淋巴细胞对抗原的识别及应答课件

T淋淋巴巴细细胞胞对对抗抗原原的的识识别别及及应应答答Tcellresponse1 1n n免疫应答（免疫应答（immuneresponse）机体免疫系统受抗原刺激后，淋巴机体免疫系统受抗原刺激后，淋巴细胞特异性识别抗原分子，发生活化、细胞特异性识别抗原分子，发生活化、增生、分化或无能、凋亡，增生、分化或无能、凋亡，进而表现出进而表现出一定的生物学效应的全过程一定的生物学效应的全过程2 2n n免疫应答免疫应答 （1）抗原识别）抗原识别 （2）淋巴细胞活化、增殖、分化）淋巴细胞活化、增殖、分化 （3）效应细胞产生及发挥效应）效应细胞产生及发挥效应3 3n n按对抗原的应答不同，按对抗原的应答不同，T细胞分为细胞分为初始初始T细胞（细胞（nave）效应性效应性T细胞（细胞（effector）功能功能ThTh、TcTc、TrTr记忆性记忆性T细胞（细胞（memory）4 4 1 1、TCRTCR识别抗原的特点识别抗原的特点识别抗原的特点识别抗原的特点 TCR TCR与与与与APCAPC表面的抗原肽表面的抗原肽表面的抗原肽表面的抗原肽MHCMHC分子复合物特异分子复合物特异分子复合物特异分子复合物特异结合称为结合称为结合称为结合称为抗原识别（抗原识别（抗原识别（抗原识别（antigenrecognitionantigenrecognition）外周血中的外周血中的外周血中的外周血中的T T细胞大多表达细胞大多表达细胞大多表达细胞大多表达TCRTCR，它们识别它们识别它们识别它们识别抗原肽抗原肽抗原肽抗原肽-MHC-MHC分子复合物时，由分子复合物时，由分子复合物时，由分子复合物时，由TCRTCR的的的的 链和链和链和链和 链的链的链的链的可变区识别特异抗原。可变区识别特异抗原。可变区识别特异抗原。可变区识别特异抗原。第一节第一节T细胞对抗原的识别细胞对抗原的识别5 5n n CDR1CDR1和和和和CDR2CDR2区区区区结结结结合合合合MHCMHC分分分分子子子子的的的的多多多多态态态态区区区区和和和和抗原肽的两端抗原肽的两端抗原肽的两端抗原肽的两端CDR3区结区结合抗原肽中合抗原肽中央的央的T细胞细胞表位表位6 62.2.TCR识别抗原肽的识别抗原肽的MHC限制性限制性T细胞只能特异细胞只能特异性识别性识别APC表面表面特定的抗原肽特定的抗原肽-MHC分子复合物，分子复合物，此称为此称为MHCMHC限制限制限制限制性性性性（MHCrestriction）7 73、T细胞识别抗原的部位细胞识别抗原的部位免疫应答发生在外周淋巴组织免疫应答发生在外周淋巴组织 （如淋巴结和脾脏）（如淋巴结和脾脏）8 8 病病 原原 微微 生生 物物 及及 其其 代代 谢谢 产产 物物 淋巴液淋巴液 血液血液 淋巴结淋巴结 脾脏脾脏 APC副皮质区副皮质区淋巴鞘淋巴鞘活化活化T细胞细胞9 9 外源性抗原外源性抗原内源性抗原内源性抗原降解为肽段降解为肽段与与MHCII结合结合与与MHCI结合结合CD4+T细胞细胞CD8+T细胞细胞一、一、APC向向T细胞提呈抗原的过程细胞提呈抗原的过程1010n n类分子凹槽两端封闭，接纳的抗原肽长类分子凹槽两端封闭，接纳的抗原肽长度有限，为度有限，为810个氨基酸残基；个氨基酸残基；n n类分子凹槽两端开放，进入槽内的抗类分子凹槽两端开放，进入槽内的抗原肽长度变化较大，为原肽长度变化较大，为1317个氨基酸残个氨基酸残基甚至更多基甚至更多。1111抗原的加工及提呈过程抗原的加工及提呈过程1212二、二、APC与与T细胞的相互作用细胞的相互作用（一）（一）T细胞与细胞与APC的非特异性结合的非特异性结合.依赖依赖T细胞表面的黏附分细胞表面的黏附分子如子如LFA-1、CD2意义：可逆，为特异结合提供机会意义：可逆，为特异结合提供机会（二）（二）T细胞与细胞与APC的特异性结合的特异性结合.