免疫學(xué)第十章-T淋巴細胞(新)

第十章T淋巴細胞(TLymphocyte)

T淋巴細胞的分化發(fā)育T淋巴細胞的表面分子及其作用T淋巴細胞亞群T淋巴細胞的功能主要內(nèi)容掌握:1.T細胞的分化發(fā)育2.T淋巴細胞的重要表面分子

3.T淋巴細胞的功能亞群及其功能

4.Th亞群熟悉：CTL、Tr的功能了解：其他表面分子教學(xué)要求

第一節(jié)

T淋巴細胞的分化發(fā)育5一、T細胞在胸腺中的發(fā)育

T細胞在胸腺中的發(fā)育

胸腺微環(huán)境是誘導(dǎo)并調(diào)控T細胞分化發(fā)育的關(guān)鍵因素胸腺基質(zhì)細胞（TSC）細胞因子胸腺激素過程雙陰性細胞（DN,CD4-CD8-）

雙陽性細胞（DP，CD4+CD8+）

陽性選擇（獲得MHC限制性識別能力）

陰性選擇（獲得自身耐受）

成熟的單陽性細胞

T細胞在胸腺發(fā)育成熟的過程中獲得了自身MHC限制性及自身免疫耐受雙陰性期（DN）

原T細胞（pro-T）、前T細胞（pre-T）αβTCR－、CD3－、CD4－、CD8－雙陽性期（DP）αβTCR＋、CD3low、CD4＋、CD8＋單陽性期（SP）αβTCR＋、CD3＋、CD4＋αβTCR＋、CD3＋、CD8＋成熟T細胞，具有識別抗原、介導(dǎo)免疫應(yīng)答及參與免疫調(diào)節(jié)的功能1.T細胞受體（TCR）的發(fā)育

2.T細胞發(fā)育過程中的陽性選擇作用

陽性選擇：

雙陽性T細胞TCR與胸腺皮質(zhì)內(nèi)上皮細胞表達的MHC分子有效結(jié)合，導(dǎo)致該T細胞繼續(xù)發(fā)育，否則程序性死亡3.T細胞發(fā)育過程中的陰性選擇作用

陰性選擇：

經(jīng)歷陽性選擇的T細胞，其TCR可與胸腺髓質(zhì)間質(zhì)細胞（DC和Mφ）表達的MHC-自身抗原肽高親和力結(jié)合，導(dǎo)致該T細胞凋亡或無能

T細胞發(fā)育的陰性選擇

樹突狀細胞和巨噬細胞表達高水平的MHC-I和MHC-II類抗原，并與自身抗原形成復(fù)合物，SP細胞如能識別自身抗原肽-MHC復(fù)合物，即發(fā)生凋亡，否則繼續(xù)發(fā)育成熟通過陰性選擇獲得自身耐受性T細胞發(fā)育的陽性選擇（positiveselection）CD4+CD8+T細胞＋胸腺基質(zhì)細胞（表面MHC分子）如果與MHC-I結(jié)合，最終分化為CD8+T細胞如果與MHC-II結(jié)合則最終分化為CD4+T細胞如果與MHC分子不結(jié)合則在胸腺皮質(zhì)中凋亡胸腺細胞經(jīng)陽性選擇賦予成熟T細胞在識別抗原時具有MHC限制性T細胞發(fā)育的陰性選擇（negativeselection）其TCR識別胸腺基質(zhì)細胞表面高親和力的MHC或MHC-自身抗原肽的T細胞克隆將發(fā)生凋亡經(jīng)陰性選擇可清除自身反應(yīng)性T細胞克隆獲中樞耐受DP或經(jīng)陽性選擇的SP的T細胞二、T細胞在外周免疫器官的分化發(fā)育

成熟T細胞由胸腺遷出，移居于周圍淋巴組織中淋巴節(jié)的副皮質(zhì)區(qū)和脾白髓小動脈的周圍T細胞執(zhí)行特異性細胞免疫應(yīng)答并在TD-Ag誘導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用

