T細胞在胸腺中的發(fā)育二

1、適應性免疫應答細胞第十章 T淋巴細胞 T淋巴細胞（T lymphocyte）簡稱T細胞，來源于骨髓中的淋巴樣干細胞，在胸腺中發(fā)育成熟。 T細胞具有高度的異質(zhì)性，根據(jù)其表面標志和功能特性可分為若干個亞群。各亞群間相互調(diào)節(jié)，發(fā)揮免疫功能。 T細胞可介導適應性細胞免疫應答，在TD-Ag誘導的體液免疫應答中也發(fā)揮重要輔助作用。第一節(jié) T淋巴細胞的分化發(fā)育第二節(jié) T淋巴細胞的表面分子及其作用第三節(jié) T淋巴細胞的亞群第四節(jié) T淋巴細胞的功能第一節(jié) T淋巴細胞的分化發(fā)育一、T細胞在胸腺中的發(fā)育二、T細胞在外周淋巴器官中的分化發(fā)育一、T細胞在胸腺中的發(fā)育胸腺微環(huán)境的組成：胸腺基質(zhì)細胞、細胞外基質(zhì)和細胞因子。

2、胸腺微環(huán)境是T細胞發(fā)育分化的必要條件。胸腺造血微環(huán)境促進胸腺細胞存活和分化的機制：分泌細胞因子或其他介質(zhì)，是胸腺中T細胞成熟的重要條件；表達的粘附分子通過與相應配體結(jié)合，促進胸腺細胞的分化。胸腺中的T細胞按CD3及輔助受體CD4/CD8的表達分為三個階段：雙陰性階段、雙陽性階段和單陽性階段。T細胞在胸腺發(fā)育過程中最核心的事件是獲得功能性TCR的表達、自身MHC限制以及自身免疫耐受。1.T細胞受體（TCR）的發(fā)育 T細胞在胸腺中的發(fā)育 在胸腺中，T細胞約占T細胞總數(shù)的9599%，T細胞約占15%。胸腺細胞在雙陰性（DN）階段鏈基因開始重排，表達鏈蛋白，并與前T細胞替代鏈PT（Pre T Cel1

3、）組裝成PT：受體，表達于前T細胞表面，在 IL-7等誘導下，分化至CD4+CD8+的雙陽性（ DP）階段（PT：表達下調(diào)） ，細胞停止增殖，鏈基因開始重排，并表達有功能性的TCR。2.T細胞發(fā)育過程中的陽性選擇T細胞在胸腺中的發(fā)育 陽性選擇（positive se1ection），在胸腺皮質(zhì)中，同胸腺上皮細胞表面的抗原肽-MHC分子復合物以適當親和力發(fā)生特異性結(jié)合的DP細胞可繼續(xù)分化為單陽性（SP）細胞，其中與類分子結(jié)合的DP細胞， CD8表達水平升高，CD4表達水平下降直至丟失；而與類分子結(jié)合的DP細胞，CD4表達水平升高，CD8表達水平下降直至丟失；不能與抗原肽-MHC發(fā)生有效結(jié)合或親和

4、力過高DP細胞在在胸腺皮質(zhì)中發(fā)生凋亡，此過程稱為胸腺的陽性選擇。3.T細胞發(fā)育過程中的陰性選擇T細胞在胸腺中的發(fā)育經(jīng)陽性選擇的DP細胞存活，并分化為SP細胞，使T細胞獲得了在識別過程中自身MHC限制能力。識別MHCI類分子的胸腺細胞發(fā)育為CD8+細胞，而識別MHC類分子的胸腺細胞發(fā)育為CD4+細胞。陰性選擇（negative se1ection），系SP細胞在皮髓質(zhì)交界處及髓質(zhì)區(qū)，與胸腺DC、巨噬細胞表達的自身肽-MHC I類或類分子發(fā)生高親和力結(jié)合的而被消除，或成為無能狀態(tài)，以保證入外周淋巴器官的T細胞庫中不含有針對自身成分的T細胞，也是T細胞獲得中樞免疫耐受的主要機制。二、T細胞在外周淋巴

