免疫学课件：免疫细胞.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,*,免疫细胞,是泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前身。,包括造血干细胞、淋巴细胞、单核/巨噬细胞及其它抗原提呈细胞、粒细胞、红细胞、肥大细胞等。,1 造血干细胞,（hemopoietic stem cell,HSC）。,多能（multipotential或pluripotent）造血干细胞，具有自我更新（self-renewing）和分化(differentiation)两种重要的潜能，赋予机体在生命过程中始终保持造血能力。,3.造血干细胞的表面标志,小鼠造血干细胞的表面标志,人造血干细胞的表面标志,2,淋巴细胞：,主要存在于淋巴系统（包括淋巴组织、淋巴液）中的圆形单核细胞。是淋巴组织和淋巴液的主要细胞成分，也存在于除神经系统以外的血液和组织液中。,形态大小不等，,612,m，有一个大的圆形核和很少量的胞质。,起源于造血干细胞，经血液流进中枢免疫器官的胸腺和腔上囊（或类囊器官），分别分化成T细胞和B细胞。,还有些与胸腺或腔上囊无关的淋巴细胞，如杀伤细胞、NK细胞等。,免疫应答中起核心作用的是淋巴细胞,其中接受抗原刺激后能发生特异性免疫应答的淋巴细胞称为,抗原特异性淋巴细胞（antigen specific lymphocyte）,或称免疫活性细胞（immunocompetent cell,ICC），即,T细胞和B细胞,。,构成机体细胞免疫和体液免疫的主要基础,。,T细胞和B细胞的个体发育,T,细胞和B细胞均来源于骨髓的多能干细胞（胚胎期来源于卵黄囊和胚肝）。,多能干细胞中的淋巴样干细胞分化为前T细胞和前B细胞。,2.1 B淋巴细胞,概念,B细胞的来源、分化和定居,B细胞表面标记和特性,B细胞的亚群及其功能,前B细胞在哺乳动物的骨髓中或鸟类的腔上囊中分化成熟。而命名,鸟类,囊依赖性淋巴细胞（bursa-dependent lymphocyte），囊衍生性淋巴细胞。,人类,称骨髓依赖性淋巴细胞（bone marrow-dependent lymphocyte），骨髓衍生性淋巴细胞。,B为囊（Bursa）和骨髓（Bone marrow）的缩写。均简称为,B细胞,。,B细胞主要发挥,体液免疫功能,。,1.B淋巴细胞的分布,存在于血液、淋巴结、脾、扁桃体及其他粘膜组织：,人血液淋巴细胞的5%25%为B淋巴细胞；骨髓中的淋巴细胞主要为B淋巴细胞；,B淋巴细胞分别占淋巴结与脾中淋巴细胞的14与12；,胸腺B细胞数量不到总淋巴细胞的1。,2.B细胞的个体发育,分化发育的场所：,鸟类在法氏囊，哺乳类动物胚胎早期在肝脏、卵黄囊，其后在肝脏和骨髓，出生后主要在骨髓内分化成熟。,B细胞发育的骨髓微环境由两部分组成,一是基质细胞：,即巨噬细胞，血管内皮细胞，纤维母细胞，脂肪细胞以及由这些细胞分泌的细胞基质（纤维粘连蛋白，胶原蛋白等），,二是上述细胞分泌的多种细胞因子,（SCF，C-CSF，M-CSF等），调节造血细胞的增殖、分化，通过粘附分子使造血细胞与基质细胞接触，有利于造血细胞的定位，成熟和细胞的迁出。,B细胞的分化发育,分两个阶段，即抗原非依赖期和抗原依赖期,第一阶段发生在骨髓 骨髓中的pro-B细胞丢失CD43，即转化为pre-B细胞，进而发育为,+,的不成熟B细胞；进一步发育为,+,+,的成熟B细胞。,第二阶段发生在外周免疫器官 接受抗原刺激后，B细胞可发生类型转换，最终分化为浆细胞。,B-Cell Development in the Bone Marrow,Antigen-independent B-Cell maturation in the bone marrow,Cytokine induction of B-cell proliferation,and class switching,B细胞发育过程中的阳性选择,在B细胞发育的抗原非依赖期，可发生阳性选择。