T細胞膜分子參與識別抗原，T細胞活化、增殖、分化及效應(yīng)功能的發(fā)揮有些膜分子是區(qū)分T細胞及T細胞亞群的重要標志：CD2,CD3,CD4,CD8等

一、TCR-CD3復(fù)合體

(一)

TCR（Tcellantigenreceptor）結(jié)構(gòu)和功能：

組成TCR的肽鏈有α、β、γ、δTCRαβ、TCRγδ、屬于IgSF，負責結(jié)合APC遞呈的抗原肽

(二)

CD3的結(jié)構(gòu)和功能：

由γ、ε、δ、ζ、η組成，負責傳遞APC遞呈的抗原肽信號

TCR-CD3復(fù)合物是T細胞抗原受體與一組CD3（γGammaδDeltaεEpsilonζZetaηEta

）分子以非共價鍵結(jié)合而形成的復(fù)合物，是T細胞識別抗原和轉(zhuǎn)導(dǎo)信號的主要單位TCR特異識別由MHC分子提呈的抗原肽CD3分子轉(zhuǎn)導(dǎo)T細胞活化的第一信號-S-S-VaCaVbCbged

-S-S-

TCR-abCD3zhzz-S-S-

emembraneITAM糖基

TCR-CD3complexcytoplasmaTCR(T細胞抗原受體)T細胞受體的類型和結(jié)構(gòu)

TCR中的多肽鏈是異質(zhì)性的。根據(jù)抗原結(jié)構(gòu)和編碼基因不同，已發(fā)現(xiàn)有α、β、γ和δ四種多肽鏈。關(guān)于TCR多肽鏈的結(jié)構(gòu)大多是從分析TCR多肽鏈cDNA或基因組克?。╣enomicclones)而來，編碼TCR多肽鏈的基因?qū)儆诿庖咔虻鞍谆虺易宄蓡T。根據(jù)TCR中異源雙體的組成的不同，TCR可分為以TCRαβ和TCRγδ兩種類型TCRαβTCRα鏈α和β鏈各由一個可變區(qū)（V區(qū)）和一個恒定區(qū)（C區(qū)）組成，與Ig的V區(qū)和C區(qū)大小相似，屬于免疫球蛋白超家族成員TCRα、β鏈的V區(qū)約含102到109個氨基酸，在V區(qū)部分由兩個半胱氨酸形成鏈內(nèi)二硫鍵，組成約含50～60氨基酸殘基的環(huán)肽，這與IgV區(qū)結(jié)構(gòu)和功能相似，是特異性識別外來抗原的結(jié)構(gòu)域TCRα、β鏈的C區(qū)約含138到179氨基酸，每個C區(qū)形成由鏈內(nèi)二硫鍵連接的環(huán)肽α、β鏈在連接肽（connectingpeptide)形成鏈間二硫鍵穿膜區(qū)約由20～24氨基酸組成,α鏈穿膜區(qū)含有帶正電的1個賴氨酸和1個精氨酸殘基,β鏈穿膜區(qū)含有1個帶正電的賴氨酸殘基,這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負電的谷氨酸和/或天冬氨酸形成鹽橋，穩(wěn)定TCR/CD3復(fù)合物結(jié)構(gòu)，并與CD3傳遞信息有關(guān)α、β鏈胞漿部分只有5～12氨基酸長的尾部TCRγδTCRγ和δ鏈各包括一個Ig樣的V區(qū)和C區(qū)、連接肽、疏水的穿膜區(qū)以及一個短的胞漿區(qū)尾部，在連接肽區(qū)可形成鏈間的二硫鍵γ和δ鏈的穿膜區(qū)各含有1個帶正電的賴氨酸，此外δ鏈還有1個帶正電的精氨酸，這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負電的天冬氨酸或谷氨酸形成鹽橋在氨基酸水平上分析，TCRγ鏈與β鏈同源性較高，而TCRδ鏈與α鏈同源性較高在人類TCRγδ有二硫鍵相連和非共價相連兩種形式，而在小鼠只發(fā)現(xiàn)二硫鍵相連的TCRγδ形式TCRαβT和TCRγδT細胞

