第 7 次课 授课时间：2007年10月22～26 日
课程名称 | 年级 | 2006 | 专业、层次 | 临床等 本科 | ||||
授课教师 | 高 燕 | 职称 | 讲师 | 课型（大、小) | 理论 | 学时 | 3 | |
授课题目 | 免疫细胞（一) | |||||||
基本教材及主要参考书 | 陈慰峰，主编. 医学免疫学. 北京：人民卫生出版社. 2004 | |||||||
目的与要求： 掌握 T细胞的重要表面分子及其作用；T细胞的功能。 熟悉 T细胞亚群的分类方法及各亚群概况。 了解 CD4+CD25+调节性T细胞及Th3、Tr1细胞和NKT细胞的功能。 | ||||||||
教学内容与时间安排、教学方法： 复习： 5分钟 免疫细胞概述 5分钟 T淋巴细胞 一、T淋巴细胞的主要表面分子 60分钟 二、T细胞的发育与分布： 30分钟 三、T细胞亚群和功能： 15分钟 小结 5分钟 教学方法：讲授 | ||||||||
教学重点及如何突出重点、难点及如何突破难点： 重点： T细胞的重要表面分子及其作用；T细胞的功能。 结合图表，详细介绍 难点： T细胞的发育中，阳性选择和阴性选择 帮助学生概括、归纳 | ||||||||
教研室审阅意见： 教研室主任签名： 年 月 日 | ||||||||
基本内容 | 教学手段 | 课堂设计和时间安排 |
复习：
免疫细胞 概念：泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的成熟细胞及其前体细胞。 主要包括： 一、造血干细胞（HSC) 免疫细胞的发生是造血干细胞经增殖、分化成为各种成熟血细胞的过程。HSC具有自我更新和分化潜能、持续赋予机体造血功能的细胞。 HSC是一群原始的造血细胞，起源于人胚（受精后第2周末)的卵黄囊血岛；当胚体建立循环后，HSC经血流迁入胎肝，对第3～6个月的胎儿，肝是最主要的造血器官。胚胎发育中期以后以及出生后，骨髓成为主要的造血场所。应用分离的胎肝造血细胞来治疗再生障碍性贫血等血液病。注：再障－由多种原因引起的造血干细胞数量减少和/或功能异常。 人HSC表面标志 （1)CD34： （2)CD117（C-Kit):即干细胞因子（SCF)受体。 二、淋巴细胞 淋巴细胞是一群不均一的细胞，可分为许多形态相似而表型和概念不同的群体，如T、B、NK细胞（大颗粒淋巴细胞)等，T和B细胞还可进一步分为若干亚群。根据淋巴细胞在免疫应答过程中所执行的主要功能，可将其分为两类：其一是具有特异性识别功能的T和B细胞（即T、B细胞—抗原特异性淋巴细胞或免疫活性细)；其二是不需要抗原预致敏而能直接发挥杀伤功能的一群单个核细胞，其来源可能与淋巴细胞有关，但不具有特异性识别功能，称为自然杀伤细胞。 三、单核-巨噬细胞系统：单核细胞和巨噬细胞 四、抗原提呈细胞、粒细胞、红细胞、肥大细胞、血小板等 免疫细胞通过血液和淋巴循环，分布至全身组织器官，以发挥相应的免疫作用。 T淋巴细胞 T淋巴细胞（T lymphocyte)是胸腺依赖性淋巴细胞（thymus dependent lymphocyte)的简称，原因是：胸腺是T细胞分化、成熟的唯一场所。来源于骨髓淋巴干细胞，在骨髓生成的祖T细胞必须进入胸腺才能发育为成熟T细胞，随后移行至外周免疫器官，执行特异性免疫应答。 一、T淋巴细胞的主要表面分子 T细胞表达多种不同细胞膜分子，包括膜抗原分子和膜受体分子，因采用的鉴定手段的不同而异，通常用抗体鉴定的细胞表面分子被称为表面分子，用配体分子鉴定的细胞表面分子被称为表面受体。 （一) TCR-CD3复合物图 TCR的跨膜区近胞浆部分通过非共价键与CD3分子形成TCR-CD3复合物。 