这种选择的信号是由B细胞表面表达的链传导。,在B细胞发育的抗原依赖阶段，同样发生阳性选择。,在B细胞发育过程中，可能出现针对自身抗原的B细胞克隆。机体通过阴性选择过程清除具有自身反应性的B细胞克隆，实现自身耐受。,B细胞发育过程中的阴性选择,3、B细胞的表面标志,BCR,CKR,CR,FcR,丝裂原受体,表面受体,B细胞抗原识别受体（BCR）,BCR由二类分子组成:,一类分子是mIg，多数血液中B细胞同时表达mIgM和mIgD，少数B细胞只表达mIgG、mIgA的mIgE。这类分子特异地识别抗原。,另一类与TCR的CD3相似的分子是Ig-,和Ig,，它们是由mb-1和B29基因编码的糖蛋白，其功能与信号传导有关。,替代性BCR复合物,替代性BCR复合物表达于Pro-B和Pre-B细胞，属于免疫球蛋白超家族成员。,其结构为：H链共价结合于一条5链，5链非共价结合于Vpre-B链。5链和Vpre-B链组成假轻链(L)。替代性BCR复合物(surrogate BCR complex)与CD79aCD79b异二聚体结合。,早期B细胞在进一步发育成熟中，其细胞表面表达少量的H-L复合物是至关重要的。传递为Pre-B细胞进步分化所必不可少的信号。,补体受体（CR）,大多数B细胞表面有C3b（CRI）和C3d（CR II）受体，,CR可与抗原抗体和补体形成的免疫复合物结合，促进B细胞的活化。,CR II也是EB病毒的受体。,Fc受体,活化的B细胞表面有高密度的IgG Fc受体可与免疫复合物结合。,细胞因子受体(CKR),活化的B细胞表面有IL-1、IL-2、IL-4、IL-5、INF-,等多种细胞因子受体，与相应细胞因子结合可促进B细胞增殖与分化。,丝裂原受体,B细胞表面有美洲商陆（PWM）和脂多糖受体。,体外培养时，B细胞受上述丝裂原刺激而发生淋巴细胞转化，可用于检测B细胞功能。,MHC,活化的B细胞表面MHC II类分子明显增加，它增强B与T细胞间粘附及促进抗原呈递。,表面抗原:,主要组织相容性抗原（MHC）CD 分子,CD分子,这些辅助分子包括CD19、CD20、CD21、CD22、CD40、CD45等,B细胞活化也需要两个信号刺激，其一是BCR其特异抗原结合提供活化第一信号。其二是B细胞表面的一系列辅助分子与其相应配体结合提供活化第二信号（也叫协同刺激信号）,B淋巴细胞表面的分子,B细胞特有或涉及B细胞的CD分子有29种，即CDl0、CDl924、CD37、CD40、CD53、CD72一86、CDl38139、CDW150。,表达于B细胞分化的不同阶段，对B细胞分化及功能鉴定有重要意义。,4.B细胞亚群及功能,分为B1细胞和B2细胞,Ly-1,+,(CD5,+,)B细胞，称这种细胞群为B1细胞。,另一亚类B细胞，其表型则为Ly-1,-,（CD5,-,）B细胞，即,通常B细胞,，称之为B2细胞。,在人也证明存在与小鼠相当的B细胞亚类，即CD5,+,（Leu-1,+,）B细胞(B1)和CD5,-,(Leu-1,-,)B细胞（B2）二个亚类。,B1细胞和B2细胞群在起源、表型和生物学特性等方面均不同。,B1细胞产生抗体有两个特点：多为低亲和力的IgM、IgA和IgG3，参与抗细菌感染的黏膜免疫应答；能产生多种针对自身抗原的抗体，与自身免疫病相关。,B2即成熟的B细胞，产生高亲和力抗体，行使体液免疫功能。,近年根据表型的不同可将B2细胞群进一步分为B1a和B1b。,B细胞亚类表型见表。