TCR分布表型識別抗原MHC限制功能TCRαβTTCRγδT

極大多樣性60-70％,外周淋巴組織成熟CD2CD3CD4/CD88－17aa經(jīng)典MHCTh、Tc較少多樣性5-15％,粘膜上皮成熟大多數(shù)CD2CD3簡單多肽、HSP、脂類、多糖MHC樣分子TcCD3CD3分子分布于成熟T淋巴細胞表面，至少由γ、δ、ε、ζ、η5種多肽鏈組成，與T細胞抗原受體非共價連接TCR識別外來抗原與自身MHC分子形成的復(fù)合物，CD3對于信號的傳遞具有重要作用CD3γ、δ和ε鏈CD3γ、δ和ε鏈基因有高度的同源性，在人類位于第11號染色體，小鼠9號染色體，這三種鏈的基因可能從一個祖先基因通過基因復(fù)制而來CD3γ、δ和ε鏈在細胞膜外都有一個Ig樣結(jié)構(gòu)域（C2），都屬于免疫球蛋白超家族，但不存在多態(tài)性或可變性，因此不直接參與特異性識別抗原γ、δ和ε鏈的穿膜部分含有帶負電谷氨酸和/或天冬氨酸殘基，這與TCRα、δ鏈穿膜區(qū)中帶正電賴氨酸、精氨酸以及β、γ鏈穿膜區(qū)中的賴氨酸相互作用有重要作用γ、δ和ε鏈胞漿部分含44到81氨基酸殘基，提供了把信息傳導(dǎo)到細胞內(nèi)的條件CD3γ、δ和ε鏈γ鏈有2個糖基化點，氨基端89個氨基酸殘基為親水性，組成胞膜外區(qū)，穿膜區(qū)含27個氨基酸殘基，胞漿內(nèi)區(qū)44氨基酸殘基，胞漿內(nèi)113位絲氨酸殘基可能是磷酸化位點δ鏈含有2個糖基化點，胞漿內(nèi)126位絲氨酸可能是磷酸化位點。CD3δ鏈抗體能非特異性地活化T細胞，促進T細胞有絲分裂ε鏈包括氨基端104親水氨基酸的胞膜外區(qū)，穿膜區(qū)26個氨基酸殘基，胞漿內(nèi)區(qū)81個氨基酸殘基。目前所制備的單克隆抗體中大部分是針對CD3ε鏈CD3ζ和ηζ（zeta)和η（eta)鏈結(jié)構(gòu)相似，而與CD3γ、δ和ε鏈無同源性ζ和η鏈的胞膜外以及穿膜區(qū)的結(jié)構(gòu)相似，但是胞漿區(qū)不同胞膜外區(qū)很短，只有9個氨基酸殘基，含有半胱氨酸，ζζ之間或ζη之間形成二硫鍵ζ和η鏈穿膜部分各有一個帶負電的天冬氨酸ζ和η鏈胞漿內(nèi)區(qū)分別有113個和155個氨基酸殘基，具有多個酪氨酸磷酸化的位點

T細胞在胸腺發(fā)育過程中，CD3γ、δ和ε基因的表達要早于TCRα、β鏈基因的表達CD3γ、δ和ε基因產(chǎn)物通過翻譯后的修飾形成核心結(jié)構(gòu)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)處，此核心結(jié)構(gòu)與TCRαβ異源雙體形成復(fù)合物后轉(zhuǎn)移到高爾基氏體，進行N連接的糖基化ζ-ζ同源雙體與TCRαβ/CD3γδεε結(jié)合后組成一個完整的復(fù)合物——TCRαβ/CD3γδεεζζ（少數(shù)分子為TCRαβ/CD3γδεεζη）二.