依赖依赖TCR13131414T细胞免疫突触细胞免疫突触（immunologicalsynapse)形形成成APC和和T细胞相互作用过程中，在细胞与细胞细胞相互作用过程中，在细胞与细胞接触部位形成了一个特殊的结构称接触部位形成了一个特殊的结构称T细胞突触细胞突触（Tcellsynapse），），又被称为免疫突触又被称为免疫突触（immunologicalsynapse）1515What is immunological synapse?the interface between T cells and APC16APC CD8+T细胞细胞 TCRMHC-抗原肽抗原肽CD8B7CD28ICAM-1（CD54）LFA-1（CD11a/CD18）CD2 CD48T细胞通过免疫突触与细胞通过免疫突触与APC相互作用相互作用1717免疫分子的相互连接免疫分子的相互连接MHC-多肽复合体的转运多肽复合体的转运免疫突触免疫突触的形成的形成 T细胞细胞T细胞细胞T细胞细胞APCAPCAPC免疫突触形成的三个阶段免疫突触形成的三个阶段免疫突触形成的第一阶段：交接面的形成免疫突触形成的第一阶段：交接面的形成第二阶段即第二阶段即MHC-肽的运输（肽的运输（MHC-peptidetransport）第三阶段是免疫突触的形成：在运输过程中会丢失部分第三阶段是免疫突触的形成：在运输过程中会丢失部分MHC-肽和肽和ICMA-1，并受到细并受到细胞松弛素胞松弛素D的抑制，中央束锁定不再移动，这种成熟的免疫突触可持续的抑制，中央束锁定不再移动，这种成熟的免疫突触可持续1小时以上。小时以上。1818第二节第二节T细胞活化的过程细胞活化的过程一、一、T细胞活化涉及的分子细胞活化涉及的分子双信号双信号细胞因子细胞因子1919（一）（一）T细胞活化的双信号细胞活化的双信号第一信号即第一信号即抗原特异性信号抗原特异性信号-来源于来源于TCR与与抗原肽抗原肽-MHC分子复合物的结合分子复合物的结合第二信号也称第二信号也称协同刺激信号或共刺激信号协同刺激信号或共刺激信号（co-stimulatorysignal）-由表达于由表达于APC的的共刺激分子与共刺激分子与T细胞上相应受体结合而介导细胞上相应受体结合而介导2020212122222323AdhesionLFA-1/ICAM-1CD-2/LFA-3LFA-1/ICAM-1LFA-3TCRAg-MHCCD40LCD40B7-1CD28B7-2CTLA-4AgrecognitionICOSOX40(CD4)OX40L4-1BB(CD8)4-1BBLB7RP-1CD95LCD95PD-1PDL1/PDL2()()Costimulatory molecules in specific immune response()（+）2424协同刺激信号在协同刺激信号在T细胞活化中的作用细胞活化中的作用1.修饰和补充修饰和补充TCR信号，启动免疫应答信号，启动免疫应答2.促进促进IL-2基因转录，稳定基因转录，稳定IL-2mRNA，增强增强IL-2基因的表达，从而提高基因的表达，从而提高IL-2的浓度，以促进的浓度，以促进T细胞的增殖细胞的增殖3.增强增强bcl-xL(抗凋亡抗凋亡)基因的表达，保护基因的表达，保护T细胞免细胞免于凋亡。于凋亡。TCR识别抗原后，若缺乏协同刺激信号，识别抗原后，若缺乏协同刺激信号，T细胞则不能细胞则不能充分活化而产生效应；致使充分活化而产生效应；致使T细胞处于免疫无能（细胞处于免疫无能（anergy）状态，继而进入凋亡状态，继而进入凋亡2525 肿瘤免疫肿瘤免疫肿瘤免疫肿瘤免疫 移植免疫移植免疫移植免疫移植免疫 T细胞活化的双信号原理学说，为临床免细胞活化的双信号原理学说，为临床免疫治疗提供了新的途径疫治疗提供了新的途径2626（二）细胞因子促进（二）细胞因子促进T细胞充分活化细胞充分活化2727受体交联受体交联PTK活化活化PLC-活化及活化及MAP激酶活化激酶活化激活转录因子激活转录因子（NF-AT、NF-kB、AP-1）转录因子转位至细胞核并结合到基因的启动子部位转录因子转位至细胞核并结合到基因的启动子部位基因转录表达各种细胞因子及膜分子基因转录表达各种细胞因子及膜分子二、二、T细胞活化的信号转导途径细胞活化的信号转导途径28281.受体交联受体交联-抗原与抗原与TCR结合后，导致结合后，导致TCR的构象发生改变，由原来以分散状态存在的受体呈现出的构象发生改变，由原来以分散状态存在的受体呈现出多聚现象。该现象的作用有：多聚现象。该现象的作用有：促使细胞膜的离子通道开放，使胞外离子进入胞内，促使细胞膜的离子通道开放，使胞外离子进入胞内，升高胞内的离子浓度，激活离子浓度相关的酶，从而参升高胞内的离子浓度，激活离子浓度相关的酶，从而参与信号转导；与信号转导；活化胞内与信号转导有关的酶和信号转接蛋白，启动活化胞内与信号转导有关的酶和信号转接蛋白，启动和转导和转导T细胞活化的信号。