17免疫细胞

免疫细胞生物技术学院分子免疫学研究所马骊（所长/教授）2011.05.21淋巴细胞和单核细胞经血液循环及淋巴循环，进出外周淋巴组织及淋巴器官，构成免疫系统的完整网络。中枢免疫器官：免疫细胞发生、分化、发育、成熟的场所，由骨髓和胸腺组成。外周免疫器官：免疫细胞定居、免疫应答发生的场所，由脾脏、淋巴结、扁桃体及粘膜相关淋巴组织组成。免疫细胞：所有参加免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞，包括：T细胞、B细胞、NK细胞DC细胞、单核-吞噬细胞系统、B细胞中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、红细胞、血小板造血干细胞淋巴细胞：抗原提呈细胞：其他免疫细胞：一、造血干细胞(HSC)具有高度自我更新和多向分化潜能，是各种免疫细胞的共同祖先，表面标志CD34+/CD38-。HSC的分化依赖于骨髓和胸腺造血微环境，部分分裂增殖以维持数量相对恒定，部分增殖分化成表面标志为CD34+/CD38+的定向干细胞，包括淋巴样干细胞(LSC)和髓样干细胞(MSC)。LSC继续分化为T细胞、B细胞和NK细胞。MSC进一步分化为单核-巨噬细胞、DC细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、红细胞和血小板。HSC发育为成熟免疫细胞的每一阶段均需多种细胞因子参与。免疫细胞分化过程造血干细胞移植将正常HSC输入经超剂量放、化疗的患者体内，替代原有病理性或缺陷的造血干细胞，重建其造血和免疫功能。恶性血液疾病遗传性疾病重症免疫缺陷某些自身免疫病放/化疗后造血支持适应症：骨髓移植外周血干细胞移植脐血移植造血干细胞移植包括：20世纪50年代开始使用。HSC存在于扁骨、不规则骨和长骨两端的红骨髓，为采集600ml骨髓，需给供者局部麻醉，经多次骨穿才能完成。骨髓移植：通过造血干细胞“动员”技术，使骨髓HSC进入外周血，采集分离约200ml外周血即可获得足够数量HSC并用于移植。外周血干细胞移植：脐带血是胎儿娩出、脐带结扎并离断后残留在胎盘和脐带中的血液，含有可以重建人体造血和免疫系统的HSC，可用于移植。脐血移植：来源丰富、取材简单；脐血移植的优势：对供受体HLA相符的要求相对较低；脐血NK和LAK细胞多，有利于GVL；不易受病毒或残留肿瘤细胞污染；HSC增殖和自我增殖能力强；脐血T、B细胞相对不成熟，GVHD发生率低；脐血含基质细胞，能提供HSC生长的微环境。2009.02.27报道：一名26岁产妇临产前突然查出患白血病，第三军医大学新桥医院的专家待其分娩后，用该产妇父亲“骨髓和外周血”HSC+婴儿出生时采集的脐带血对白血病进行联合移植治疗，获得成功。HSC是导入外源基因理想的靶细胞：造血干细胞与基因治疗多种疾病与造血细胞异常有关，将缺陷基因导入可缓解症状。HSC具有自我更新能力，可在患者体内长期存活并表达外源基因产物；HSC具有多向分化潜能，分化成的转基因血细胞可分布全身发挥效应；2000年4月，法国科学家在Science上报道：从2名患有严重免疫缺陷症的患儿骨髓中抽取HSC，以逆转录病毒为载体，将正常基因导入其中，然后回输给病孩。经10个月随访，获得较满意的效果，患儿免疫系统达到正常水平。存在困难：在骨髓单个核细胞中比例不足1％，难以获得足量高纯度HSC；HSC虽可在体外扩增，但增殖能力往往衰减，且易走向分化；HSC生物学尚未完全弄清，外源基因导入后其表达难以控制；90％HSC处于非增殖期，多种载体对其转染效率较低。淋巴细胞是构成免疫系统的主要细胞群体，占外周血白细胞总数45％，在机体免疫应答中起核心作用。二、淋巴细胞淋巴细胞的显著特征是其异质性，可分为许多表型和功能各异的群体，包括T细胞、B细胞和NK细胞，T/B细胞还可分为许多形态相似而功能不同的亚群。各个淋巴细胞群和亚群在免疫应答过程中相互协作、相互制约，共同完成对抗原的识别、应答和清除，维持机体内环境的稳定。