1. TCR (T cell receptor) ，T细胞受体/T细胞抗原受体 TCR是T细胞表面能特异性识别和结合抗原的结构， 结构：如图。构成TCR的肽链有α、 β、γ、δ四种类型，包括TCRαβ和 TCRγδ两类，可分为αβ+T细胞和γδ+T细胞。 由α和β（TCRαβ)或γ和δ（TCRγδ)两条跨膜糖肽链通过非共价键结合形成异二聚体，并与CD3结合，共同存在于T细胞表面。从胸腺进入外周的成熟T细胞90％以上表达TCRαβ，其余表达TCRγδ。 分布：成熟 T细胞特有。 功能：T细胞抗原识别受体，只能特异性识别抗原肽：MHC复合物，即“双识别”，并受 “MHC 限 制”。 TCR不能直接识别和结合游离的可溶性抗原，只能识别经APC加工处理后，表达于APC表面的抗原肽：MHC分子复合物，既要识别抗原肽的表位，也要识别自身MHC分子的多态性部位。 2、CD3： 结构：具有γ、δ、ε、ζ、η五种肽链。末端包含活化信号传导序列-ITAM，构成TCR-CD3复合物 CD3由γ、δ、ε、ζ、η五种肽链构成，其中2条ε链分别和1条γ链和1条δ链形成异二聚体，ζ链既可与另外1条ζ链形成异二聚体。因此，1个CD3分子由3对二聚体，即6条跨膜多肽链组成的复合物。CD3的5种肽链的胞浆区均含有与免疫细胞活化信号转导有关的免疫受体酪氨酸活化基序（ITAM)，故能执行信号转导功能。 分布：成熟T细胞和少数NK细胞 功能： （1)稳定TCR的分子构型； （2)向T细胞内传递TCR获得的信号 。 （二) CD4和CD8 — T细胞辅助受体图 CD4和CD8是T细胞的重要表面标志，也是对外周T细胞进行分类的重要依据，也分别是MHC－Ⅱ类或MHC－Ⅰ类分子的受体。结合后，可加强和稳定TCR与APC或其他靶细胞表面的抗原肽：MHC分子复合物的结合，并有助于激活信号的传递。此外，CD4和CD8还参与T细胞在胸腺的发育与分化。 结构与分布：图 CD4表达在Th/TDTH ；CD8表达在Tc/Ts 功能： （1)CD4识别MHCⅡ类分子，CD8识别 MHCⅠ类分子，协助TCR信号传导 。 （2)增强T细胞与其他细胞的结合。 （三)协同刺激信号分子：图 1、CD28 CD28是T细胞表面的一种重要的协同刺激分子受体，其配体是APC表面的B7-1/2（即CD80/CD86)。两者结合可产生协同刺激信号，参与T细胞活化。 分布：成熟T细胞 配体：CD80（B7.1)/CD86 （B7.2)或称B7 分子，表达在活化的B细胞和其它APC。 功能：为T细胞活化提供主要的第二信号 2、CTLA-4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4，即CD152) 与CD28由高度的同源性，是由2条多肽链通过二硫键相连而形成的同源二聚体，其胞浆区含有ITAM，CTLA-4的天然配体也是B7，但CTLA-4表达于活化的T细胞上，且与B7的亲和力显著高于CD28与B7的亲和力。当CTLA-4与B7结合时，产生抑制T细胞活化的信号。 总结：活化T细胞表达，与配体B7分子结合后向T细胞传导抑制信号。 3、CD2（LFA2)：是SRBC受体，或称E玫瑰花结形成细胞受体/淋巴细胞功能相关抗原2（LFA-2)图。存在于外周绝大部分成熟T细胞、胸腺细胞和部分NK细胞表面，可于APC或靶细胞表面的配体分子LFA-3（即CD58)结合，促进和加强T细胞与APC的结合及相互作用，并由此产生协同刺激信号，诱导T细胞活化。在一定实验条件下，人类T细胞借助该受体与绵羊红细胞结合，通过显微镜观察，结合后的形态似玫瑰花，称玫瑰花环或E花环，该试验被称为E花环试验，常被用来检测外周T细胞的数量，间接反映机体细胞免疫功能。正常人外周淋巴细胞花环形成率为60％～80％。 