免疫细胞
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在免疫细胞中,执行固有免疫功能的细胞:吞噬细胞、NK细胞等。执行适应性免疫功能:T、B淋巴细胞,还有APC细胞参与。
一、淋巴细胞
淋巴细胞分为B细胞和T细胞,分别来源于骨髓和胸腺B淋巴细胞 表面的BCR(mIg)及分泌的抗体均为免疫球蛋白。由B细胞介导的免疫称为体液免疫T淋巴细胞 ,TCR为双链分子。细胞毒性T细胞、调节性T细胞(Tr)(辅助性T细胞和抑制性T细胞)
1.T淋巴细胞(T细胞)
胸腺依赖性淋巴细胞(thymus- dependent lymphocyte)
外周血:约占淋巴细胞总数的65%~75%
胸导管:高达95%以上
2.B淋巴细胞(B细胞)
骨髓依赖性淋巴细胞(bone marrow- dependent lymphocyte):外周血约占淋巴细胞总数的5%~15%,胸导管<1%
T淋巴细胞发育的双重选择:
Positive selection
Negative selection
T细胞受体(T-cell receptor, TCR)逐渐成熟,表达不同分化抗原(CD4 and CD8 etc)
~undefinedT细胞特异性识别抗原的受体
~undefined所有T细胞的特征性表面标记
~undefineda (V-J-C)及b (V-D-J-C)的基因重排
(1)早期T细胞主要表型:
CD4- and CD8-:双阴性细胞(double negative cell)
CD4+ and CD8+:双阳性细胞(double positive cell)
CD4+ and CD8+:双阳性细胞(double positive cell)
(2)双阳细胞经历阳性选择并获得MHC限制性识别
能力;经历阴性选择并获得自身抗原的耐受性, 最终发育为成熟的、仅表达CD4或CD8的单阳性细胞(single positive cell)
Double Negative(CD3-CD4-CD8-)
Double Positive (CD3+CD4+CD8+)
Single Positive(CD4+CD8- or CD4-CD8+)
T细胞亚群:T细胞是不均一的群体,按其抗原识别受体分为二大类:TCR abT细胞和TCR gdT细胞
按TCR abT细胞的功能可分为两个亚群:
1)调节性T细胞(Regulating T cell, Tr) :
(1)辅助性T细胞(Helper T lymphacyte,Th )
(2)抑制性T细胞(Suppressor T lymphocyti.Ts)
2)效应T细胞(Effector T cell) :
(1) 杀伤性T细胞或细胞毒性T细胞(Cytolytic T cell, cytotoxic T cell, Tc或CTL)
(2)迟发型超敏反应T细胞(detayed type hypesensitioity T lymphacyte,ToTH)
~undefined按TCR abT细胞的表型不同,可将成熟T细胞分为二个亚群:CD4+ 和CD8+ T细胞
二、抗原处理及抗原提呈细胞
巨噬细胞将病原体吞噬,病原体成分被水解,形成抗原分子——活化B细胞;或与MHC分子结合,经APC提呈给T细胞,使T细胞活化。郎格汉斯细胞-吞噬处理抗原-迁移至淋巴结-分化为树突状细胞,失去吞噬能力而具有很强提呈能力。
抗原提呈细胞(antigen presenting cell, APC):指能捕捉、加工、处理抗原,并将抗原提呈给抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞(树突状细胞、吞噬细胞、B细胞等)
三、 吞噬细胞
(一)单核吞噬细胞系统
包括:
单核细胞(monocyte)
单核细胞(monocyte)
巨噬细胞(macrophage, MΦ)
发育过程:
造血干细胞 髓样前体细胞 单核母细胞 前单核细胞 单核细胞(血液) 巨噬细胞(组织)。
1、单核巨噬细胞
单核细胞体积较大,蹄状核(左,普通光镜)。透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显(中)。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面(右)。
主要膜分子:
(1)介导巨噬细胞吞噬摄取微生物等抗原的受体:
清洁受体(scavenger receptor)、LPS受体(CD14)、甘露糖受体(单核细胞不表达)、补体受体(complement receptor, CR)和FcγRⅢ等;
(2)提供巨噬细胞活化信号的受体:
TLR-4(toll-like receptor-4)和TLR-2等;
