第 8 次课 授课时间：2007年10月29～11月2 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（二) | |||||||
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 B细胞的重要表面分子及其作用；B细胞的功能。 NK细胞的生物学功能。 抗原提呈细胞的概念与种类。 熟悉 B细胞的辅助受体及亚群情况。 NK细胞的表面受体。 抗原提呈细胞对抗原的摄取和处理加工的途径。 了解 B细胞的补体受体及其他膜分子。 专职抗原提呈细胞的主要特点。 | ||||||||
教学内容与时间安排、教学方法： 复习： 5分钟 B淋巴细胞 一、B淋巴细胞的主要表面分子： 50分钟 二、B细胞的发育与分布： 10分钟 三、B细胞亚群： 10分钟 四、B细胞的功能： 5分钟 NK细胞 10分钟 APC及提呈过程 25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： B细胞的重要表面分子及其作用；B细胞的功能。结合图表，详细介绍 NK细胞的功能、APC概念、抗原提呈过程 难点： B细胞的发育中获得免疫耐受机制 抗原提呈的途径 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： B淋巴细胞 B淋巴细胞（B lymphocyte)来源于淋巴样干细胞，在哺乳动物的骨髓（bone marrow)或鸟类法氏囊(bursa of Fabricius)分化、成熟，故称为法氏囊或骨髓依赖的淋巴细胞，简称B淋巴细胞或B细胞，以区别在胸腺中分化成熟的T细胞。 一、B细胞的主要表面分子： B细胞是另一群重要的免疫活性细胞，它有两个基本功能：其一是作为免疫效应细胞直接参与免疫应答，介导体液免疫；其二是作为特异性的APC选择性地捕获及提呈抗原给T细胞，协同和调节免疫应答反应。B细胞的这两个功能是通过其表面的抗原受体介导的。 （一)BCR复合物 B细胞表面最主要的分子是BCR复合物。BCR复合物由识别和结合抗原的BCR和传递抗原刺激信号的Igα（CD79a)/Igβ（CD79b)异源二聚体组成。 1.BCR （B cell receptor, B细胞抗原受体/B细胞抗原识别受体)图 BCR是B细胞最具特征性的表面标志，是鉴别B细胞的重要表面标志，BCR是通过B细胞表面的免疫球蛋白分子识别抗原分子，故BCR又被称为膜表面免疫球蛋白（surface membrane immunoglobulin，mIg、SmIg 、SIg) 结构和组成：由2条相同的重链（H链)和2条相同的轻链（L链)借助链间二硫键连接构成4肽链分子，为单体。可变区与抗原结合，其中的高变区与抗原决定基结合。 早期B细胞只表达mIgM，成熟B细胞表达mIgM和mIgD，mIgM和mIgD轻链相同且抗原特异性相同。 1个B细胞表面可有上万个BCR分子，其特异性与活化后产生的Ig相同。 功能： ⑴与相应抗原特异性结合，识别天然、游离抗原。 与TCR不同的是，BCR可直接识别未加工处理的抗原，并能识别可溶性蛋白抗原分子；TCR识别的是经APC加工、处理后获得的抗原肽；MHCⅠ/Ⅱ分子复合物。 ⑵将抗原内摄处理。这种受体介导的结合是B细胞捕获和提呈抗原的主要方式。 2.CD79a/CD79b（Igα/ Igβ)—初级信号传导分子图 由于BCR的C端仅有几个氨基酸插入细胞膜内，故不能单独向细胞内传递刺激信号，必须依赖与其紧密相连的跨膜糖蛋白Igα、Igβ。 结构：ITAM。这两种跨膜糖蛋白通过二硫键连接，各有一个大的、还有ITAM的肽段伸入胞浆，辅助BCR向细胞内传递刺激信号。 功能：⑴向胞内传递BCR获得的第一信号 ⑵参与mIg的表达与转运 （二)辅助受体— CD19-CD21-CD81（/CD225)图 1.CD19、CD21、CD81（及CD225)以非共价键相联，形成一个B细胞特异的多分子活化辅助受体，其中CD19、CD21为B细胞特有。