免疫学第十T淋巴细胞(新)

第十章T淋巴细胞(TLymphocyte)T淋巴细胞的分化发育T淋巴细胞的表面分子及其作用T淋巴细胞亚群T淋巴细胞的功能主要内容掌握:1.T细胞的分化发育2.T淋巴细胞的重要表面分子3.T淋巴细胞的功能亚群及其功能4.Th亚群熟悉：CTL、Tr的功能了解：其他表面分子教学要求第一节T淋巴细胞的分化发育*一、T细胞在胸腺中的发育T细胞在胸腺中的发育胸腺微环境是诱导并调控T细胞分化发育的关键因素胸腺基质细胞（TSC）细胞因子胸腺激素T细胞在胸腺发育成熟的过程中获得了自身MHC限制性及自身免疫耐受双阴性期（DN）原T细胞（pro-T）、前T细胞（pre-T）αβTCR－、CD3－、CD4－、CD8－双阳性期（DP）αβTCR＋、CD3low、CD4＋、CD8＋单阳性期（SP）αβTCR＋、CD3＋、CD4＋αβTCR＋、CD3＋、CD8＋成熟T细胞，具有识别抗原、介导免疫应答及参与免疫调节的功能1.T细胞受体（TCR）的发育2.T细胞发育过程中的阳性选择作用阳性选择：双阳性T细胞TCR与胸腺皮质内上皮细胞表达的MHC分子有效结合，导致该T细胞继续发育，否则程序性死亡3.T细胞发育过程中的阴性选择作用阴性选择：经历阳性选择的T细胞，其TCR可与胸腺髓质间质细胞（DC和Mφ）表达的MHC-自身抗原肽高亲和力结合，导致该T细胞凋亡或无能T细胞发育的阴性选择树突状细胞和巨噬细胞表达高水平的MHC-I和MHC-II类抗原，并与自身抗原形成复合物，SP细胞如能识别自身抗原肽-MHC复合物，即发生凋亡，否则继续发育成熟通过阴性选择获得自身耐受性T细胞发育的阳性选择（positiveselection）CD4+CD8+T细胞＋胸腺基质细胞（表面MHC分子）如果与MHC-I结合，最终分化为CD8+T细胞如果与MHC-II结合则最终分化为CD4+T细胞如果与MHC分子不结合则在胸腺皮质中凋亡胸腺细胞经阳性选择赋予成熟T细胞在识别抗原时具有MHC限制性T细胞发育的阴性选择（negativeselection）其TCR识别胸腺基质细胞表面高亲和力的MHC或MHC-自身抗原肽的T细胞克隆将发生凋亡经阴性选择可清除自身反应性T细胞克隆获中枢耐受DP或经阳性选择的SP的T细胞二、T细胞在外周免疫器官的分化发育成熟T细胞由胸腺迁出，移居于周围淋巴组织中淋巴节的副皮质区和脾白髓小动脉的周围T细胞执行特异性细胞免疫应答并在TD-Ag诱导的体液免疫应答中发挥重要作用T细胞膜分子参与识别抗原，T细胞活化、增殖、分化及效应功能的发挥有些膜分子是区分T细胞及T细胞亚群的重要标志：CD2,CD3,CD4,CD8等一、TCR-CD3复合体(一)TCR（Tcellantigenreceptor）结构和功能：组成TCR的肽链有α、β、γ、δTCRαβ、TCRγδ、属于IgSF，负责结合APC递呈的抗原肽(二)CD3的结构和功能：由γ、ε、δ、ζ、η组成，负责传递APC递呈的抗原肽信号TCR-CD3复合物是T细胞抗原受体与一组CD3（γGammaδDeltaεEpsilonζZetaηEta）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CD3分子转导T细胞活化的第一信号-S-S-VaCaVbCbged-S-S-TCR-abCD3zhzz-S-S-emembraneITAM糖基TCR-CD3complexcytoplasmaTCR(T细胞抗原受体)T细胞受体的类型和结构　TCR中的多肽链是异质性的。根据抗原结构和编码基因不同，已发现有α、β、γ和δ四种多肽链。关于TCR多肽链的结构大多是从分析TCR多肽链cDNA或基因组克隆（genomicclones)而来，编码TCR多肽链的基因属于免疫球蛋白基因超家族成员。