62016第六章免疫細(xì)胞相關(guān)毒性機(jī)制

1、細(xì)胞毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)Chapter 6免疫細(xì)胞相關(guān)毒性機(jī)制山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（zhangfumiao ,細(xì)胞毒理學(xué))免疫細(xì)胞相關(guān)毒性機(jī)制免疫與免疫細(xì)胞的基本類型(immune)1.炎癥反應(yīng)(inflammation)2.速發(fā)型超敏反應(yīng)(hypersensitivity)3.(method)4.免疫檢測免疫系統(tǒng)概述免疫（immu）：免除。機(jī)體免疫系統(tǒng)識別“”和“非己”，對自身成分產(chǎn)生天然免疫耐受，對非己異物產(chǎn)生排除作用的一種生理反應(yīng)。通過免疫功能的正常發(fā)揮，機(jī)體能夠維持內(nèi)環(huán)境的。免疫功能概括來講有三個方面：免疫防御、免疫監(jiān)視和免疫耐受。1348年佛羅倫薩城內(nèi)尸骨遍地免疫器官1.中樞免疫器官：

2、骨髓和胸腺，它們是B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞發(fā)育成熟的場所。2. 外周免疫器官：淋巴結(jié)、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織。它們是成熟的T、B淋巴細(xì)胞寄居和接受抗原刺激后產(chǎn)生免疫應(yīng)答的主要場所。免疫系統(tǒng)組織屏障及其附屬物屏障先天免疫系統(tǒng)獲得性免疫系統(tǒng)5組織屏障1. 物理屏障：由致密上皮細(xì)胞組成的皮膚和粘膜組織具有機(jī)械屏障的作用，可以有效的阻擋病原體侵入體內(nèi)，比如皮膚。而粘膜上皮細(xì)胞的迅速更新，呼吸道粘膜上皮細(xì)胞纖毛的定向擺動及粘膜表面的分泌液都有助于清除粘膜表面的病原體。2.化學(xué)屏障：皮膚和粘膜中含有多種殺菌和抑菌的物質(zhì)。3.微生物屏障：寄居在皮膚和粘膜表面的正常菌群，可以通過與病原體競爭結(jié)合上皮細(xì)胞和競爭吸

3、收營養(yǎng)物質(zhì)的作用方式，以及通過分泌某些殺菌抑菌物質(zhì)對病原體產(chǎn)生抗御作用。4.體內(nèi)屏障：血腦屏障和血胎屏障6先天免疫/固有免疫1.先天性免疫系統(tǒng)又稱為固有免疫系統(tǒng)，是所有動物天生就具有的， 其作用不僅是快速反應(yīng)的第二屏障，而且還是獲得性免疫系統(tǒng)的激活劑和者。2.先天免疫系統(tǒng)補(bǔ)體蛋白、吞噬細(xì)胞（中性粒細(xì)胞和單核吞噬細(xì)胞）、樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞、NKT細(xì)胞、T細(xì)胞和B1細(xì)胞，此外還嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞。免疫細(xì)胞-單核細(xì)胞8免疫細(xì)胞-中性粒細(xì)胞9免疫細(xì)胞-嗜酸性粒細(xì)胞10免疫細(xì)胞-嗜堿性粒細(xì)胞11免疫細(xì)胞-淋巴細(xì)胞12單核吞噬細(xì)胞血液中的單核細(xì)胞和組織器官中的巨噬細(xì)胞組成。1.單核細(xì)胞

4、占血液白細(xì)胞總數(shù)的3%-8%，胞質(zhì)中富含溶酶體顆粒，含有過氧化物酶、酸性磷酸酶、非特異性酯酶和溶菌酶多種酶類。2.巨噬細(xì)胞可以分為游走和定居兩類。定居的巨噬細(xì)胞肝臟、腦3.部、骨組織和肺中的巨噬細(xì)胞等。富含溶酶體和線粒體，具有強(qiáng)大的吞噬、殺菌和清除凋亡細(xì)胞的能力。巨噬細(xì)胞表面表達(dá)多種模式識別受體。4.巨噬細(xì)胞的三個準(zhǔn)備階段靜息階段：清道夫 增殖緩慢，清除組織廢物，表面只表達(dá)非常少的MHC類分子，不。提呈給輔助T細(xì)胞14巨噬細(xì)胞的三個準(zhǔn)備階段致敏階段：抗原提呈吞噬功能加強(qiáng)，MHC II類分子表達(dá)上調(diào)，提呈抗原給T細(xì)胞，可以被輔助性T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞分泌的干擾素致敏。15巨噬細(xì)胞的三個準(zhǔn)備階段超

