第七章 适应性免疫细胞

 第七章  适应性免疫细胞

目的要求:

一、掌握TCR-CD3、BCR—Igα、Igβ的分子的组成、结构特点及功能
二、掌握T、B细胞亚群、功能
三、掌握T细胞阳性选择、阴性选择的过程及生物学意义
四、熟悉T、B细胞分化、成熟过程
五、熟悉T、B细胞表面共受体、共刺激分子及其功能
六、了解T、B细胞其他表面分子及其功能

课程内容

一、T淋巴细胞（T lymphocyte）
T淋巴细胞简称T细胞，来源于骨髓中的淋巴样前祖细胞，在胸腺中发育成熟。T细胞可分为不同亚群，T细胞的主要功能是介导细胞免疫和免疫调节。
（一）T细胞表面的分子及作用
1.TCR－CD3复合物
T细胞抗原受体（T cell receptor，TCR）与CD3组成TCR－CD3复合物，共同表达在成熟T细胞表面。TCR识别MHC-抗原肽，CD3分子转导TCR接受的抗原刺激信号
（1）TCR为T细胞特征性表面标志，为异二聚体结构。根据其组成不同，分为αβTCR和γδTCR。大部分T细胞表达αβTCR。TCR的α、β链的胞外部分可分为可变区（V区）和恒定区（C区），V区识别MHC-抗原肽。胞内区很短，不能转导信号，故TCR的功能是识别抗原，决定抗原特异性。
（2）CD3分子由6条肽链εγ、εδ和ζζ组成（少数为εγ、εδ和ζη），与TCR经非共价键形成TCR－CD3复合物。CD3分子的胞内区较长，含有免疫受体酪氨酸活化基序（ITAM）。ITAM含2个YxxL/V保守序列，其Y磷酸化后可与带有SH2结构域的酪氨酸蛋白激酶（如ZAP-70）结合，转导TCR接受的抗原刺激信号。
2.CD4分子和CD8分子
CD4分子和CD8分子作为T细胞的辅助受体（co-receptor），主要功能是辅助TCR识别抗原，参与T细胞的活化。
CD4分子为单链跨膜蛋白，胞外区有4个Ig样结构域。远端2个结构域能与MHCⅡ类分子结合。CD8分子由α、β链组成，其胞外区含有一个Ig样结构域，能与MHCⅠ类分子结合。
CD4和CD8分子胞浆区结合有酪氨酸蛋白激酶（p56lck）,参与CD3分子的信号转导。
CD4分子还是HIV外壳蛋白gp120受体，是HIV感染CD4+T细胞的机制之一。
3.协同刺激分子
T细胞活化需两个信号，TCR-CD3识别的抗原为第一信号，协同刺激分子则提供第二信号。
（1）CD28
CD28为同源二聚体，与APC表面的B7.1（CD80）或B7.2(CD86)结合，提供T细胞活化的第二信号。
（2）CTLA-4（CD152）
表达于活化的T细胞表面，其胞浆区含有免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM），故CTLA-4与B7结合后，可抑制T细胞的活化。
（3）ICOS(inducible  costimulator)
表达于活化的T细胞表面，配体为B7-H2，在CD28后起作用，能调节活化T细胞，产生细胞因子，促进T细胞增殖。
（4）CD40L(CD154)
表达于活化的T细胞表面，与APC和B细胞表面的CD40结合后，可促进APC及B细胞的活化，并诱导抗体的类别转换，诱导记忆性B细胞 的分化。
（5）CD2
即LFA-2又称绵羊红细胞（SRBC）受体，介导T细胞与APC或靶细胞间的粘附，并参与T细胞的活化。
（6）LFA-1和ICAM-1
能介导T细胞与APC的粘附，促进细胞间的相互作用。
4.丝裂原结合分子
T细胞表面还表达ConA、PHA及PWM结合分子，与相应丝裂原结合，可诱导T细胞活化。
5.其它表面分子
T细胞还表达相应细胞因子受体及FasL(CD95), FasL可诱导细胞凋亡
（二）T细胞亚群及其功能
T细胞按表面标志，功能不同分为不同亚群。
1.初始T细胞，效应T细胞和记忆性T细胞
（1）初始T细胞   
未经抗原刺激的成熟T细胞，表达CD45RA和CD62L。
（2）效应T细胞
表达高亲和力IL-2R，CD44和CD45RO，介导免疫效应。