根据TCR中异源双体的组成的不同，TCR可分为以TCRαβ和TCRγδ两种类型TCRαβTCRα链α和β链各由一个可变区（V区）和一个恒定区（C区）组成，与Ig的V区和C区大小相似，属于免疫球蛋白超家族成员TCRα、β链的V区约含102到109个氨基酸，在V区部分由两个半胱氨酸形成链内二硫键，组成约含50～60氨基酸残基的环肽，这与IgV区结构和功能相似，是特异性识别外来抗原的结构域TCRα、β链的C区约含138到179氨基酸，每个C区形成由链内二硫键连接的环肽α、β链在连接肽（connectingpeptide)形成链间二硫键穿膜区约由20～24氨基酸组成,α链穿膜区含有带正电的1个赖氨酸和1个精氨酸残基,β链穿膜区含有1个带正电的赖氨酸残基,这些带正电的氨基酸与CD3γ、δ和ε链穿膜区带负电的谷氨酸和/或天冬氨酸形成盐桥，稳定TCR/CD3复合物结构，并与CD3传递信息有关α、β链胞浆部分只有5～12氨基酸长的尾部TCRγδTCRγ和δ链各包括一个Ig样的V区和C区、连接肽、疏水的穿膜区以及一个短的胞浆区尾部，在连接肽区可形成链间的二硫键γ和δ链的穿膜区各含有1个带正电的赖氨酸，此外δ链还有1个带正电的精氨酸，这些带正电的氨基酸与CD3γ、δ和ε链穿膜区带负电的天冬氨酸或谷氨酸形成盐桥在氨基酸水平上分析，TCRγ链与β链同源性较高，而TCRδ链与α链同源性较高在人类TCRγδ有二硫键相连和非共价相连两种形式，而在小鼠只发现二硫键相连的TCRγδ形式TCRαβT和TCRγδT细胞TCR分布表型识别抗原MHC限制功能TCRαβTTCRγδT极大多样性60-70％,外周淋巴组织成熟CD2CD3CD4/CD88－17aa经典MHCTh、Tc较少多样性5-15％,粘膜上皮成熟大多数CD2CD3简单多肽、HSP、脂类、多糖MHC样分子TcCD3CD3分子分布于成熟T淋巴细胞表面，至少由γ、δ、ε、ζ、η5种多肽链组成，与T细胞抗原受体非共价连接TCR识别外来抗原与自身MHC分子形成的复合物，CD3对于信号的传递具有重要作用CD3γ、δ和ε链CD3γ、δ和ε链基因有高度的同源性，在人类位于第11号染色体，小鼠9号染色体，这三种链的基因可能从一个祖先基因通过基因复制而来CD3γ、δ和ε链在细胞膜外都有一个Ig样结构域（C2），都属于免疫球蛋白超家族，但不存在多态性或可变性，因此不直接参与特异性识别抗原γ、δ和ε链的穿膜部分含有带负电谷氨酸和/或天冬氨酸残基，这与TCRα、δ链穿膜区中带正电赖氨酸、精氨酸以及β、γ链穿膜区中的赖氨酸相互作用有重要作用γ、δ和ε链胞浆部分含44到81氨基酸残基，提供了把信息传导到细胞内的条件CD3γ、δ和ε链γ链有2个糖基化点，氨基端89个氨基酸残基为亲水性，组成胞膜外区，穿膜区含27个氨基酸残基，胞浆内区44氨基酸残基，胞浆内113位丝氨酸残基可能是磷酸化位点δ链含有2个糖基化点，胞浆内126位丝氨酸可能是磷酸化位点。CD3δ链抗体能非特异性地活化T细胞，促进T细胞有丝分裂ε链包括氨基端104亲水氨基酸的胞膜外区，穿膜区26个氨基酸残基，胞浆内区81个氨基酸残基。目前所制备的单克隆抗体中大部分是针对CD3ε链CD3ζ和ηζ（zeta)和η（eta)链结构相似，而与CD3γ、δ和ε链无同源性ζ和η链的胞膜外以及穿膜区的结构相似，但是胞浆区不同胞膜外区很短，只有9个氨基酸残基，含有半胱氨酸，ζζ之间或ζη之间形成二硫键ζ和η链穿膜部分各有一个带负电的天冬氨酸ζ和η链胞浆内区分别有113个和155个氨基酸残基，具有多个酪氨酸磷酸化的位点T细胞在胸腺发育过程中，CD3γ、δ和ε基因的表达要早于TCRα、β链基因的表达CD3γ、δ和ε基因产物通过翻译后的修饰形成核心结构，在内质网处，此核心结构与TCRαβ异源双体形成复合物后转移到高尔基氏体，进行N连接的糖基化ζ-ζ同源双体与TCRαβ/CD3γδεε结合后组成一个完整的复合物——TCRαβ/CD3γδεεζζ　