细胞活化的信号。2929专一地催化酪氨酸残基磷酸化的一类激酶专一地催化酪氨酸残基磷酸化的一类激酶。主要。主要作用的区域为信号转导的起始和上游作用的区域为信号转导的起始和上游阶段，分阶段，分受体受体型型（跨膜型）和（跨膜型）和非受体型非受体型（胞内型）两大类。（胞内型）两大类。参与参与T细胞活化的细胞活化的PTK主要有主要有4个家族：个家族：Src家族家族：Lck蛋白蛋白（p56lck）和和Fyn(p59Fyn)等；等；Syk家族家族：主要为：主要为ZAP-70（zatechain-associatedprotein）Csk家族家族：主要为：主要为Csk；Jak家族家族：主要为：主要为Jak2、蛋白酪氨酸激酶、蛋白酪氨酸激酶（proteintyrosinekinase,PTK）3030 参与参与T细胞活化的细胞活化的PTK家族家族 SH3 SH2SH1(催化结构域催化结构域)Y YP P(505位位)SrcSykCakJakSH:指指Src同源的结构域（同源的结构域（Src-homologous），），因为因为类似的结构也会出现在非类似的结构也会出现在非Src的的PTK中中31313.免疫受体酪氨酸激活基序免疫受体酪氨酸激活基序(immunoreceptortyrosinebasedactivationmotif,ITAM)-免免疫疫细细胞胞的的受受体体都都含含有有易易被被PTK作作用用而而发发生生磷磷酸酸化化的的由由4个个氨氨基基酸酸残残基基YXXL/V为为基基本本结结构构的的序序列列，参参与与T细细胞胞活活化化信信号号的的转转导导。不不同同的的免免疫疫细细胞胞，其其YXXL/V以以外外的的序序列列可可以以不不同同。这这些些特定的序列称为特定的序列称为ITAM3232ITAM:immunostimulatory tyrosine-based activation motifsKinase(PTK)Phosphorylates ITAMActivates ZAP70333334344、TCR活化信号胞内转导的主要途径活化信号胞内转导的主要途径PLC-途径途径（phospholipaseC-)MAP激酶途径激酶途径（mitogenactivatedproteinkinase）3535 TCR复合物及其辅助受体活化信号的胞内转导途径复合物及其辅助受体活化信号的胞内转导途径 3636参与参与T细胞活化的主要转录因子细胞活化的主要转录因子NF-ATNF-BAP-1三、三、T细胞活化信号涉及的靶基因细胞活化信号涉及的靶基因3737 NF-AT:即即T细胞活化的核因子（细胞活化的核因子（nuclearfactorofactivatedTcells,NF-AT），），原指专门参与原指专门参与T细胞的活化。细胞质中细胞的活化。细胞质中以磷酸化的非活性形式（以磷酸化的非活性形式（NF-ATp）存在。在钙调磷酸酶存在。在钙调磷酸酶的作用下，经脱磷酸化转变为的作用下，经脱磷酸化转变为NF-AT，进入细胞核进入细胞核NF-B：即即nuclearfactor-B，最早发现其与最早发现其与B细胞细胞Ig链的合链的合成有关而得名。其在胞质中与抑制因子成有关而得名。其在胞质中与抑制因子I-B结合成复合结合成复合物的形式存在。在物的形式存在。在PKC的作用下发生磷酸化而激活，继的作用下发生磷酸化而激活，继而转位到细胞核而转位到细胞核AP-1：即蛋白活化因子即蛋白活化因子1（activationofprotein1,AP-1)，由由存在于核内的两个原癌基因产物存在于核内的两个原癌基因产物Jun和和Fos或两个或两个Jun组成。组成。