5、活化階段：殺死病原微生物L(fēng)PS刺激超活化，結(jié)合到致敏巨噬細(xì)胞表面受體上，甘露糖殘基結(jié)合甘露糖受體也可以激活超活化。巨噬細(xì)胞體積變大， 吞噬效率增高，溶酶體數(shù)量增加，活性氧產(chǎn)生，分泌腫瘤壞死因子，殺死腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞以及活特異性免疫系統(tǒng)。，輔助激16巨噬細(xì)胞的主要生物學(xué)功能清除病原體1.2.參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)腫瘤細(xì)胞和的靶細(xì)胞3.提呈抗原4.5.免疫調(diào)節(jié)清除病原體反應(yīng)性氧中間物（ROI）和反應(yīng)性氮中間物氧依賴性殺菌系統(tǒng)：1.（RNI）作用系統(tǒng)。氧非依賴性殺菌系統(tǒng)：2.酸性pH，pH降低至3.5-4.0。溶菌酶防御素：由陽離子蛋白和多肽組成，在細(xì)菌細(xì)胞脂雙層中形成離子通道，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞裂解破壞。消化

6、降解3.參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)1.巨噬細(xì)胞表面的趨化因子受體及干擾素等細(xì)胞因子受體使其能夠被部位組織細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子募集活化，從而使其吞噬能力顯著增強(qiáng)。2.活化的巨噬細(xì)胞也可以分泌白細(xì)胞介素等趨化因子募集活化的巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞發(fā)揮抗的作用。3.活化的巨噬細(xì)胞還可以分泌多種促炎癥細(xì)胞因子和進(jìn)炎癥反應(yīng)。介質(zhì)參與促腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞擾素以及LPS 等激活的巨噬細(xì)胞，其表面的調(diào)理受體和非調(diào)理受1.體表達(dá)增加，溶酶體數(shù)目及活性氧、活性氮中間產(chǎn)物增多，至胞外。從而殺死腫瘤細(xì)胞和的細(xì)胞。2.巨噬細(xì)胞也可以通過ADCC效應(yīng)腫瘤細(xì)胞和的靶細(xì)胞。和提呈抗原1.巨噬細(xì)胞是專職的抗原提呈細(xì)胞，可以將攝入的外源

7、性抗原和內(nèi)源性抗原處理成為具有免疫原性的小分子肽段，并且以抗原肽-MHC II/I類分子復(fù)合物的形式表達(dá)在巨噬細(xì)胞表面，供CD4+和CD8+T細(xì)胞識別。2.病原體等抗原性異物被巨噬細(xì)胞吞噬消化后，其降解產(chǎn)物可以通過胞吐作用排除胞外，其中有些降解產(chǎn)物可以被B細(xì)胞識別，啟動體液免疫應(yīng)答。免疫調(diào)節(jié)活化的巨噬細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子，參與免疫調(diào)節(jié)：1.分泌IL-1和IFN-促進(jìn)APC細(xì)胞表達(dá)MHC分子，增強(qiáng)抗原提呈能力。分泌IL-12、IL-18促進(jìn)T細(xì)胞增殖分化，增強(qiáng)NK細(xì)胞?；钚苑置贗L-10抑制單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞的活化，下調(diào)巨噬細(xì)胞表面MHC-II類分子和B7等共刺激分子，降低抗原遞呈能 力