E花结实验可用于计数和分离T细胞。 分布：大多数成熟T细胞 功能：与配体LFA3（CD58)结合，增强T细胞与其他细胞粘附，促进信号转导。 4、CD40L（CD40 ligand /CD154) 活化的T细胞（CD4＋T和CD8＋T细胞)表达，与B细胞的CD40结合，为B细胞的活化提供主要的第二信号 。 5、CD11（ LFA1)： 配体是ICAM 1，2，3 也称LFA-1，可与APC或其他靶细胞表面的细胞细胞粘附分子（ICAM)结合，产生协同刺激信号，参与T细胞的活化。 （四)有丝分裂原受体： 有丝分裂原（mitogen)是指能非特异性刺激细胞发生有丝分裂的物质。在免疫学中，有丝分裂原主要指多克隆T细胞和B细胞、分化的物质，包括植物血凝素（PHA)、刀豆蛋白A（ConA)、美洲商陆（PWM)、细菌脂多糖（LPS)、金黄色葡萄球菌A蛋白（SPA)等。T细胞表面有相应受体，接受有丝分裂原刺激后，发生有丝分裂，转化为淋巴母细胞。借助有丝分裂原刺激淋巴细胞增殖的特性所建立的淋巴细胞转化试验，可间接反应T细胞的免疫机能。正常人T淋巴细胞的转化率为60％～80％。 配体： 丝裂原，是来自植物的糖蛋白或细菌产物，能与多种细胞膜的糖类分子结合。如：植物血凝素PHA 和刀豆蛋白ConA选择性刺激T细胞活化。 作用：非特异刺激多克隆T细胞活化。 二、T细胞的发育与分布： （一)分布： T淋巴细胞占淋巴总数：胸导管90%、外周血60-80%、淋巴结75%、脾脏30% （二)发育： 多能造血干细胞 ↓ 定向干细胞 ↓ ↓ 髓红系干细胞 淋巴干细胞 ↓ ↓ 粒系、红系、巨核系 T、B、NK 单核-巨噬细胞系 多能造血干细胞 ↓ 定向干细胞 ↓ 淋巴样干细胞 ↓ 祖T细胞 TCR－CD2－CD3－CD4—CD8—， 全阴性 ↓ TCR+CD2+CD3+CD4—CD8—，DN ↓ ↓ 前T细胞 TCR+CD2+CD3+CD4+CD8+，DP ↓ ↓ 阳性选择和阴性选择 成熟的T细胞 TCR+CD2+CD3+CD4+/CD8+，SP （ MHC限制性，自身耐受 ) 介绍T细胞的个体发育及谱系前提出：图 ①细胞膜表面的TCR、CD4、CD8等分子的变化是T细胞发育的主要标志 什么是CD：位于细胞膜上的一类分化抗原的总称，用序号表示www.lindalemus.com/zhuyuan/一个或一类CD分子（CD1～247)。所谓白细胞分化抗原是指将不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原归为一个分化群。 ②根据TCR的类型，将T细胞分为TCRαβ、TCRγδ，其中成熟的T淋巴细胞90％以上表达TCRαβ，它在特异性免疫应答中处于核心地位，TCRγδ则执行非特异性免疫功能。 ③根据细胞膜表面CD4和CD8分子表达的格局将T细胞在胸腺内的个体发育分为3个阶段： a双阴性阶段：CD4和CD8都不表达（DN) b.双阳性阶段：CD4和CD8都表达(DP) c.单阳性阶段：两者表达其一（SP) 来源于骨髓造血干细胞的祖T进入胸腺时不具有任何功能，仅具少数表型特征，经过数阶段的发育，逐渐成熟。 TCRγδ＋T细胞进入胸腺的最初阶段，在胸腺皮质区，不表达CD4和CD8称为双阴性细胞（double negative cell，DN)，也不表达TCR。向皮质深层移动，在深皮质区，经过早期T细胞发育，表达CD4和CD8称为双阳性细胞（double positive cell，DP)，功能性的TCR也开始表达。双阳性细胞离开胸腺皮质后，向皮、髓质交界处迁移，经过阳性和阴性选择，成为单阳性细胞（single positive cell，SP)。 1.