CD4和CD8分子

成熟T細胞表達CD4或CD8分子：CD4+T細胞/CD8+T細胞CD4分子：與MHCⅡ類分子結(jié)合（β2結(jié)構(gòu)域）能與HIV結(jié)合（gp120）-HIV受體CD8分子：與MHCⅠ類分子結(jié)合（α3區(qū)）CD4和CD8分子CD4

主要分布于成熟Th細胞、巨噬細胞、DC細胞等表面是HIV受體，與APC表面MHC-II分子非多態(tài)區(qū)結(jié)合CD8

主要分布于成熟Tc細胞表面，與APC表面MHC-I分子非多態(tài)區(qū)結(jié)合能加強T細胞與APC或靶細胞的相互作用（通過胞漿區(qū)的CxCP基序與p56lck(SrcfamilytyrosinekinaseLCK)酪氨酸激酶相連，參與T細胞活化和增殖信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

能參與抗原刺激TCR-CD3分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

CD4代表T淋巴細胞分類中T輔助細胞,CD8代表T抑制細胞和T殺傷細胞APC以MHC-Ⅱ類分子限制性的方式將抗原遞給輔助性T細胞（TH）；各種靶細胞以MHC-Ⅰ類分子限制性的方式將抗原呈遞給細胞毒性T細胞（TC）CD4+T細胞識別由13-17個氨基酸殘基組成的抗原肽，并受自身的MHC-II類限制。CD8+T細胞識別8-10個氨基酸組成的抗原肽，并受MHC-I類限制CD4分子的結(jié)構(gòu)CD4分子為細胞膜表面單鏈糖蛋白，人CD4分子由458個氨基酸殘基組成，包括信號肽23個氨基酸殘基，胞膜外區(qū)374個氨基酸殘基，含2個糖基化點，穿膜區(qū)21氨基酸殘基，胞漿內(nèi)區(qū)含有40氨基酸殘基胞膜外區(qū)具有4個IgV樣結(jié)構(gòu)域，屬免疫球蛋白超家族成員。第一個V樣區(qū)與Igκ鏈的V區(qū)有很高同源性，有3個互補決定區(qū)（CDR)。其余3個V樣區(qū)功能區(qū)與PolyIgR的同源性最接近，其中第2和4個V樣區(qū)中兩個半胱氨酸的距離分別為28和42個氨基酸殘基，第3個V樣區(qū)無二硫鍵CD4跨膜區(qū)與MHCⅡ類分子β鏈的跨膜區(qū)高度同源。編碼人CD4基因位于第2號染色體CD8分子的結(jié)構(gòu)CD8分子是由α、β兩條多肽鏈組成的穿膜糖蛋白，每條鏈各包括1個IgV樣結(jié)構(gòu)域、連接肽、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)。α和β鏈在連接肽處有二硫鍵相連部分CD8分子是由同源α鏈雙體（α/α）組成，如在CD8陽性的TCRγδT細胞表面。有報道胸腺細胞上的CD8可能為四聚體。CD8α和βIgV樣區(qū)約含110氨基酸殘基，與Igκ、λ輕鏈的V區(qū)有30～35%同源性，與V有20～22%同源性，與TCrVα和Vβ有24%同源性編碼CD8α、β鏈的基因?qū)買g基因超家族成員，與編碼Igκ鏈基因密切連鎖，定位于第2號染色體，表達前不需要重排CD4abTCRabTCRCD8AgpeptideHLA-I

Agpeptide

HLA-IITCRCo-receptor---CD4&CD8

三.協(xié)同刺激分子受體

抗原刺激第一信號初步活化協(xié)同刺激第二信號完全活化

T細胞與APC細胞間的主要輔助分子

1.CD28分子:

表達在靜止或活化的T細胞表面

配體:

APC表面B7-1（CD80）或B7-2（CD86)

