,细胞因子阻断疗法,（,1,）治疗炎症反应,IFN-,：,疱疹性角膜炎、乙型肝炎等,；,IL-10,：,类风湿性关节炎,。,（,2,）治疗恶性肿瘤,IL-2,：,肾细胞癌、黑色素瘤,；,IL-1,8,、,IL-10,、,IL-12,、,G-CSF,、,IFN-,、,IFN-,、,TNF-,等,(,转基因,),：,多种,肿瘤。,（,3,）治疗自身免疫性疾病,IFN-,多发性硬化症,（,MS,）,IFN-,、,IL-1,的抑制剂,类风湿性关节炎,(RA,）,和,TNF-,的,McAb,抗,IL-6,McAb,SLE,。,（,4,）,治疗移植排斥,IL-2,、,IL-3,、,IL-6,、,GM-CSF,等：骨髓移植,；,抗,IL-2,受体,链,McAb,：,移植排斥,。,（,5,）治疗造血系统疾病,CSFs,：,造血功能异常；,EPO,：,肾性贫血；,M-CSF,：,白细胞减少,。,