,膜标志,B1,B2(通常B细胞),B1a B1b,IgM,+,+,+,IgD,+,CD5,+,CD11,+,+,CD23,+,CD44,+,+,MHC II,+,+,+,B细胞亚类,5.B淋巴细胞的功能,三个主要的功能,：,产生抗体,提呈抗原,分泌胞因子参与免疫调节。,2.2 T细胞,概念,1T细胞的来源、分化和定居,2T细胞表面标记和特性,3T细胞的亚群及其功能,在骨髓中，多能造血干细胞转变为淋巴样前体细胞，然后进入胸腺皮质向髓质移动，最后到达髓质而成为成熟的T淋巴细胞。形成识别各种抗原的T细胞库。,T细胞库的基本特征,T细胞识别抗原受MHC限制,T细胞识别 MHC+抗原肽,机体的T细胞库对自身抗原具有耐受性 自身耐受,成熟T细胞经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居，并可经血流组织淋巴血流周游全身，以发挥免疫调节和细胞免疫功能。,T淋巴细胞,胸腺依赖性淋巴细胞,(thymus-dependent lymphocyte)或胸腺衍生物性淋巴细胞。,T为胸腺（Thymus）的缩写,简称T淋巴细胞或T细胞。,1.T细胞的个体发育,前胸腺细胞（prothymocyte）或前T细胞在胚胎期从卵黄囊，继之从胚肝、或成年期从骨髓受胸腺上皮分泌的趋化因子（thymotaxin）吸引入胸腺。在胸腺微环境的影响下，由皮质到髓质分化发育为成熟的细胞即T细胞。,T细胞在胸腺内发育分三阶段。,第一阶段，由早期T细胞发育成为双阴性细胞，即CD4,-,CD8,-,；,第二阶段，经双阴性变成双阳性即CD4,-,CD8,-,分化成CD4,+,CD8,+,；,第三阶段，由双阳性变成单阳性即CD4,+,细胞或CD8,+,细胞，即迁移出胸腺。,胸腺细胞须经过阳性选择或阴性选择：,（1）阳性选择过程：,前胸腺细胞最初为CD4,-,、CD8,-,双阴性细胞，随后发育成为CD4,+,、CD8,+,的双阳性细胞。后者表面的TCR,若能与胸腺皮质上皮细胞表达的MHC-I类或II类分子结合，即可分别分化为CD8,+,细胞或CD4,+,细胞，否则就会发生细胞程序死亡，又称凋亡（apoptosis）；,（,2）阴性选择过程：,胸腺皮质和髓质交界处的M,和树突状细胞（DC）表达高水平的MHC-I、II类抗原。,阴性选择是发育中的T细胞的TCR若与胸腺内的M,或树突样细胞的MHC与自身肽分子复合物呈高亲和性结合，则导致克隆排除或克隆无能，也就是（对自身抗原起反应的克隆被排除或受抑制）形成了自身免疫耐受。,经过阴性选择后的胸腺细胞如能识别此复合物，即产能生自身耐受并停止发育。不能识别该MHC分子-自身抗原复合物的胸腺细胞才能继续发育。,经历上述与MHC有关选择过程，T细胞才分化为能与异物抗原发生反应CD4,+,或CD8,+,的单阳性细胞随后经外周血循环进入外周淋巴器官定居。,T细胞在胸腺内发育过程中细胞表面分子的变化？,祖T细胞由胚肝或骨髓迁移至胸腺为早期T细胞，在胸腺内初步发育后即成为CD4,-,、CD8,-,双阴性不成熟T细胞，定位于胸腺外围皮质，,不成熟的T细胞从外围皮质向髓质移行过程中受胸腺微环境即胸腺基质细胞和细胞因子的影响而逐步发育、分化，由双应阴性细胞变成CD4,+,、CD8,+,双阳性细胞，双阳性细胞只有低密度的TCR-CD3复合分子，不表达IL-2受体，（99%）仍上无应答功能的不成熟的细胞。,位于胸腺髓质部位的细胞是CD4,+,CD8,-,或CD4,-,CD8,+,即单阳性细胞，它们表达TCR-CD3复合分子，活化后表达IL-2受体，是胸腺内成熟的有免疫功能的细胞。,2.T细胞的表面标志,淋巴细胞的表面标志,是指存在于细胞表面的多种膜分子，是淋巴细胞识别抗原、与其他免疫细胞相互作用以及接受微环境刺激的分子基础，也是鉴别和分离淋巴细胞的重要依据。,T细胞表面受体,TCR 为T细胞特异性识别抗原的受体。