8、。炎癥反應(yīng)(inflammation)inflammation在機(jī)械損傷、微生物局部組織出現(xiàn)微循環(huán)等致炎因子的作用下，通透性增加、血漿滲出以及粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤的現(xiàn)象即炎癥。25中性粒細(xì)胞在內(nèi)部，中性粒細(xì)胞以非活性的狀態(tài)，它們在血液中以很高的速率穿行，大約每秒1000微米。ICAM：胞間粘附分子SLIG：選擇素配體26中性粒細(xì)胞激活的巨噬細(xì)胞“警報(bào)”細(xì)胞因子IL-1和TNF鄰近的內(nèi)皮細(xì)胞收到這些警報(bào)信號后，它們開始在表面表達(dá)一種稱為選擇素的新蛋白質(zhì)。SEL：選擇素選擇到內(nèi)皮細(xì)胞表面通常需要約6個小時。27中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞識別補(bǔ)體片段C5a和細(xì)菌細(xì)胞壁成分LPS中性粒細(xì)胞快速表達(dá)

9、整合素至細(xì)胞表面INT：整合素 ICAM：胞間粘附分子整合素結(jié)合表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞表面的ICAM28中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞停留在炎癥部位在化學(xué)吸引劑的影響下，離開血液進(jìn)入組織。所有細(xì)菌蛋白都有一個特別的起始氨基酸甲酰甲硫氨酸，在蛋白中，其含量少于0.01%。巨噬細(xì)胞吐出的f-met引導(dǎo)中性粒細(xì)胞到達(dá)炎癥部位?；瘜W(xué)吸引劑：補(bǔ)體片段C5a、f- met肽（細(xì)菌蛋白片段）TNF也可激活組織中的中性粒細(xì)胞，使其發(fā)揮殺菌的功能。2930整合素的表達(dá)非常迅速，為什么？血管內(nèi)皮細(xì)胞中性粒細(xì)胞ICAMINTSELSLIG選擇素上調(diào)表達(dá)需要6個小時，這樣的反應(yīng)速度是不是太慢了？3132速發(fā)型超敏反應(yīng)(hypersen

10、sitivity)法國科學(xué)家：charles richet1913年醫(yī)學(xué)獎Prophylaxis(免疫防御)Anaphylaxis(過敏)超敏反應(yīng)是指機(jī)體對抗原進(jìn)行適應(yīng)性免疫應(yīng)答的 過程中導(dǎo)致炎癥性損傷的過程。37抗原發(fā)生了改變？為什么一些在大多數(shù)人看來是無害的抗原在過敏體質(zhì)者體免疫反應(yīng)機(jī)制發(fā)生了改變？內(nèi)會自身機(jī)體的功能紊亂？免疫反應(yīng)個體有所不同？變應(yīng)原：能夠選擇性誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性IgE 抗體引起過敏反應(yīng)的抗原性物質(zhì)。1、抗原改變？41424344速發(fā)型超敏反應(yīng)過程分為三個階段：致敏、激發(fā)和炎癥。u致敏：過敏原誘導(dǎo)IgE產(chǎn)生，IgE與肥大細(xì)胞的FcR 相結(jié)合。激發(fā)：過敏原再次或反復(fù)進(jìn)入體內(nèi)，

11、誘導(dǎo)肥大細(xì)胞脫顆粒的過程。炎癥：肥大細(xì)胞脫顆粒后引起的臨床表現(xiàn)以炎癥為主。速發(fā)型超敏反應(yīng)是IgE介導(dǎo)的，以黏膜下肥大細(xì)胞的迅速激發(fā)為主u要特征。2、免疫反應(yīng)機(jī)制發(fā)生了改變？肥大細(xì)胞Mast cell抗體IgEbody IgE47IgM、 IgD4849IL-2IFN- Th1TNFTh0IL-4IL-5Th2IL-103、免疫反應(yīng)個體有所不同？IgE:過敏性體質(zhì)IgG:非過敏性體質(zhì)1.抗原-IgE-肥大細(xì)胞-Th1/Th2細(xì)胞。2.超敏反應(yīng)的免疫學(xué)基礎(chǔ)在于免疫調(diào)節(jié)缺陷，致使過敏原特異性的輔助T細(xì)胞強(qiáng)烈偏向表達(dá)Th2類細(xì)胞因子譜，并導(dǎo)致過敏原特異性IgE的產(chǎn)生。3.超敏反應(yīng)的發(fā)生再次證明：免疫應(yīng)