作用：T細胞活化第二信號（協(xié)同刺激信號），是T細胞活化過程中最重要的輔助分子，可使T細胞充分活化

表達細胞：活化的CD4和CD8T細胞

配體：

APC表面B7-1/B7-2

作用：與B7分子結(jié)合的親和力高，產(chǎn)生抑制信號，可負反饋調(diào)節(jié)T細胞活化

2.CTLA-4活化T細胞表達CTLA-4，限制T細胞過度激活誘導(dǎo)協(xié)同刺激分子，是CD28家族成員表達細胞：活化的T細胞

配體:APC表面B7-H2(B7家族成員）

作用：在CD28作用后，調(diào)節(jié)活化T細胞產(chǎn)生細胞因子，促使T細胞增殖

4.PD-1

配體:PD-L1、PD-L2

作用：可抑制T細胞的增殖以及IL-2和IFN-γ等細胞因子的產(chǎn)生，并抑制B細胞的增殖、分化和Ig的分泌5.CD2表達細胞：成熟T細胞，部分胸腺細胞，NK細胞配體:CD58（LFA－3），CD59作用：介導(dǎo)T細胞與APC或靶細胞的黏附，介導(dǎo)T細胞旁路激活途徑

表達細胞：活化的T細胞配體:APC表面CD40分子

作用：結(jié)合CD40，使APC活化，繼而使T細胞活化；與B細胞等APC細胞的CD40結(jié)合，促使B細胞活化，增殖6.CD40配體（CD40L，CD154）表達細胞：表達于T細胞及APC作用：LFA-1結(jié)合ICAM-1,介導(dǎo)T細胞與APC黏附，促使T細胞活化，促使APC活化7.LFA–1和ICAM-1

T細胞和B細胞的表面分子絲裂原受體：

ConA；PHA；PWM細胞因子受體FasL

有多種分類方法將T細胞分成不同的亞群：

根據(jù)活化階段根據(jù)TCR根據(jù)CD4/CD8表達根據(jù)免疫功能一.初始T細胞、效應(yīng)T細胞、記憶性T細胞

初始T細胞(naiveTcells）：已經(jīng)分化成熟，但尚未接觸過相應(yīng)抗原,表達CD45RA和高水平的L-選擇素

效應(yīng)T細胞（effectiveTcells）：

抗原刺激活化后增殖分化成效應(yīng)T細胞,表達CD45RO記憶T細胞(memoryTcells)：

活化或效應(yīng)T細胞中部分細胞分化為記憶T細胞，表達CD45RO;抗原再次刺激時，可迅速活化,分化為效應(yīng)細胞和記憶細胞

二.αβT細胞和γδT細胞

αβT細胞：識別由MHC分子提呈的多肽，有自身MHC限制性

γδT細胞：識別非多肽類抗原，無

MHC限制性,抗原受體缺乏

多樣性

三.CD4+T細胞、CD8+

T細胞四.Th、CTL和Treg細胞：

Th--輔助性T細胞:Th0，Th1，Th2，Th3TC/CTL--細胞毒性T細胞Treg--調(diào)節(jié)性T細胞:CD4+CD25+Foxp3+

TH1細胞主要分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β作用：參與細胞免疫TH2細胞主要分泌IL-4、5、10和IL-13作用：協(xié)助、促進B細胞分化、增殖，產(chǎn)生

抗體，參與體液免疫

一、CD4+Th細胞的功能

（一）Th的亞群（根據(jù)CK產(chǎn)生種類和功能）CD4+T細胞亞群的效應(yīng)功能Th1細胞的功能

增強吞噬細胞介導(dǎo)的抗感染機制；增強NK細胞的殺傷作用；TNF直接誘導(dǎo)靶細胞凋亡；參與遲發(fā)性超敏反應(yīng)Th2細胞的功能

促進B細胞的增殖、分化和抗體產(chǎn)生；參與I型超敏反應(yīng)Th3細胞的功能

分泌的TGF-β抑制Th1、B細胞、CTL和NK細胞的功能Th1與Th2的平衡

Th0

Th1

IL-4

Th0

Th2IL-12

Th1與Th2的平衡

Tc細胞（細胞毒性T細胞，CTL）

特點：胞漿內(nèi)含顆粒（穿孔素、顆粒酶）作用:

特異性殺傷腫瘤和病毒感染細胞機制：(1)顆粒外排（穿孔素，顆粒酶，顆粒溶解素）(2)Fas/FasL途徑誘導(dǎo)靶細胞凋亡CD8+殺傷性T細胞的功能CTL的主要作用是直接殺傷靶細胞，有兩種機制：細胞裂解（分泌穿孔素、顆粒酶、顆粒