5、器官中的分化發(fā)育初始T細胞主要定居于外周淋巴器官的胸腺依賴區(qū)；T細胞的定位與它在胸腺發(fā)育中獲得相應的淋巴細胞歸巢受體（LHR）如LFA-1等粘附分子有關(guān)；T細胞在外周淋巴器官與抗原接觸后，最終分化為具有不同效應功能的T細胞亞群、調(diào)節(jié)性T細胞或記憶T細胞。 第二節(jié) T淋巴細胞的表面分子及其作用 一、TCR-CD3復合物1.TCR的結(jié)構(gòu)和功能 T細胞抗原受體（T cell antigen receptor，TCR）為所有T細胞表面的特征性標志，以非共價鍵與CD3分子結(jié)合，形成TCR-CD3復合物。 TCR的作用識別抗原。 TCR識別抗原的特點：1）特異性識別抗原提呈細胞或靶細胞表面的抗原肽-MHC

6、分子復合物；2）TCR識別抗原肽-MHC分子復合物時，具有雙重特異性，即既識別抗原肽的表位，又識別自身MHC分子的多態(tài)性部位。 TCR是由兩條不同肽鏈構(gòu)成的異二聚體，構(gòu)成TCR的肽鏈有、四種類型。根據(jù)所含肽鏈的不同，TCR分為TCR和TCR兩種類型。體內(nèi)大多數(shù)T細胞表達TCR，僅少數(shù)T細胞表達TCR。 TCR為跨膜蛋白，由二硫鍵相連，肽鏈分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)，其胞漿區(qū)肽鏈很短，不能轉(zhuǎn)導活化信號；兩條肽鏈的跨膜區(qū)通過鹽橋與CD3分子的跨膜區(qū)連接，形成TCR/CD3復合體。TCR識別抗原所產(chǎn)生的活化信號由CD3分子傳導至T細胞內(nèi)。TCR的結(jié)構(gòu)和功能2.CD3分子的結(jié)構(gòu)和功能 CD3分子具有、

7、及五種肽鏈，通常以、和形成異二聚體或形成同二聚體形式存在。這五種肽鏈均有免疫受體酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）。 ITAM由18個氨基酸殘基組成，其中含有2個YxxL/V保守序列。因此CD3分子的功能是轉(zhuǎn)導TCR識別抗原所產(chǎn)生的活化信號。 -S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-SCD3TCRCD3CD3-S-S-S-S- 或ITAM細胞外細胞膜細胞內(nèi)TCR-CD3復合物結(jié)構(gòu)模式圖二、CD4分子和CD8分子 成熟T細胞只能表達CD4或CD8分子，即CD4+T細胞或CD8+T細

8、胞。CD4和CD8分子的主要功能是輔助TCR識別抗原和參與T細胞活化信號的轉(zhuǎn)導。 CD4分子是單鏈跨膜蛋白，胞外區(qū)具有4個Ig樣結(jié)構(gòu)域，其中遠膜端的2個結(jié)構(gòu)域能夠與MHC類分子鏈的2結(jié)構(gòu)域結(jié)合。CD4分子還是HIV殼囊膜糖蛋白gp120受體。與CD4分子結(jié)合是HIV侵入并感染CD4T細胞或巨噬細胞的機制之一。 CD8分子由和肽鏈組成，2條肽鏈均為跨膜蛋白，由二硫鍵連接。CD8分子由和肽鏈的細胞外區(qū)含一個Ig樣結(jié)構(gòu)域，能夠與MHC類分子的3結(jié)構(gòu)域結(jié)合。 作用：輔助TCR識別抗原；參與TCR識別抗原所產(chǎn)生的活化信號轉(zhuǎn)導過程。三、協(xié)同刺激分子 第二信號（或稱協(xié)同刺激信號）由抗原提呈細胞（APC）或靶

9、細胞表面的協(xié)同刺激分子與T細胞表面相應受體相互作用而產(chǎn)生。 在協(xié)同刺激信號的作用下，以活化的抗原特異性T細胞發(fā)生克隆擴增，并分化為效應T細胞。所以，協(xié)同刺激信號的基本作用是擴大適應性免疫應答的免疫效應。 協(xié)同刺激信號的性質(zhì)因T細胞所處的分化階段以及接觸細胞的不同而有所不同。 1. CD28：由兩條肽鏈組成的同源二聚體，90%的CD4T細胞和50%的CD8T細胞表達之。CD28是B7的受體。CD28與B7結(jié)合可促進T細胞增殖、分化和IL-2等其他細胞因子的合成。 2.CTLA-4（CD152）：表達于活化的CD4和CD8T細胞，其配體也是B7 分子。CTLA-4與B7結(jié)合產(chǎn)生抑制性信號，下調(diào)或終