TCR可分为TCR,和 TCR,两种类型,TCR-CD3复合物,是T细胞抗原受体与一组CD3分子以非共价键结合而形成的复合物，是T细胞识别抗原和转导信号的主要单位。,T C R,有,、,、,、,四种肽链。,根据TCR异二聚体的不同组成，可将其分为TCR,和 TCR,两种类型。,它们的分布与功能有所不同。,结构相似，均由两条异源二聚体肽链藉二硫键组成的跨膜分子，每条肽链均含可变区(V区)和稳定区(C)，类似Ig结构。,TCR,。,成熟的T细胞（95%）的TCR是由,链组成。,TCR,。,约1%10%在胸腺内的T细胞、血液中成熟T细胞及一半的肠上皮内T淋巴细胞的TCR是由,链组成。,两大类TCR,和TCR,表型分子,两类T细胞（表型分子）均为CD2,+,CD3,+,TCR,T细胞为CD4,-,CD8,+,。,成熟TCR,T细胞则分为CD4,+,或CD8,+,单阳性细胞，这些细胞的95%是参与免疫应答的T细胞。,TCR,+T细胞与TCR,+T细胞特性,TCR,细胞,TCR,T,细胞,分子结构,二硫键相连的异二聚体分子,二硫键相连的异二聚体分子,多样性,多,少,分布,周围血60%70%,周围血1%10%表皮及肠粘膜上皮,表型,CD4+CD8+（DP）60%；CD4-CD8-（DN）35%,CD4+CD8+（DP）,CD2,+,100%,CD2,+,CD5,+,95,CD5,-,发育,胸腺（发生晚）,胸腺（发生早）存在胸腺外途径,功能,识别与MHC分子结合的多肽复合,可能的作用,1第一线防御细胞的原始受体,分子抗原,2可识别MHC或MHC样分子,3识别由MHC样分子呈递的抗原,CD3,是T细胞的重要分子，它有五种肽链，即、和。,以及两条肽链以非共价键形式组合，或两条链以二硫键相连。,D3分子通过盐桥与TCR形成稳定的复合物结构(图)。,CD3的五种肽链均能转导TCR的信号,因为它们的细胞内区均有免疫受体酪氨酸活化基序(immunorecepter tyrosinebased activation motif，ITAM)，,其基本组成是：酪氨酸-两个任意氨基酸-亮氨酸(YxxLV)。此结构还可以见于Ig、Ig、FcR(CDl6)和FcRI的肽链,CD3分子在T细胞表面，由五条肽链组成与TCR非共价结合，具有稳定TCR结构及传递活化信号的作用。,TCRCD3复合物,TCR-CD3复合物是T细胞抗原受体与一组CD3分子以非共价键结合而形成的复合物,是T细胞识别抗原和转导信号的主要单位。TCR特异识别由MHC分子提呈的抗原肽，而 转导T细胞活化的第一信号。,以TCR-CD3复合物为例，80一90是由、和三种二聚体组合的CD3分子，10一20由、和三种二聚体组成的CD3分子。,CD4,+,T细胞,即TCR,CD4,+,细胞,表型为CD2,+,CD3,+,CD4,+,CD8,-,，简称CD4,+,T细胞。,该细胞识别抗原是MHC II类分子限制性的。,这类细胞根据分泌细胞因子不同分为TH1和TH2两类，前者辅助细胞免疫，后者辅助B细胞产生抗体。,CD8,+,T细胞,按其功能又可分为抑制性T细胞（TS）和杀伤性T细胞（TC）。前者为调节性T细胞，后者为效应T细胞,CD4和CD8分子。早期胸腺细胞可同时表达二种分子称为双阳性细胞，成熟的T细胞只表达一种，即CD4,+,T细胞（占65%）和CD8,+,T细胞（占35%）。,CD4、CD8分子也是T细胞重要的表面标志，属T细胞辅助受体（co-receptor）二种分子均为T细胞活化的协同受体。,CD4分子是MHC II类分子的受体，CD8分子是MHC I类分子的受体，二种分子具有增强细胞亲合性并协且传递活化信号。,CD4分子的细胞外区第一、第二两个结构域和CD8分子的链V样区，分别与MHC类和I类分子近膜末端非多态区结合，既加强了T细胞与APC或靶细胞的相互作用，又参与了抗原刺激TCR-CD3信号转导。