CD21即CR2(C3d)受体，也是B细胞上的EB病毒受体。 功能：加强第一信号传导。 2.CD72 新近发现的B细胞辅助受体。由于有2个ITAM基序，在一定条件下（如交联)，可抑制第一信号的刺激。与配体CD100结合，能消除经由CD72的抑制作用，起加强第一信号传导，故对B细胞活化的调节是双向的。 （三)协同刺激分子： 实验证明，B细胞的活化除需要由BCR与相应抗原结合，所产生的信号经由CD79a/CD79b 传导至细胞内，由CD19-CD21-CD81辅助，以提供B细胞活化的第一信号外，还需要第二信号，即由B细胞与Th细胞表面的协同刺激分子间相互作用。 1.CD40：表达在成熟B细胞，与活化T细胞的CD40L结合，为B细胞活化提供第二信号。 2.CD80/CD86：在静息B细胞不表达或低表达，在活化B细胞高表达。 与CD28 结合，促进T细胞活化； 与CTLA-4结合，抑制T细胞活化。 3.LFA-1,LFA-3等。 （四)有丝分裂原受体： LPS（脂多糖)和SPA（葡萄球菌A蛋白)选择性刺激B细胞活化。 （五)其他表面分子： 1. 补体受体 CR1—CD35，C3b/C4b受体，促进B细胞活化。 CR2—CD21，C3d受体，EB病毒受体。促进B细胞活化。 2. FcR： 许多免疫细胞表面都有Fc受体，它是结合免疫球蛋白Fc的分子结构。 B细胞表面有FcγRⅡ，即CD32。 ①与Ic中的IgGFc段结合，有利于B细胞对抗原的捕获和结合，以及B细胞的活化和抗体产生。 ②Fc受体还可与抗体包被的红细胞结合，如将鸡红细胞（E)与其IgG（A)结合形成的复合物与B细胞混合后，可见B细胞周围有红细胞粘附形成的花环，称为EA花环，这是鉴别B细胞的传统方法之一。 ③与Ab2Fc段结合，引发抑制性信号。 通过输注抗体，人为地提高机体特异性抗体的水平，机体产生该抗体的能力会迅速下降，表明抗体本身对特异性免疫应答具有反馈调节作用。机制：抗体可刺激机体产生Ab2（第二抗体)，属于IgG类的Ab2，一方面与BCR结合，另一方面通过其Fc段结合B细胞表面的Fc受体，引发抑制性信号，终止B细胞进一步分化。 T细胞和B细胞主要表面分子 项目 T细胞 B细胞 抗原识别受体 TCR BCR（mIg) 初级信号传导分子 CD3 CD79a/CD79b 辅助受体 CD4/CD8 CD19-CD21-CD81 协同信号分子 CD28/CTLA-4 B7 CD40L CD40 其它 CD2等粘附分子 CR1,CR2等粘附分子 丝裂原受体 丝裂原受体 二、B细胞的发育和分布 人体大约每天可产生109个B细胞。在外周血中，B细胞占淋巴细胞总数的5%～15%；骨髓中的淋巴细胞主要为B细胞；在淋巴结与脾中，B细胞约分别占淋巴细胞的25与50％。人和哺乳动物的B细胞的产生、发育和成熟均在骨髓中完成，这个过程伴随着一系列的胞内基因和表面标志的变化。 发育: 骨髓和胚肝、法氏囊（腔上囊) 多能造血干细胞 → 淋巴样干细胞 → 祖B细胞 → 前B细胞（mIgM不完整)→ 不成熟B细胞（mIgM、CD19)→ 成熟B细胞（mIgM、mIgD、CD19、CD21) 发育结果：BCR成熟、自身耐受形成 ㈠前B细胞：前B细胞由骨髓中的淋巴干细胞分化而来，只存在于骨髓和胚肝等造血组织， mIgM不完整（在前B细胞胞浆中可检测到IgM的重链μ链，无轻链)且不表达于细胞表面，因此缺乏对抗原的反应能力。开始表达CD19、CD20、MHC-Ⅱ类分子。 ㈡不成熟B细胞：开始表达SmIgM，此时如与抗原结合，则产生负免疫应答，使B细胞转变为受抑制状态，不能继续分化成为成熟的B细胞，这是形成自身免疫耐受的机制之一。在此阶段，不成熟B细胞的CD1，9CD20和MHC-Ⅱ类抗原表达增加，并开始表达CD21。 ㈢成熟B细胞：最主要的标志是膜表面出现IgD，此时膜表面同时表达轻链相同且抗原特异性相同的SmIgM和Sm医.学全在线IgD，表达CD40。 