它的激活由它的激活由MAP激酶进入核内进行激酶进入核内进行3838受体交联受体交联PTK活化活化PLC-活化活化 MAP激酶活化激酶活化激活转录因子激活转录因子（NF-AT、NF-kB、AP-1）转录因子转位至细胞核并结合到基因的启动子部位转录因子转位至细胞核并结合到基因的启动子部位基因转录表达各种细胞因子及膜分子基因转录表达各种细胞因子及膜分子T细胞活化的信号转导过程细胞活化的信号转导过程3939四四.T细胞活化的表现细胞活化的表现细胞的形态变大细胞的形态变大分泌细胞因子：分泌细胞因子：IL-2、IL-4、IL-7、IL-15表达细胞膜分子：表达细胞膜分子：CD40L、FasL等等克隆性扩增克隆性扩增分化成不同的效应细胞分化成不同的效应细胞40404141丝裂原丝裂原可使细胞发生有丝分裂而得名可使细胞发生有丝分裂而得名ConA、PHA:人和小鼠人和小鼠T细胞细胞PWN：人：人T、B细胞，小鼠细胞，小鼠T细胞细胞4242CTLA-4CTLA-4表达可下调表达可下调T T细胞应答细胞应答4343第三节第三节效应性效应性T细胞的应答效应细胞的应答效应一、一、Th细胞的效应细胞的效应二、二、CTL细胞的效应细胞的效应三、记忆性三、记忆性T细胞的形成细胞的形成四、四、T细胞活化后诱导的细胞死亡细胞活化后诱导的细胞死亡4444Th1细胞的生物学活性细胞的生物学活性4545Th2细胞的生物学活性细胞的生物学活性辅助体液免疫应答、参与超敏反应性炎症辅助体液免疫应答、参与超敏反应性炎症4646二、二、CTL细胞的效应细胞的效应n n效效效效-靶细胞的结合靶细胞的结合靶细胞的结合靶细胞的结合n nCTLCTL的极化的极化的极化的极化n n致死性攻击致死性攻击致死性攻击致死性攻击4747CTL杀伤靶细胞的两条主要途径：杀伤靶细胞的两条主要途径：穿孔素穿孔素(perforin)/颗粒酶颗粒酶(granzyme)途径途径Fas/FasL途径途径48484949三、记忆性三、记忆性T细胞细胞Tm:CD45RACD45RO+5050特性特性 TnTmCD45CD45RACD45RO归巢受体表达归巢受体表达高水平高水平高水平高水平 低水平低水平低水平低水平黏附分子表达黏附分子表达 低水平低水平低水平低水平 高水平高水平高水平高水平再循环再循环血液血液血液血液 淋巴组织淋巴组织淋巴组织淋巴组织直接移行至抗原部直接移行至抗原部直接移行至抗原部直接移行至抗原部位位位位寿命寿命 短（数日）短（数日）短（数日）短（数日）长（数月）长（数月）长（数月）长（数月）再次抗原刺激再次抗原刺激 Tn与与Tm特性特性5151四、四、T细胞活化诱导的细胞凋亡细胞活化诱导的细胞凋亡（一）（一）活化诱导的细胞死亡活化诱导的细胞死亡（activation induced cell death,AICD）（二）（二）被动细胞死亡被动细胞死亡5252n n活化诱导的细胞凋亡（活化诱导的细胞凋亡（AICD）体内存在复杂而精密的机制，可以有效的诱导过多活化的细胞死亡，从而维持效应细胞的总量，常把fas/fasL启动的细胞凋亡成为AICD。5353TTFasLFasligationapoptosis5454555556565757抗原特异性抗原特异性T细胞克隆性增殖和分化细胞克隆性增殖和分化CD4+T增殖增殖Th1Th2调节性调节性T TTm5858CD8+T增殖增殖CTL,TcTs5959AntigenTh cellAntigen processing,presentingTh2Th1B cellCTLAPCplasma cellAntibodyT cellhelphelpCellular immunityHumoral immunitymacrophage T cell activation6060Antigen presentation-T cells are co-stimulatedAPCTh/cSignal 1 antigen&antigenreceptorSignal 2B7 family members(CD80&CD86)CD28Costimulatory molecules are expressed by most APC including dendritic cells,monocytes,macrophages,B cells etc.,but not by cells that have no immunoregulatory functions such as muscle,nerves,hepatocytes,epithelial cells etc.IL-2IL-2R61Receptor-ligand interactions62 复复习习题题名解：受体交联；名解：受体交联；PTK；ITAM问题问题：1、T细胞活化的信号要求细胞活化的信号要求2、CTL的形成及其杀伤靶细胞的机制的形成及其杀伤靶细胞的机制6363个人观点供参考，欢迎讨论！