10、止T細胞活化。 3. ICOS（inducible costimulator）：表達于活化的T細胞，人的ICOS配體為ICOSL/B7-H2。初始T細胞的活化主要依賴CD28提供協(xié)同刺激信號；而ICOS則在CD28之后起作用，調(diào)節(jié)活化T細胞多種細胞因子的產(chǎn)生，并促進T細胞增殖。 4.PD-1 (programmed death 1）:表達于活化的T細胞，配體為PD-L1/L2。作用：抑制T/B細胞增殖；參與外周免疫耐受的形成。5. CD2（即LFA-2）：又稱綿羊紅細胞（SRBC）受體。95%成熟T細胞，50%-70%胸腺細胞及部分NK細胞表達CD2。CD2分子與其配體LFA-3（CD58）和

11、CD48（小鼠和大鼠）結(jié)合，其作用除介導細胞間黏附外，還為T細胞提供活化信號。6. CD40配體（CD40L，CD154）：CD40L主要表達于活化的CD4T細胞，CD40表達于APC。CD40L與CD40結(jié)合作用為雙向性的，一方面是促進APC的活化，促進B7分子表達和細胞因子的分泌；另一方面，因APC表達B7分子增加和分泌促進T細胞分化的細胞因子，也促進T細胞的活化。CD40L與B細胞表面CD40分子結(jié)合可促進B細胞的增殖、分化、抗體生成和Ig類別轉(zhuǎn)換和誘導Bm細胞的生成。 7. LFA-1和ICAM-1細胞表面的淋巴細胞功能相關(guān)抗原-1（LFA-1）和細胞間黏附分子-1（ICAM-1）分子

12、的作用，兩者互為配體。其功能為介導T細胞與APC或靶細胞的黏附。 四、絲裂原結(jié)合分子及其他表面分子 T細胞表面還表達多種絲裂原受體，能使靜息T細胞活化、增生和分化，但作用無特異性。常用的T細胞絲裂原有刀豆蛋白A（CON-A）、植物血凝素（PHA）美洲商陸（PWM）。 PWM除誘導T細胞活化外，還可誘導B細胞活化。 T細胞活化后還表達許多與效應功能有關(guān)的分子，如細胞因子受體（IL-1R、 IL-2R、 IL-4R、 IL-6R、 IL-7R和IFN-R等）及可誘導細胞調(diào)亡的FasL（CD95L）等。 第三節(jié)T淋巴細胞亞群一、初始T細胞、效應T細胞 和記憶性T細胞 分類依據(jù): T淋巴細胞的活化階段

13、 初始T細胞（naive T cell）是從未接受過抗原刺激的成熟T細胞，表達CD45RA、L-選擇素，參與淋巴細胞再循環(huán)。其功能是識別抗原，無免疫效應功能。 效應T細胞（ effector T cell）高表達高親和力IL-2R，表達整合素、CD44和CD45RO。不參與淋巴細胞再循環(huán)，而是向外周炎癥部位或某些器官組織組織遷移。 記憶性T細胞（memory T cell）長期存活，可達數(shù)年。表達CD45RO和CD44及向外周炎癥組織遷移，介導再次免疫應答，接受相同抗原刺激后可迅速活化，并分化為記憶性T細胞和效應T細胞。 記憶性T細胞的分群分群依據(jù)：趨化因子受體CCR7的表達情況。CCR7-T

14、細胞：主要存在于血液、脾臟和非淋巴組織中，接受抗原刺激后迅速分化成效應細胞，產(chǎn)生效應分子，又稱效應型記憶T細胞（effector memory T cell,TEM） 。CCR7+T細胞：主要存在于淋巴結(jié)、脾臟和血液中，接受抗原刺激后，分化成效應細胞，產(chǎn)生細胞因子，對靶細胞的殺傷作用較慢，又稱中央型記憶T細胞（central memory T cell,TCM） 。在缺乏抗原或MHC分子刺激時，記憶性T細胞長期存活、自發(fā)增殖，維持在一定水平。二、T細胞和 T細胞 分類依據(jù)：表達的TCR類型 T細胞和 T細胞的區(qū)別特征 T細胞 T細胞TCR多樣性 多 少分布 外周血 6070 515 組織 外周