（3）记忆T细胞
表达CD45RO，CD44，介导再次免疫应答。
2.αβT细胞和γδT细胞
（1）γδT细胞
γδT细胞占T细胞总数的5%以下，大多为CD4-CD8-，主要分布于皮肤，黏膜。γδT细胞识别CD1分子提呈的脂类或糖脂抗原，在抗微生物感染中起重要作用。
（2）αβT细胞
αβT细胞占T细胞总数95%以上，识别由MHC分子提呈的蛋白质抗原，具有MHC限制性，是介导细胞免疫及免疫调节的主要细胞。
3.CD4+T细胞和CD8+T细胞
CD4+T细胞识别由MHCⅡ类分子提呈的外源性抗原肽，活化后分化为Th细胞
CD8+T细胞识别由MHCⅠ类分子提呈的内源性抗原肽，活化后分化的效应细胞为Tc（CTL）细胞，可特异性杀伤靶细胞，是细胞免疫的主要效应细胞。
4.Th、CTL和Tr细胞
（1）CD4+ Th细胞
CD4+ T细胞可分化为Th1、Th2和Th3三类效应细胞，Th1细胞主要分泌IL-2、IFN-γ、LTα，介导细胞免疫；Th2细胞主要分泌IL-3、4、5、6、10，介导体液免疫；Th3细胞主要分泌TGF-β，发挥免疫调节作用。
（2）CD4+ Tr1细胞
CD4+ Tr1细胞主要分泌IL-10，亦起免疫调节作用。
（3）CD8+CTL（Tc）细胞
CD8+CTL是细胞毒T淋巴细胞，能特异杀伤靶细胞。CTL杀伤靶细胞的机制：分泌穿孔素 (perforin)、颗粒酶（granzyme）和颗粒溶解素(granulysin)及LTα杀伤靶细胞。穿孔素能在靶细胞膜上形成跨膜通道，引起靶细胞因渗透压改变导致溶解性死亡，颗粒酶和LTα则介导靶细胞凋亡；活化的CTL能表达FasL，介导Fas+的靶细胞凋亡。CD8+CTL是介导细胞免疫的主要效应细胞。
（4）CD4+CD25+调节性T细胞（Tr）
Tr表达IL-2R的α链（CD25），主要发挥免疫负调节作用；抑制抗原特异性T细胞增殖，抑制APC的功能，在免疫耐受中发挥重要作用。
（5）NKT细胞（参见固有免疫细胞）。
（三）T细胞的分化，成熟
来源于骨髓的祖T细胞在胸腺中分化、成熟，表达功能性TCR，并获得MHC限制性和自身免疫耐受两个重要生物学特性。
1.双阴性阶段
刚进入胸腺的祖T细胞，既不表达CD4分子，亦不表达CD8分子，故称双阴性（DN）T细胞，即CD4-CD8-T细胞，此时也不表达CD3。
2.双阳性阶段
此时T细胞表达CD4+CD8+即为双阳性（DP）细胞；先表达TCRβ链和pTCRα，尔后表达功能性αβTCR及CD3。
3.单阳性阶段
DP T细胞进一步分化为CD4+或CD8+T细胞，即单阳性（SP）T细胞。
（四）T细胞的阳性选择和阴性选择
1.阳性选择（positive selection）
在胸腺皮质中，CD4+CD8+双阳性T细胞，其TCR能与胸腺基质细胞表面的MHCⅠ/Ⅱ类分子-抗原肽结合，且具适当亲和力的DP细胞分化为单阳性（SP）T细胞，其中与Ⅰ类分子结合的DP细胞分化为CD8+T细胞（SP）；与Ⅱ类分子结合的DP细胞分化为CD4+T细胞（SP）；而不能与MHC-抗原肽结合或亲和力过高的DP细胞则发生凋亡遭克隆清除。此过程也称为胸腺的阳性选择。生物学意义：赋予成熟的T细胞具有MHC限制性。
2.阴性选择（negative selection）
经历阳性选择的SP细胞在胸腺的皮髓质交界处及髓质区还须经历阴性选择：凡是能识别自身抗原-MHC复合物、且具有高亲和力的SP细胞发生凋亡遭克隆清除，其实质是清除自身反应性T细胞，即阴性选择。生物学意义：赋予成熟的T细胞具有自身免疫耐受的特性。
T细胞经三个发育阶段及胸腺选择后成为成熟T细胞，迁出胸腺进入外周T细胞库。
二、B淋巴细胞（B lymphocytes）
B淋巴细胞简称为B细胞，在骨髓中分化，成熟，是抗体产生细胞，B细胞的主要功能是介导体液免疫；加工、提呈抗原；并具有免疫调节功能。
（一）B细胞表面的分子及其作用
1.BCR-IgαIgβ复合物