三、B细胞亚群： 根据CD5是否表达，可把B细胞分为B-1和B-2细胞两个亚群。 （一)B-1： 由于发育在先，初次产生在胎儿期，在胚肝发育，新生儿期较多，故称为B－1细胞。 表达CD5 （CD5+CD11+mIgM＋CD23-) 表达mIgM 以IgM为主的低亲和力的抗体，无抗体类别转换、无免疫记忆性，无再次免疫应答；抗原识别谱窄，主要识别TI－抗原，自身抗原。 介导肠道粘膜非特异免疫 主要存在于腹膜腔、胸膜腔、肠道固有层。 （二)B-2：不表达CD5，表达mIgM和mIgD，即通常所指B细胞；主要介导体液免疫，可产生各类Ig。成熟的B2细胞大多处于静止期，一般受外来抗原刺激后，在Th细胞辅助下活化、增殖，最终分化为浆细胞，产生高亲和性特异性抗体，行使体液免疫功能。 四、B细胞的功能 （一)产生抗体，介导体液免疫 1.中和作用 2.调理作用和ADCC ： 抗体调理作用、补体的调理作用 3.补体的细胞溶解作用 （二)提呈抗原:是再次应答的主要APC （三)分泌细胞因子：免疫调节、炎症反应，参与造血过程 自然杀伤细胞（NK细胞 ) 属于淋巴细胞，由于细胞体积较大，含较大的胞浆颗粒，故称大颗粒淋巴细胞。既不是T细胞也不是B细胞，也称为第三群淋巴细胞。具有自发细胞毒活性的细胞，属于天然免疫系统。其杀伤活性无需抗原致敏，也不依赖抗体或补体协助，并且无MHC限制性。 无记忆功能，广谱。 1.表面标记 CD3-、CD56+、CD16+ 目前临床将表型为CD3-、CD56+、CD16+淋巴细胞认定为医学全.在线NK细胞 2.表面受体 其作用受KAR和KIR调节图 （1)KAR （killer cell activation receptor) 即杀伤细胞活化受体，结合靶细胞表面糖类配体，产生活化信号。 （2)KIR （killer cell inhibitory receptor) 即杀伤细胞抑制受体，识别自身细胞表面MHC-I类分子，产生抑制信号。 KAR与自身细胞上多糖类抗原结合产生活化信号，同时KIR与MHC－Ⅰ类分子结合，产生抑制信号且占主导地位，NK细胞不能被激活，自身组织不被破坏。 某些异常细胞表面MHC－Ⅰ类分子发生改变、减少、缺失。KIR不能与之结合产生抑制信号，结合KAR的作用占主导地位，从而使NK细胞活化，产生杀伤效应。 3.主要生物学功能 抗感染（抗病毒、抗胞内细菌感染)与抗肿瘤；免疫调节 抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈：P136 l 抗原提呈细胞（antigen-presenting cell，APC) 概念： 能摄取、加工、处理抗原，并将抗原肽-MHC分子复合物转运至细胞表面供抗原特异性淋巴细胞识别的一类免疫细胞。 种类： 专职性抗原提呈细胞（professional APC)：能组成性表达MHC-II类分子、具有较强的抗原提呈作用，包括Mφ、DC、B细胞等。 非专职性抗原提呈细胞：非组成性地表达MHC-II类分子，抗原提呈能力弱，包括内皮细胞、上皮细胞、活化的T细胞等。 病毒感染细胞、肿瘤细胞等可通过MHCⅠ类分子途径提呈抗原，属于广义的APC 。 l 抗原提呈： （一)概念和过程： 抗原被抗原提呈细胞摄取、加工、处理，形成抗原肽-MHC分子复合物，转运至抗原提呈细胞表面，供TCR识别的过程。 摄取抗原方式：吞噬、胞饮、内吞（根据吞入物质的状态、大小及特异性的不同) 吞噬：细胞摄入大颗粒或微生物（0.5um)的一种内吞方式。 胞饮/吞饮：细胞吞入液态物质或极微小颗粒的过程。 内吞/胞吞：借助细胞膜表面的受体，可以有效地捕捉到低浓度的相应抗原（Fc受体、补体受体、mIg受体等) （二)提呈抗原的途径： 1、外源性抗原的提呈 外源性抗原：存在于APC外的抗原成分，如病原微生物、异种蛋白质等。图 途径：溶酶体途径或MHC-Ⅱ类途径。图 由于抗原在溶酶体中被加工、处理而得名。该途径主要涉及APC对外源性抗原的摄取、加工和处理，抗原肽－MHC-Ⅱ类分子复合物的形成和转运，最后抗原肽通过MHC-Ⅱ类分子被提呈给CD4＋T细胞。 ⑴APC对外源性抗原的摄取、加工和处理：外源性抗原被APC通过吞噬、受体介导的内吞、胞饮作用摄入胞内并与胞浆中的内体融合，再经内体作用，将抗原转运给溶酶体以形成吞噬溶酶体。溶酶体中含有多达40余种酶，其酸性环境有利于降解抗原，所形成的部分肽段的长度为13～18个氨基酸，适于与MHC-Ⅱ类分子抗原结合凹槽结合。 ⑵抗原肽－MHC-Ⅱ类分子复合物的形成和转运：MHC-Ⅱ类分子在APC内质网（ER)腔中合成，经糖基化后折叠形成异二聚体，借助疏水的跨膜段插入内质网膜。内质网中的MHC-Ⅱ类分子抗原结合槽被恒定链（MHCγ链/Ii)占据，形成α、β、γ三聚体，从而阻止进入胞浆的MHC-Ⅱ类分子与其他内源性抗原肽结合。三聚体离开内质网腔，经高尔基体进入溶酶体，其中γ链首先被蛋白酶部分水解埋，在MHC-Ⅱ类分子的凹槽中只保留1个小片段，称为Ⅱ类相关的恒定链肽段（CLIP)。溶酶体中存在有一类称为HLA-DM的HLA-Ⅱ类分子，它能使CLIP裂解，暴露MHC-Ⅱ类分子抗原结合凹槽，使MHC-Ⅱ类分子能与吞噬溶酶体中已形成的外源性抗原多肽结合。该复合物通过胞内转运和胞吐作用而表达于APC表面，并被提呈给CD4+TCR识别。 2、内源性抗原的提呈 图 概念：存在于APC内。如病毒蛋白及肿瘤抗原。 途径：胞质溶胶途径或MHC-I类途径。图由于这一过程主要在细胞的胞质溶胶中进行而得名。 ⑴内源性抗原在胞质溶胶中被加工和处理 ①抗原的泛素化：泛素是存在于胞浆中的一种蛋白质。胞内合成的内源性抗原进入胞浆后，能与胞浆中的泛素共价结合，使蛋白质抗原去折叠而伸展为线状。 ②蛋白酶体的降解作用：胞浆中存在的蛋白酶体是一组具有广泛蛋白酶活性的复合物，其核心成分是分子量较低的多肽（LMP)。泛素化的线性内源性抗原进入蛋白酶体后，在LMP作用下，被水解为具有碱性或疏水氨基酸的短肽，具有与MHC-I类分子的抗原结合槽相结合的能力，与胞浆中某些伴随分子（如热休克蛋白70、90)结合，被转运至内质网腔。 ⑵内源性抗原肽－MHC-Ⅰ类分子复合物的形成和转运 由LMP处理的多肽经抗原加工相关转运体（TAP)转运至内质网腔。内质网中合成的MHC-I类分子也与某些伴随分子结合，从而避免MHC-I类分子与其他多肽结合。在胞质中被加工的内源性肽段通过TAP转运入内质网腔后，伴随蛋白即与MHC-I类分子解离，抗原结合槽暴露出来，MHC-I类分子与抗原肽结合成为稳定的抗原肽－MHC-I类分子复合物。该复合物通过高尔基体转运，最后表达于细胞膜表面，供CD8+T细胞识别。 上述情况是免疫应答的一般规律。近期发现，某些外源性抗原可从内体中逸出而进入胞质，从而通过胞质溶胶途径被提呈；而某些内源性抗原在特殊情况下也可通过溶酶体途径被提呈，这种抗原提呈方式被称为交叉提呈。 3、CD1参与的提呈途径：主要是提呈微生物的脂类抗原在免疫防御中发挥重要作用。 糖脂类抗原可与表达于APC表面的CD1分子结合，活化NKT细胞，典型的糖脂类抗原为分枝杆菌胞壁成分。 | （补充) ————5分钟—— ————35分钟—— —— 第一节课—— ————15分钟—— ————15分钟—— ————10分钟—— ———第二节课—— ————10分钟—— ————25分钟—— ————15分钟—— ———第三节课—— |
小 结 | B淋巴细胞 一、B淋巴细胞的主要表面分子: ★二、B细胞的发育与分布： 三、B细胞亚群： ★四、B细胞的功能： NK细胞 抗原提呈细胞及抗原的处理与提呈
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复 习 思 考 题 、 作 业 题 | 1. 简述B细胞表面的主要分子及其功能。 2. 试比较T细胞和B细胞主要表面分子 3. 简述B细胞的主要功能。 4. 名词解释： NK 细胞、APC、抗原提呈、 professional APC、SmIg |
下 次 课 预 习 要 点 | 免疫应答 |
实 施 情 况 及 分 析 |