阳性选择（positive selection)：图 双阳性细胞离开胸腺皮质后，向皮、髓质交界处迁移，并与胸腺上皮细胞相遇，双阳性细胞表面的CD4和CD8与胸腺上皮细胞膜表面的MHC-Ⅱ类或MHC-Ⅰ分子发生有效结合,该细胞被选择(不发生凋亡)而继续发育分化为具有TCR的CD4+或CD8+的单阳性细胞.不能与MHC-Ⅱ类或MHC-Ⅰ分子发生有效结合的双阳性细胞,则发生凋亡而被清除。通过此过程，获得识别抗原肽－MHC-Ⅰ类分子（或Ⅱ类分子)复合物的能力，即获得MHC限制的特征。这也是T细胞对抗原的识别作用受MHC限制的原因。 前 T细胞或胸腺细胞(DP) ↓5% ↓95%www.lindalemus.com/job/ *与胸腺上皮细胞 MHCⅠ 不能与胸腺上皮细胞 分子结合，发育为CD8+T Ⅰ/Ⅱ分子结合者发生凋亡 *与胸腺上皮细胞 MHCⅡ 分子结合，发育为 CD4+T 结果：单阳性细胞（SP)、MHC限制性 概念：双阳性T细胞的TCR与胸腺上皮细胞表达的MHC－Ⅰ/Ⅱ分子有效结合，该T细胞继续发育为单阳性T细胞，否则程序性死亡。 意义：T细胞获得MHC的限制性。 注：进入胸腺的未成熟T细胞称为胸腺细胞。 3.阴性选择阶段（negative selection)：图 经过阳性选择的T细胞还需要通过阴性选择，才能发育为成熟的T细胞。在胸腺皮质与髓质交界处。 CD4+T细胞和CD8+T细胞是经历阳性选择后的单阳性细胞，它的TCR能与巨噬细胞、树突状细胞表达的自身抗原肽－MHC－Ⅱ/Ⅰ类分子复合物发生有效结合的，将发生自身耐受而停止发育，表现为对该种自身抗原具有反应性的T细胞克隆被清除，以保证进入外周免疫器官的T细胞库中不还有针对自身抗原成分的T细胞，即对自身抗原不发生排斥，叫自身免疫耐受。通常只有那些不能与巨噬细胞或树突状细胞表面的自身抗原肽－MHC－Ⅱ/Ⅰ类分子复合物发生有效结合的单阳性细胞才能继续分化、发育为具有识别非己抗原能力的T细胞。因此从胸腺到外周血或外周免疫器官的T细胞具有区分“自己”与“非己”的能力，且识别“非己”抗原时还受MHC限制性。这是成熟T细胞最重要的两个标志。 T细胞(SP) ↓ ↓ 与胸腺DC/Mφ上自身抗原肽:MHCⅠ/Ⅱ 非自身反应T 结合，被清除或诱导处于无能状态 细胞继续发育成熟 结果：成熟的SP、自身免疫耐受 概念：经历阳性选择的T细胞，其TCR可与胸腺DC和Mφ表达的自身抗原肽-MHC-Ⅰ/Ⅱ类分子复合物有效结合，该T细胞凋亡或无能，否则T继续发育成熟 。 意义：清除自身反应性T细胞克隆 总结：祖T细胞在早期T细胞发育阶段开始表达TCR，不表达CD4和CD8；在阳性选择阶段，胸腺细胞分化为TCR+,和CD4＋或CD8＋的T细胞获得MHC的限制性；在阴性选择阶段，获得自身耐受性，发育为仅表达CD4或CD8的能识别“自己”与“非己”的成熟T细胞。 三、T细胞亚群和功能： 淋巴细胞是一个不均一的群体，可进一步被分为不同的亚群，依据不同结果不同。 ㈠表型： 根据T细胞表面是否表达CD4/CD8分子： CD4+T细胞：Th/TDTH，对抗原的识别受MHC-Ⅱ类分子限制，表型是CD2+CD3+CD4+CD8- CD8+T细胞：Tc，对抗原的识别受MHC-Ⅰ类分子限制，表型是CD2+CD3+CD4-CD8＋ 1、Th(helper T cell)：辅助性T细胞 ⑴CD4＋Th细胞的亚群： CD4＋Th细胞可分化为不同的细胞亚群，例如Th1，Th2，Th3细胞，介绍Th1和Th2细胞的分化及其作用。 初始CD4＋Th细胞受到抗原刺激后首先分化为Th0细胞，产生IL－2，4，IFN－γ等少量CK。在非特异性免疫应答中，由巨噬细胞分泌的IL－12，NK细胞分泌的IFN－γ可使分化朝着Th1的方向发展。