12、答是一把“雙刃劍”！(inflammation)免疫檢測細(xì)胞內(nèi)對于蛋白質(zhì)分子的免疫熒光、免疫印跡以及免疫電鏡等，這些技術(shù)都是基于免疫學(xué)中抗原抗體特異性反應(yīng)的原理而設(shè)計(jì)的。將抗體分子上加上丌同的可供識別的標(biāo)記，從而顯示出某種蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布和定位?？乖贵w反應(yīng)-雙向擴(kuò)散抗原抗體反應(yīng)-免疫電泳直接熒光標(biāo)記技術(shù)利用直接熒光標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行樣品的觀察，需要對樣品進(jìn)行熒光染色。標(biāo)記熒光素的樣品在熒光顯微鏡下經(jīng)過不同波長的激發(fā)光激發(fā)后會發(fā)生不同顏色的熒光。常用的熒光有以下幾種：rhodamine（）受到黃綠光激發(fā)后發(fā)紅色熒光Fluorescein（熒光素）受到藍(lán)光激發(fā)后發(fā)綠色熒光Texas red 受到激

13、發(fā)后發(fā)紅色熒光Cy3 受到激發(fā)后發(fā)橙色熒光間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù)由于直接熒光標(biāo)記后樣品產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度較弱，同時無法特異性地顯示細(xì)胞內(nèi)生物大分子，因此在此基礎(chǔ)上發(fā)展起了間接免疫熒光標(biāo)記技術(shù)。通過熒光標(biāo)記的抗體與細(xì)胞內(nèi)特異分子的結(jié)合來顯示這些生物大分子在細(xì)胞中的分布。利用較短波長的光使樣品中熒光受到激發(fā)產(chǎn)生較長波長的熒光，用來觀察和分辨樣品中產(chǎn)生熒光物質(zhì)的成分和位置，這種顯微鏡稱為熒光顯微鏡。生物素親和素放Green Fluorescence protein，GFP從發(fā)光水母中提取的蛋白，在藍(lán)光的激發(fā)下，GFP發(fā)出綠光。該基因已被克?。ㄓ?38氨基酸），并進(jìn)行了各種改造使其熒光更強(qiáng)，或者可發(fā)出不同波

14、長的熒光，并廣泛用作報(bào)告基因。酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）ENGLISH BOXAcute and chronic inflammationØ Acute inflammation is the commonest early response to tissue damage and destruction. The classical clinican indications of acute inflammation are rubor(redness), calor(heat), dolor(pain), tumor(swelling) and loss of function

15、.Ø If the injury is not too severe and the damaging agent has been removed,this will rapidly subside and the tissue will start to heal itself, either by restoration or by scar formation.Molecular and Cellular Toxicology: Tissue responses to injury.Lesley StanleyAcute and chronic inflammation

16、16; Restoration occurs when there is minimal damage to the tissue architectureand comprises restoration of the normal structure and function of the tissuewithout fora scar. It requires the supporting stroma to be intact and thedamaged cells must be able to regenerate as in, for example, liverregener

17、ationfollowing acute liver damage.Molecular and Cellular Toxicology:Tissue responses to injury. Lesley StanleyAcute and chronic inflammationØ Regeneration depends on the ability of cells to divide, which means that it usually involves stem cells such as those in the gastrointestinal (GI) tract,

18、 urinay tract, skin, lymphoid tissue and the haemopoietic system. Cells such as hepatocytes which can come out of quiescence are also able to regenerate, but terminally differentiated cells such as cardiac myocytes and neuronscannot regenerate.Molecular and Cellular Toxicology: Tissue responses to i

19、njury.Lesley StanleyAcute and chronic inflammationØ If , however, the damaging agent persists, the tissue will become chronically inflamed. In chronic inflammation, the processes of necrosis, organisation and repair all occur simultaneously. Chronic inflammation occurs in situations such as long-term alcohol abuse, where the ability of the liver to restore itself is overwhelmed by continual exposure to alcohol and progresses through chronic inflammation to fibrosis, cirrhos