（一）T淋巴细胞T细胞来源于骨髓的淋巴样干细胞，在胸腺内发育成熟，随后移行至外周淋巴组织。T细胞光镜照片T细胞电镜照片T细胞介导特异性细胞免疫，并在胸腺依赖性抗原(TD-Ag)诱导的体液免疫应答中发挥重要作用。Th为B细胞活化提供第二信号、细胞因子对自身抗原具有耐受性体内存在能特异性识别各种抗原的T细胞库(Tcellrepertoire)，其基本特征：识别抗原受MHC限制??T细胞在胸腺内的分化和发育包括三个阶段：早期发育阳性选择阴性选择早期发育阶段：表型为TCR-CD2-CD3-CD4-CD8-的始祖T细胞，在胸腺皮质区微环境作用下，成为表型TCR+CD2+CD3+CD4-CD8-的始祖T细胞（双阴性细胞，后者进一步增殖分化为TCR+CD2+CD3+CD4+CD8+的前T细胞（双阳性细胞）。通过阳性选择，单阳性细胞获得识别抗原肽-MHC-I/II类分子复合物的能力，这也是T细胞作用受MHC限制的原因。阳性选择阶段（深皮质区）：双阳性细胞表面的CD4和CD8分子与胸腺皮质上皮细胞表面的MHC-I/II类分子发生有效结合时，就被选择而继续发育分化为具有TCR的CD4+或CD8+的单阳性细胞，未能结合的双阳性细胞发生凋亡而被清除。只有未与MHC分子-自身抗原肽复合物结合的单阳性细胞才能继续分化发育为具有识别“非己”抗原能力的T细胞。阴性选择阶段（皮髓交界处）：单阳性细胞与胸腺皮髓交界处的M或DC表达的MHC-I/II类分子-自身抗原肽复合物结合时，就发生自身耐受而停止发育，表现为对该自身抗原的反应性T细胞克隆清除，或虽克隆存在但功能丧失（T细胞克隆禁忌）。T细胞的表面标志受体和表面抗原，是T细胞识别抗原、与其他免疫细胞相互作用、接受信号刺激的分子基础，也是鉴别和分离T细胞的重要依据。指存在于T细胞表面的多种膜分子，包括表面1）T细胞抗原受体(TCR)：1、表面受体：膜区近胞浆部分通过非共价键与CD3分子形成TCR-CD3复合物，TCR识别APC表面的抗原肽-MHC分子复合物，产生的信号由CD3分子传递，是T细胞活化的第一信号。T细胞表面特异性识别和结合抗原的结构，由和(95%)或和(5%)肽链籍二硫键形成的异源二聚体，跨TCR在识别APC上MHC分子所提呈的抗原肽时，不仅识别抗原肽，还要识别与抗原肽结合的MHC分子，此现象即MHC限制性。超抗原对T细胞的激活作用超抗原（如SEA、SEB、TSST-1等）与T细胞相互作用无MHC限制性，与TCR抗原结合槽外的部位结合，非特异性刺激T细胞克隆增殖。TCR不能直接识别和结合游离的可溶性抗原，只能识别APC加工处理后表达于APC表面的、与MHC分子结合的抗原分子，从而有别于BCR对抗原的识别。2）细胞因子受体(CKR)：T细胞在发育不同阶段表达一系列不同的白介素受体，如IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-6R、IL-7R等，与相应配体结合后，促进或诱导T细胞活化、增殖、分化和成熟。T细胞增殖、分化静止T细胞活化T细胞3）绵羊红细胞受体：是人T细胞表面特有标志，借助该受体同绵羊红细胞结合形成的玫瑰花样花环，可判定外周T细胞的数量，间接反应机体的免疫机能(正常60-80%)。4）丝裂原受体T细胞表达PHA、Con-A和PWM受体，借助丝裂原刺激淋巴细胞增殖特性建立的淋转实验，可间接反应T细胞的免疫机能(正常60-80%)。5）抗体受体：FcR6）补体受体：CR1(CD35)7）HIV受体：CD4是HIVgp120的受体。1）MHC抗原：静息的外周T细胞只表达MHC-I类抗原，活化的T细胞可同时表达MHC-I和II类抗原，因此，MHC-II类抗原可作为T细胞活化的标志。2、表面抗原T细胞表达多种CD分子，如CD2、CD3、CD4、CD8、CD28等，在T细胞特异性识别和活化中发挥不同的生物学作用。2）CD抗原：血细胞在分化成熟为不同谱系、分化不同阶段及活化过程中，出现或消失的表面标志，借助不同的单克隆抗体进行鉴定，CD抗原检测对研究免疫细胞分化和亚群确定有重要意义。