(3)递呈抗原和协同刺激T细胞活化的分子:
MHC-Ⅱ类分子(静止巨噬细胞表面很少或无表达)、B7分子(静止巨噬细胞无表达)。
主要免疫学功能:
(1)非特异性吞噬作用和活化后产物杀伤效应:
A 毒性物质 --- H2O2、O2-和NO
B 抗微生物肽--- 防御素、阳离子蛋白
C 酶类--- 溶菌酶
(2)抗原递呈作用 --- T细胞活化;
(3)免疫调节作用 --- 分泌细胞因子(IL-1、IL-6、IL-8、IL-12和TNF-α等)。
作用:
A.介导炎症性反应;
B.活化NK细胞;
C.促进Th1细胞分化等。
2.中性粒细胞、血小板等主要膜分子:
补体受体:CR1、CR3 和 CR4;
Fc受体:lgG Fc受体(FcγRⅠ/Ⅱ/Ⅲ);
其他膜分子: LFA-1、IL-8R等。
主要免疫学功能:
清除侵入机体的病原微生物,在急性炎症中起关键作用:
A.直接吞噬清除病原微生物;
B.通过抗体受体和补体受体:IgG-Ag FcγR 吞噬、杀伤;细菌夹膜 机体 IgM抗体 激活补体 CR 吞噬。
四、 NK细胞
(natural killer cell,自然杀伤细胞)NK细胞一经识别病毒感染细胞后,即可发挥杀伤作用,与T、B淋巴细胞不同。
特点:缺乏T细胞和B细胞的特征--无TCR基因和Ig基因重排和表达。
大颗粒淋巴细胞(large granular lymphocyte, LGL)分布:
约占外周血中淋巴细胞总数的5%~10%;脾中占1%~2%;淋巴结和骨髓中也有NK细胞存在。
(一)NK细胞的来源和发育
1.来源于淋巴样前体细胞:
锌指纹蛋白(IKAROS)--- NK、T、B细胞前体共有。
2.个体发育更接近T细胞 --- 证据:
A.未成熟NK细胞 --- CD3+,成熟NK细胞 --- CD3-。
B.在胚胎期NK细胞与T细胞有共同前体细胞存在。
a.胚胎胸腺内 --- 共同标志 CD16分子:CD16+CD4-CD8-的细胞 在胸腺内继续 T细胞CD16+CD4-CD8-的细胞 其他体内、外环境
b.新生儿胸腺内 --- NK细胞特有标志CD56分子:CD3-CD4-CD8-细胞
3.出生后来源于骨髓:
前体细胞(CD34+CD7+) NK细胞(CD2+CD16+CD56+)
(二)NK细胞受体 --- 两种
1.杀伤细胞活化受体(KAR, killer activatory receptor)
A.识别糖类配体(靶细胞) 活化 细胞毒作用。
B.FcγRⅢ(NK细胞)+ IgG抗体(结合抗原)活化 杀伤作用。
2.杀伤细胞抑制受体(KIR, killer inhibitory receptor)P58分子和P70分子 识别MHCI类分子
(三)NK细胞的主要生物学作用
1.细胞杀伤作用 --- 两种机制:
A.直接接触杀伤:
识别靶细胞配体 穿孔素和颗粒酶 靶细胞裂解或凋亡;
B.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC):
FcγRⅢ(NK细胞)+ IgG抗体(靶细胞) 细胞毒效应。
2.免疫调节作用
分泌细胞因子(如IFN-γ、TNF-α、IL-3、CSF等)
A.促进T、B、APC等功能;
A.促进T、B、APC等功能;
B.促进或抑制造血细胞发育。
五、 肥大细胞(mast cell)和嗜碱性粒细胞(basophils)
形态学特点:含有嗜碱性颗粒。
分布:嗜碱粒细胞---血液;肥大细胞---呼吸道、泌尿生殖道和胃肠道的上皮下及皮肤下的结缔组织内靠近血管处。
膜分子:
1.FcεRⅠ(IgE的Fc受体);
2.C3aR 和 C5aR。
肥大细胞和嗜碱粒细胞活化方式:
1.IgE-Ag à 同FcεRⅠ交叉连接;
2.同过敏毒素C3a和C5a结合。
细胞活化产物:
A.释放生物活性介质:
组胺(histamine);白三烯C4(leukotriene C4);前列腺素D2(prostaglandine D2)。
B.分泌细胞因子:
肿瘤坏死因子(TNF);IL-8和血小板活化因子(PAF)等。
生物学功能:
A.阻止穿过上皮组织屏障的病原体的感染(第一道防线);
B.对IgE抗体结合的抗原迅速发生应答,引起急性变态反应性炎症反应;
C.抗寄生虫感染。
六、 其他细胞
嗜酸性粒细胞表达分子:
1.高亲和性FcεRⅠ;
2.细胞因子受体:如IL-5、CC趋化因子(chemokines,如MCP-3)受体。
嗜酸粒细胞活化产物:
A.释放毒性颗粒蛋白,如主要碱性蛋白(major basic protein);
B.生物活性介质,如白三烯和血小板活化因子;
C.细胞因子,如IL-3和IL-5等。
生物学功能:
1.杀伤寄生虫和微生物;
2.引起变态反应性炎症损伤, 与肥大细胞和嗜碱粒细胞相互作用扩大炎症性免疫应答。