,此外，它们还参与T细胞在胸腺内的发育成熟及分化。,CD28分子,表达于全部CD4,+,T细胞和50%CD8,+,T细胞表面，T细胞活化时需两种活化信号。,TCR-CD3复合物与抗原和MHC分子复合物结合属特异性的第一活化信号。,CD28与其配体（B细胞或APC上有B7分子）结合属于第二活化信号和辅助刺激信号。,丝裂原受体,T细胞表面还表达许多种识别丝裂原（mitogen）的膜分子。,植物血凝素phtohemagglutinin,PHA）和刀豆蛋白A（concanavalin A,Con A）为最常用的T细胞丝裂原。,丝裂原与T细胞表面相应膜分子上特定的糖基交联后（因丝裂原是多价的），可直接使静止状态的T细胞活化、增殖、转化为淋巴母细胞。,细胞因子受体（CKR）,多种细胞因子可作用T细胞，因为T细胞表面有CKR。,其他表面受体：,SRBCR、HIVR、等,T细胞表面抗原,MHC抗原 所有T细胞均表达MHC-I抗原，活化的T细胞表达MHC-II类抗原,分化抗原（CD分子）表达多种CD分子，与T细胞识别和激活有关,CD2分子,（也叫LFA-2，羊红细胞受体）,存在于成熟的T细胞和胸腺细胞NK细胞表面，是细胞间粘附分子，其配体为LFA-3（CD58），可增强细胞间粘附，CD2与羊红细胞上的LFA-3相似分子结合形成E花环，可用于鉴定和分离人类T细胞。,在早期胸腺细胞表面CD2与胸腺上皮细胞的LFA-3分子结合是T细胞活化第二途径，所以CD2也是信号传递分子。,极迟出现的抗原（,Very late appearing antigen,VLA）有三种即VLA-4、VLA-5、VLA-6分子，VLA分子可与细胞外基质配体分子结合，给T细胞活化提供协同刺激信号，VLA-4可使淋巴细胞结合到静脉高内皮或炎症处血管的内皮细胞上。,CD44分子,：又称归巢受体（Homing receptor）与淋巴细胞再循环有关，记忆T细胞可表达高水平的CD44分子。,CD45：,又称白细胞共同抗原（Leukocyte common antigen）表达于多种白细胞表面的CD45分子有异构体（isoforms）可在T细胞表面表达，中期一亚族总称为CD45R，未受抗原刺激的天然T细胞可表达CD45RA而记忆T细胞可表达CD45RO。,CD45分子胞浆内成分连接酪氨酸磷酸化酶是TCR和BCR活化信号传递的重要成分。,T细胞亚群,外周成熟的T细胞无论在表型还是在功能上都是异质性群体。,按CD分子不同T细胞分为CD4,+,和CD8,+,两大亚群；,按TCR类型不同分为TCR（TCR II型）和TCR（TCR I型）T细胞；,按功能不同分为辅助性T细胞（help T cell,Th）、细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell,CTL或c）和抑制性T细胞（suppressor T cell,Ts）；,按对抗原的应答不同，分为初始（navive）T细胞、抗原活化的(primed/activated)T细胞和记忆性（memory）T细胞。,另外，还有NK1.1,+,T细胞。,人T细胞亚群表型及功能,T细胞亚群,表 型,MHC识别限制性,功能,Tc细胞,CD3,+,、CD4,-,、CD8,+,、CD11,-,I类分子,杀伤靶细胞,分泌IFN-,Ts细胞,CD3,+,、CD4,-,、CD8,+,、CD11,+,抑制靶细胞功能,分泌TSF,T,H,细胞,CD3,+,、CD4,+,、CD8,-,、Leu8,-,II类分子,诱导T,H,和T,S,成熟,Ti细胞,CD3,+,、CD4,+,、CD8,-,、Leu8,+,T,DTH,细胞,CD3,+,、CD4,+,、CD8,-,II类分子,参与迟超反应,反抑制性,T细胞(Tcs,CD3,+,、CD4,-,、CD8,+,分泌MIF、IFN,等,LF分泌T,CS,F，对抗Ts功能，使T,H,恢复,机理,T,H1,T,H2,产生细胞因子,IL-2,+,IFN-,+,-,IL-4,-,+,IL-5,-,+,辅助机能,IgG/IgA/IgM产生,+,+,IgE产生,-,+,细胞毒,+,-,抗原反应性,TT，PPD,+,-,变应原,-,+,T细胞的功能。