15、淋巴組織 皮膚和粘膜表型 CD3CD2 100% 100% CD4 +CD8 6065% 1% CD4CD8 30%35% 20%50% CD4CD8 5% 50%識別抗原 817個aa 多肽 HSP 脂類 多糖MHC限制 經(jīng)典MHC分子 MHC類樣分子輔助細胞 Th細胞 無殺傷細胞 CTL細胞 CTL細胞 三、 CD4+ T 細胞和CD8 T細胞分類依據(jù)：CD分子表型的不同 CD4+ T 細胞識別由1317個殘基組成的外源性抗原肽，受自身MHC類分子的限制。活化后，分化的效應細胞主要為Th細胞，但少數(shù)CD4+ T 細胞具有細胞毒和免疫抑制作用。 CD8 T細胞識別由810個殘基組成的內(nèi)源性抗

16、原肽，受自身MHC類分子的限制?；罨?，分化的效應細胞為Tc（CTL）細胞，具有細胞毒作用，可特異性殺傷靶細胞。四、Th 、CTL和Treg細胞 分類依據(jù)：功能不同(一) Th細胞 初始 CD4+ T 細胞可分化為Th1、Th2和Th17三類效應Th細胞，分別分泌不同的細胞因子，發(fā)揮不同的免疫效應。 Th1細胞發(fā)揮細胞免疫效應。 Th2細胞發(fā)揮體液免疫效應。 Th17細胞則通過分泌IL-17參與固有免疫和某些炎癥的發(fā)生。 初始 CD4+ T 細胞還可分化為Th3和型調(diào)節(jié)性T細胞（Tr 1 ）。（二） CTL（Tc）細胞 Tc1主要分泌的細胞因子有IFN-、LT、IL-2等。 Tc2主要分泌的細

17、胞因子有IL-10、IL-4、IL-13等。（三） 調(diào)節(jié)性T細胞（Treg） 其主要功能是在免疫應答的負調(diào)節(jié)及自身免疫耐受中發(fā)揮重要的作用。自然調(diào)節(jié)性T細胞（n Treg ）：CD4+CD25+FoxP3+ 。適應性調(diào)節(jié)性T細胞(i Treg )：表型與i Treg 相同，即CD4+CD25+FoxP3+ 。主要有Tr1和Th3兩種亞群。 Tr1細胞主要分泌IL-10和TGF-; Th3主要產(chǎn)生TGF-。其他調(diào)節(jié)性T細胞：如CD8 Treg，可抑制自身反應性CD4+T細胞活性和移植物排斥反應。特點 自然調(diào)節(jié)性 T細胞 適應性調(diào)節(jié)性 T細胞誘導部位 胸腺 外周CD25表達 + +轉(zhuǎn)錄因子Foxp

18、3 + +抗原特異性 自身抗原（胸腺中） 組織特異性抗原和外來抗原發(fā)揮效應的方式 細胞接觸，分泌細胞因子 主要依賴細胞因子，細胞接觸 功能 抑制自身反應性T細胞應答 抑制自身損傷性炎癥反應和移植 排斥反應，有利于腫瘤生長 兩類調(diào)節(jié)性T細胞的比較 第四節(jié) T淋巴細胞的功能一、 CD4 +輔助性T細胞（ CD4 + Th細胞）的功能（一）CD4 + Th細胞的亞群 初始CD4 + T細胞Th0 Th1、Th2、Th3和Th17細胞Th1、Th2和Th3細胞分泌的細胞因子不僅決定了每個亞群的免疫效應功能，還調(diào)控各亞群的形成和擴增。 Th1細胞分泌IL-2、IFN-、 TNF； Th2細胞分泌IL-4

19、 、 IL-5、IL-10、IL-13； Th1 和Th2細胞都能分泌IL-3、GM-CSF等CK； Th3細胞分泌大量TGF-； 人Th0在IL-1和IL-6細胞因子共同誘導下，可分化為Th17效應細胞。 Th0Th1Th2Th1TCBIL-12、IL-2IFN-IL-4IL-2IFN-IL-4、5、6IL-10、13細胞免疫細胞因子對Th1和Th2細胞的調(diào)節(jié)作用體液免疫（二） CD4 + Th細胞分化的調(diào)節(jié) 局部微環(huán)境中的CK是調(diào)控Th0、 Th1和Th2細胞分化的關(guān)鍵因素，它們不僅影響機體的免疫應答類型，同時也影響Th1和Th2細胞亞群之間的平衡。（三） CD4 +效應T細胞亞群的功能1.Th1細胞功能：增強吞噬細胞介導的抗感染免疫，特別是抗胞內(nèi)病原體的感染。這些免疫效應功能與Th1細胞分泌的CK有關(guān)。另， Th1細胞又稱TDTH細胞； Th1也介導許多器官特異性自身免疫性疾病，如類風濕