（少数分子为TCRαβ/CD3γδεεζη）成熟T细胞表达CD4或CD8分子：CD4+T细胞/CD8+T细胞CD4分子：与MHCⅡ类分子结合（β2结构域）能与HIV结合（gp120）-HIV受体CD8分子：与MHCⅠ类分子结合（α3区）CD4和CD8分子CD4主要分布于成熟Th细胞、巨噬细胞、DC细胞等表面是HIV受体，与APC表面MHC-II分子非多态区结合CD8主要分布于成熟Tc细胞表面，与APC表面MHC-I分子非多态区结合能加强T细胞与APC或靶细胞的相互作用（通过胞浆区的CxCP基序与p56lck(SrcfamilytyrosinekinaseLCK)酪氨酸激酶相连，参与T细胞活化和增殖信号转导能参与抗原刺激TCR-CD3分子信号转导CD4代表T淋巴细胞分类中T辅助细胞,CD8代表T抑制细胞和T杀伤细胞APC以MHC-Ⅱ类分子限制性的方式将抗原递给辅助性T细胞（TH）；各种靶细胞以MHC-Ⅰ类分子限制性的方式将抗原呈递给细胞毒性T细胞（TC）CD4+T细胞识别由13-17个氨基酸残基组成的抗原肽，并受自身的MHC-II类限制。CD8+T细胞识别8-10个氨基酸组成的抗原肽，并受MHC-I类限制CD4分子的结构CD4分子为细胞膜表面单链糖蛋白，人CD4分子由458个氨基酸残基组成，包括信号肽23个氨基酸残基，胞膜外区374个氨基酸残基，含2个糖基化点，穿膜区21氨基酸残基，胞浆内区含有40氨基酸残基胞膜外区具有4个IgV样结构域，属免疫球蛋白超家族成员。第一个V样区与Igκ链的V区有很高同源性，有3个互补决定区（CDR)。其余3个V样区功能区与PolyIgR的同源性最接近，其中第2和4个V样区中两个半胱氨酸的距离分别为28和42个氨基酸残基，第3个V样区无二硫键CD4跨膜区与MHCⅡ类分子β链的跨膜区高度同源。编码人CD4基因位于第2号染色体CD8分子的结构CD8分子是由α、β两条多肽链组成的穿膜糖蛋白，每条链各包括1个IgV样结构域、连接肽、穿膜区和胞浆区。α和β链在连接肽处有二硫键相连部分CD8分子是由同源α链双体（α/α）组成，如在CD8阳性的TCRγδT细胞表面。有报道胸腺细胞上的CD8可能为四聚体。CD8α和βIgV样区约含110氨基酸残基，与Igκ、λ轻链的V区有30～35%同源性，与V有20～22%同源性，与TCrVα和Vβ有24%同源性编码CD8α、β链的基因属Ig基因超家族成员，与编码Igκ链基因密切连锁，定位于第2号染色体，表达前不需要重排CD4abTCRabTCRCD8AgpeptideHLA-IAgpeptideHLA-IITCRCo-receptor---CD4&CD8抗原刺激第一信号初步活化协同刺激第二信号完全活化T细胞与APC细胞间的主要辅助分子1.CD28分子:表达在静止或活化的T细胞表面配体:APC表面B7-1（CD80）或B7-2（CD86)作用：T细胞活化第二信号（协同刺激信号），是T细胞活化过程中最重要的辅助分子，可使T细胞充分活化表达细胞：活化的CD4和CD8T细胞配体：APC表面B7-1/B7-2作用：与B7分子结合的亲和力高，产生抑制信号，可负反馈调节T细胞活化2.CTLA-4活化T细胞表达CTLA-4，限制T细胞过度激活诱导协同刺激分子，是CD28家族成员表达细胞：活化的T细胞配体:APC表面B7-H2(B7家族成员）作用：在CD28作用后，调节活化T细胞产生细胞因子，促使T细胞增殖4.PD-1配体:PD-L1、PD-L2作用：可抑制T细胞的增殖以及IL-2和IFN-γ等细胞因子的产生，并抑制B细胞的增殖、分化和Ig的分泌5.CD2表达细胞：成熟T细胞，部分胸腺细胞，NK细胞配体:CD58（LFA－3），CD59作用：介导T细胞与APC或靶细胞的黏附，介导T细胞旁路激活途径表达细胞：活化的T细胞配体:APC表面CD40分子作用：结合CD40，使APC活化，继而使T细胞活化；与B细胞等APC细胞的CD40结合，促使B细胞活化，增殖6.CD40配体（CD40L，CD154）表达细胞：表达于T细胞及APC作用：LFA-1结合ICAM-1,介导T细胞与APC黏附，促使T细胞活化，促使APC活化7.LFA–1和ICAM-1T细胞和B细胞的表面分子丝裂原受体：ConA；PHA；PWM细胞因子受体FasL有多种分类方法将T细胞分成不同的亚群：根据活化阶段根据TCR根据CD4/CD8表达根据免疫功能一.初始T细胞、效应T细胞、记忆性T细胞初始T细胞(naiveTcells）：已经分化成熟，但尚未接触过相应抗原,表达CD45RA和高水平的L-选择素效应T细胞（effectiveTcells）：抗原刺激活化后增殖分化成效应T细胞,表达CD45RO记忆T细胞(memoryTcells)：活化或效应T细胞中部分细胞分化为记忆T细胞，表达CD45RO;抗原再次刺激时，可迅速活化,分化为效应细胞和记忆细胞二.αβT细胞和γδT细胞αβT细胞：识别由MHC分子提呈的多肽，有自身MHC限制性γδT细胞：识别非多肽类抗原，无MHC限制性,抗原受体缺乏多样性三.CD4+T细胞、CD8+T细胞四.Th、CTL和Treg细胞：Th--辅助性T细胞:Th0，Th1，Th2，Th3TC/CTL--细胞毒性T细胞Treg--调节性T细胞:CD4+CD25+Foxp3+TH1细胞主要分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β作用：参与细胞免疫TH2细胞主要分泌IL-4、5、10和IL-13作用：协助、促进B细胞分化、增殖，产生抗体，参与体液免疫一、CD4+Th细胞的功能（一）Th的亚群（根据CK产生种类和功能）CD4+T细胞亚群的效应功能Th1细胞的功能增强吞噬细胞介导的抗感染机制；增强NK细胞的杀伤作用；TNF直接诱导靶细胞凋亡；参与迟发性超敏反应Th2细胞的功能促进B细胞的增殖、分化和抗体产生；参与I型超敏反应Th3细胞的功能分泌的TGF-β抑制Th1、B细胞、CTL和NK细胞的功能Th1与Th2的平衡Th0Th1IL-4Th0Th2IL-12Th1与Th2的平衡Tc细胞（细胞毒性T细胞，CTL）特点：胞浆内含颗粒（穿孔素、颗粒酶）作用:特异性杀伤肿瘤和病毒感染细胞机制：(1)颗粒外排（穿孔素，颗粒酶，颗粒溶解素）(2)Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡CD8+杀伤性T细胞的功能CTL的主要作用是直接杀伤靶细胞，有两种机制：细胞裂解（分泌穿孔素、颗粒酶、颗粒溶解素和淋巴毒素）细胞凋亡（Fas/FasL)(三)致死性攻击1.穿孔素、颗粒酶途径Fas/FasL途径Treg细胞（调节性T细胞）表型：CD4＋CD25＋作用：抑制性调节CD4+和CD8+T细胞的活化增殖可能机制：（1）与靶细胞直接接触发挥抑制性（2）Tr下调靶细胞IL-2Rα链的表达（3）抑制APC的抗原提呈作用自然调节T细胞标志：CD4+CD25+foxp3+主要抑制CD4+和CD8+T细胞的活化与增殖分泌TGF-β、IL-10、IL-35等在外周由抗原诱导产生CD4+Th3TGF-β：可抑制Th1、B细胞、CTL细胞和NK细胞的增殖和功能等诱导性调节性T细胞T细胞B细胞抗原识别受体TCRBCRCD分子CD2,CD3,CD19,CD21CD4/CD8FcgR少数有+C3bR-+免疫功能细胞免疫的主要体液免疫效应细胞、免疫调节递呈抗原T、B细胞主要特征的比较