CD3：成熟T细胞的表面标志，与TCR形成TCR-CD3复合物，TCR特异识别MHC分子提呈的抗原肽，CD3转导T细胞活化的第一信号。CD4和CD8：分别与MHC-II/I类分子结合，稳定和加强T细胞与APC的结合和相互作用。CD28：90%CD4+T细胞、50%CD8+T细胞表达CD28，与APC表面的B7结合，是T细胞活化的第二信号。CD152：即CTLA-4，活化的T细胞表达，结构上和CD28高度同源，与APC表面的B7结合，给予已活化的T细胞抑制信号。B7基因转染肿瘤细胞，作为肿瘤疫苗发挥抗肿瘤作用；应用：可溶性CTLA4抑制免疫应答,治疗移植排斥、自身免疫病。CD2：与APC表面的LFA-3结合，为T细胞活化提供辅助信号。CD11：即LFA-1，与APC表面的ICAM-1结合，为T细胞活化提供辅助信号。CD40L：是促进B细胞活化及功能发挥的重要分子，表达于活化的CD4+T细胞表面。B细胞吞噬处理并递呈抗原→Th细胞识别、活化后表达CD40L→提供B细胞活化的共刺激信号，B细胞活化→活化的B细胞在Th提供的细胞因子作用下增殖和分化，成为能产生抗体的浆细胞。CD45RO：表达于记忆性(memory)T细胞表面。CD45：存在结构和分子量不同的异构型，是区别T细胞亚群的重要标志，不同的T细胞亚群表达不同的CD45。CD45RA：表达于初始(naïve)T细胞表面；TcellAPCT细胞亚群与功能1）按CD分子不同，分为：CD4+T细胞：CD3+CD4+CD8-CD8+T细胞：CD3+CD4-CD8+2）按TCR类型不同，分为：TCRT细胞（TCR-1T细胞）TCRT细胞（TCR-2T细胞）功能参加特异性免疫应答非特异性杀伤、免疫防御90%-95%5%-10%3）按对抗原应答不同，分为：维持机体免疫记忆功能，CD45RO+。是没有接受过抗原刺激的成熟T细胞，CD45RA+；是执行机体免疫效应功能的细胞；效应性T细胞(effectTcell)：初始T细胞(naïveTcell)：记忆性T细胞(memoryTcell)：抗原（初次）→机体→初始T细胞活化大部分→效应性T细胞寿命短；参加免疫应答。小部分→记忆性T细胞寿命长；参与增强性的再次免疫应答。辅助性T细胞(Th)抑制性T细胞(Ts)细胞毒性T细胞(Tc或CTL)迟发型超敏反应T细胞(TDTH)4）按功能不同，分为：效应性T细胞调节性T细胞辅助性T细胞(Th)表达CD4分子，识别抗原受MHC-II类分子限制，包括Th1和Th2细胞。ThP在抗原刺激后短期内，分化为中间阶段的Th0，进而在不同微环境中，选择性分化为Th1或Th2。Th1细胞：抗原激活后，释放IL-2、IFN-等细胞因子，激活M、增强细胞毒作用、诱导迟发型超敏反应、介导细胞免疫应答。Th2细胞：抗原激活后，释放IL-4、5、6、10等细胞因子，激活B细胞、促进中和抗体产生、参与速发型超敏反应、介导体液免疫应答。1）CD8+CTL：细胞毒性T细胞(CTL)TCR识别抗原肽-MHCI类分子复合物；特异性杀伤带有致敏抗原的肿瘤或病毒感染细胞。分为CD8+CD28+、CD8+CD28-亚群；穿孔素插入靶细胞膜→在高Ca2+下形成孔道→细胞渗透性裂解；表达的FasL与靶细胞表面Fas结合→激活caspase→细胞凋亡。颗粒酶B循穿孔素所致孔道入胞→激活caspase→细胞凋亡；CD8+CTL细胞毒机制：分泌淋巴毒素→直接杀伤靶细胞；“dead”targetcellCD8＋CTL2）CD4+CTL：功能：参与清除活化的APC和T细胞，对免疫应答起负调控作用，也参与某些病理过程。MHC限制性：在活化阶段受MHC-II类分子限制，但效应阶段无限制，无抗原特异性，发挥旁观者杀伤效应。胞毒作用机制：通过Fas/FasL途径，介导细胞凋亡。3）NKT细胞在胸腺内或胸腺外分化发育，IL-7是诱导其分化发育的关键因子。表达NK1.1和TCR-CD3复合物；NKT细胞的生物学活性：活化后分泌大量的IL-4→Th0向Th2细胞分化；在IL-12诱导下分泌