,T细胞主要执行两类功能:,效应功能,调节功能,效应功能,T细胞的杀伤作用：,主要有CD4,-,CD8,+,Tc细胞的作用，此外还包括CD4,+,CD8,-,细胞中一部分能杀伤表达II类MHC分子的细胞。,T细胞的迟发型超敏反应作用,：,在CD4,+,CD8,-,T细胞群中，有一类细胞（T,DTH,）能分泌多种细胞因子，如MIF、MAF、IFN-1可活化M,功能，因而有抗感染或诱发自身免疫的作用。,调节功能,CD4,+,CD8,-,T细胞有辅助免疫应答的作用即TH细胞。,TH1分泌IL-2、IFN-1有辅助细胞免疫的功能。,TH2分泌IL-4、IL-5、IL-10有辅助B细胞产生抗体及抑制TH1的功能。,人类T、B细胞的比较,T细胞,B细胞,外周血%,6580,815,抗原受体标志,SmIg,+,TCR-CD3,+,其它受体,E受体（CED2）,+,Fc,R,+（T,S,）,+,C3bR（CR1、CR2）,+,EBV受体,+,麻疹病毒受体,+,MHC-I类抗原,+,+,MHC-II类抗原,仅活化T细胞,+,多克隆活化剂,抗CD3 McAb,ConA,PHA,超抗原,抗Ig McAb,SPA,EBV,PWM,特性,T细胞,B细胞,分布,（%）,（%）,骨髓,95,胸腺,99,1,胸导管,90,10,外周血,6070,3040,淋巴结,6585,1535,脾脏,3050,5060,比较TCR和BCR的分子结构和功能。,BCR（IgG、IGM、IgD、IgA、IgE）四钛链-Ig,Ig,异二聚体,TCR（,或,异二聚体）,-CD3（五聚体）,二分子复合物抗原-BCR,三分子复合物MHC-抗原-TCR,直接结合游离抗原或可溶性抗原,不能结合游离抗原,可对完整大分子抗原发生应答,只能对MHC分子结合的抗原肽应答,识别抗原空间构型决定簇,同时与抗原肽及MHC分子结合,配体特点，可为蛋白、多糖及核酸的完全分子或降解片段其决定基为1-5AA大小的连续性结构或不连续的空间构型,必须是MHC分子与抗原肽的复合物，抗原肽不能是自然状态的分子，是在靶细胞或APC内形成的8-25AA大小的肽。,小 结,抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈,能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给淋巴细胞，称为抗原提呈细胞(antigen-presenting cell，APC)。,，,专职性抗原提呈细胞,(professional APC),能表达被特异性T淋巴细胞识别的抗原肽：MHC分子复合物的任何细B细胞等,包括树突状细胞(dendriticcell，DC)、巨噬细胞(macrophage，M)等,其他抗原提呈细胞,非专职性抗原提呈细胞,如内皮细胞、纤维母细胞、上皮及间皮细胞等,。,亦能加工、处理和提呈抗原；但其能力弱,。,APC的类型,APC的类型,吞噬作用,类型,定位,诱导MHC II类分子表达,吞噬细胞类（单核/巨噬细胞系统）,+,单核细胞,巨噬细胞,Kupffer细胞,小胶质细胞,血液,组织,肝,脑,+,+,非吞噬细胞类,朗罕氏细胞,树突样细胞,皮肤,淋巴组织,+,淋巴细胞,B细胞和,T细胞,淋巴组织或免疫,应答部位,+,+,+,兼职APC,+,星形胶质细胞,脑,滤泡细胞,内皮细胞,纤维母细胞,其他类型组织细胞,甲状腺,血管或淋巴样细胞,结缔组织,0,+,