Th1主要分泌IL-2，IFN－γ等CK，一方面激活巨噬细胞，增强其杀伤胞内病原菌可抗原提呈的能力，引起炎症反应和迟发型超敏反应，故Th1细胞又称为炎性T细胞或TDTH细胞；另一方面辅助CD8＋Tc细胞活化，从而促进细胞免疫。Th2细胞主要分泌IL－4，5，6，10，13等CK，诱导B细胞增殖分化成浆细胞，产生抗体，促进体液免疫应答。 某种抗原诱导免疫应答以其中一种为主。 ⑵CD4+Th细胞分化的调节： Th0细胞的分化方向受抗原的性质，局部环境中的激素及CK等多种因素的调控，其中，最为重要的影响因素是CK。例如：Th1细胞分泌的IFN－γ可促进Th1细胞的进一步分化，形成更多的Th1细胞，同时抑制Th2细胞的增殖。相反，Th2细胞分泌的IL-4，13可促进Th2细胞的分化，抑制Th1细胞的增殖。所以，相互调节－Th1和Th2合成的细胞因子相互拮抗其免疫效应。功能：辅助B细胞等。 2、Tc（cytotoxic T cell，细胞毒性T细胞；CTL；杀伤性T细胞-Tk细胞 ) 作用：特异性杀伤靶细胞。 机制： ⑴细胞裂解：与穿孔素有关。 活化后的CTL胞浆内的颗粒内容物向局部细胞膜移动、融合，以胞土吐的方式释放出穿孔素、颗粒酶。 穿孔素在靶细胞膜聚合，在钙离子存在的条件下，类似形成补体C9的跨膜空心通道，使靶细胞膜出现大量的小孔，水分子，钠离子进入胞内，导致渗透压发生改变，细胞因渗透性溶解而死亡。 ⑵细胞凋亡：与Fas、颗粒酶有关 ①活化的CTL高表达FasL，与靶细胞的Fas结合后，启动细胞凋亡信号，杀伤靶细胞的同时阻止病毒的复制。 ②释放的颗粒酶通过穿孔素形成的跨膜通道进入细胞内激活半胱天冬蛋白酶－10，破坏靶细胞的DNA,诱导靶细胞凋亡。 一个活化的Tc细胞可连续杀伤多个靶细胞。 3、Ts（suppressor T cell )，即CD4+CD25+调节性T细胞（Tr)，抑制性T细胞/负调节，在肿瘤免疫、免疫治疗中发挥作用。 4、TDTH（delayed type hypersensitivity T cell )， 迟发型超敏反应T细胞对抗原应答： ㈡TCR类型： 根据表达的TCR类型，T细胞可分为TCRαβ+T细胞和TCRγδ+T细胞 （区别见P105，表10－1) ㈢根据所处的分化阶段： 1.初始T细胞：是指从未接受过抗原刺激的成熟T细胞，不同克隆初始T细胞的TCR具有高度异质性，可识别不同的抗原，表达CD45RA。主要功能：识别抗原，无免疫效应。 2、效应性T细胞：初始T细胞在抗原刺激下增殖、分化而成。在免疫应答中发挥作用，表达IL-2R 3、记忆T细胞：参与再次免疫应答,接受可刺激后可迅速活化，并分化为记忆性T细胞和效应性T细胞。表达CD45RO。 ㈣NK T细胞：或称NK1.1+T，是近几年来发现的一类表达NK细胞表面分子NK1.1和TCR-CD3复合物的T细胞亚群。此类细胞可在胸腺内或胸腺外分化、发育，IL-7是诱导其分化、发育的重要细胞因子。 主要生物学作用：非特异细胞毒作用和免疫调节。 总结 | 图示 图示 图示 引出概念 复习免疫细胞发育过程（图) | （补充) 造血场所： 卵黄囊→胎肝→骨髓 |
小 结 | 免疫细胞概述 T淋巴细胞 ★一、T淋巴细胞的主要表面分子 二、T细胞的发育与分布： ★ 阳性选择和阴性选择 三、T细胞亚群和功能： ★ 表型
|
复 习 思 考 题 、 作 业 题 | 1.简述T细胞表面的主要分子及其功能。 2.按功能划分T细胞有哪些亚群，各亚群的功能主要是什么？ 3.名词解释： positive selection、 negative selection、TCR-CD3、perforin/Pf、 |
下 次 课 预 习 要 点 | B淋巴细胞、NK细胞、APC |
实 施 情 况 及 分 析 |