B细胞抗原受体（B cell receptor,BCR）与Igα、Igβ共同表达在成熟B细胞表面，BCR识别抗原，Igα、Igβ转导BCR接受的抗原刺激信号。
（1）BCR
BCR本质为Ig，即膜表面Ig（mIg）,类别为mIgM和mIgD。BCR由两条H链和两条L链组成，VH和VL组成了BCR的抗原结合部位，故BCR的功能是识别抗原，决定抗原特异性，BCR的胞质区仅3个氨基酸残基，无信号转导功能。
（2）Igα、Igβ
Igα（CD79a）、Igβ(CD79b)为IGSF成员，与BCR非共价结合形成复合物。Igα、Igβ链的胞质区较长，含ITAM，能转导BCR接受的抗原刺激信号。
2.辅助受体
（1）CD19/CD21/CD81/CD225
辅助受体的作用是促进B细胞的活化，其中CD21即CR2亦C3d受体，CD21也是EB病毒的受体。
（2）CD72
CD72配体为CD100，两者结合，能促进B细胞活化；但CD72（含ITIM）亦可抑制B细胞的活化。
1.协同刺激分子
（1）CD40
CD40与活化T细胞表面的CD40L结合，促进B细胞的活化。
（2）CD27
B细胞受Ag刺激后表达CD27，与T 细胞表面的CD70结合，促进B细胞分化为浆细胞。
（3）CD70
活化B细胞表达CD70，与T细胞表面CD27结合，诱导Tr产生，抑制B细胞产生抗体。
（4）CD80和CD86
B细胞作为APC，其CD80和CD86提供了T细胞活化的第二信号。
（5）其他黏附分子
如ICAM-1（CD54）、LFA-1（CD11a/CD18）等，能促进T-B细胞的相互作用。
4.丝裂原结合分子
B细胞表达LPS受体，在LPS作用下，可诱导B细胞分化，增殖。
1.其它表面分子
（1）CD20可促进B细胞增殖、分化。
（2）CD22 介导B细胞与其他免疫细胞的相互作用。
（3）CD32即FcγRⅡ-b，其胞浆部分含ITIM，能抑制B细胞分化，产生Ab。
（二）B细胞亚群
B细胞根据其功能，表面标志，可分为B1细胞和B2细胞。
1.B1细胞（CD5+）
B1细胞表达CD5，发生于个体发育早期，主要分布于黏膜。B1细胞主要介导对非胸腺依赖抗原的免疫应答，具有多反应性特点，主要产生低亲和力的IgM类Ab，一般不发生体细胞突变。
2.B2细胞（CD5-）
B2细胞不表达CD5，即通常所指的B细胞。B2细胞对抗原为单特异性，介导对胸腺依赖抗原的免疫应答，主要产生高亲和力的IgG类Ab，可发生体细胞突变。
（三）B细胞的功能
1.产生抗体，介导体液免疫应答
2.提呈抗原
3.免疫调节
B细胞可分泌多种细胞因子，发挥免疫调节作用。
（四）B细胞的分化、成熟
B细胞来源于骨髓的祖B细胞，在骨髓中分化，成熟，表达功能性BCR。
1.祖B细胞（pro-B）
表达Hμ链。
2.大前B细胞（large pre-B）
表达Hμ链及替代轻链，表达pre-BCR。
3.小前B细胞（small  pre-B）
表达成熟L链。
4.未成熟B细胞（immature B）
未成熟B细胞表达BCR，为mIgM，如受自身抗原刺激，则发生免疫耐受，是B细胞中枢耐受的主要机制。
5.成熟B细胞（mature B）
成熟B细胞同时表达mIgM和mIgD，受抗原刺激能分化为浆细胞，分泌Ab，介导体液免疫应答。

考核知识点

一、TCR-CD3、BCR—Igα、Igβ
二、T、B细胞分化、成熟
三、T、B细胞亚群及功能
四、T、B细胞表面共受体、共刺激分子
五、T、B细胞表面其他分子

考核要求

一、掌握：
1.TCR-CD3、BCR—Igα、Igβ分子组成、结构与功能
2.T细胞的阳性选择、阴性选择过程及生物学意义
3.T、B细胞亚群及功能
二、熟悉：
1.T细胞共受体：CD4、CD8
2.B细胞共受体：CD19、21、81、225
3.T细胞共刺激分子：CD28、CTLA-4、CD40L
4.B细胞共刺激分子：CD40
三、了解：
T、B细胞表面其他分子