Chap13 免疫器官和免疫细胞
II. 免疫系统 (Chap13 + Chap12)
(扁桃体、阑尾等)
免疫应答的种系进化示意图
II-1. (Chap12) 免疫分子 II-2. (Chap13) 免疫器官和免疫细胞
§1、免疫器官和组织 中枢免疫器官:初级(一级)淋巴器官 外周免疫器官:次级(二级)淋巴器官 三级淋巴组织
一、中枢免疫器官 又称初级(一级)淋巴器官。 是各类免疫细胞产生、分化和成熟的场所,对外周免疫器官的发育起主导作用。 包括: 骨髓(bone marrow) 胸腺(thymus) (法氏囊, bursa of Fabricius,禽类特有)
(一)骨髓 (bone marrow) 功能: 如骨髓免疫功能缺陷,严重损害造血功能,并导致免疫缺陷症的发生 所有血细胞和免疫细胞产生和分化的场所 B淋巴细胞分化成熟的场所 抗体产生的主要场所 如骨髓免疫功能缺陷,严重损害造血功能,并导致免疫缺陷症的发生
(二)胸腺(thymus) 位置结构:胸腺位于胸骨的后方,紧贴气管和大血管的前面,由两叶组成。腺体大小随年龄而改变,在青春期以前生长到最大限度。 细胞组成:胸腺细胞和基质细胞 功能: 培育和输出成熟的T淋巴细胞 形成对自身抗原的耐受性 产生胸腺激素(胸腺肽、胸腺生成素等)
(三)腔上囊(法氏囊) 禽类特有(人类没有),B细胞发育成熟的中枢免疫器官
二、外周免疫器官 又称次级淋巴器官。 是成熟淋巴细胞及其他免疫细胞定居、增殖的场所,也是免疫应答的场所。 包括:脾脏,淋巴结,阑尾,扁桃腺,黏膜、皮肤相关淋巴组织等
(一)淋巴结(lymph nodes) 分布:广泛分布于全身的淋巴通道上,位于凹陷隐蔽处或脏器的器官门附近 细胞组成:T细胞约75%,B细胞约25% 功能:过滤和清除异物,产生免疫应答 淋巴结肿大: 内部细胞增生或肿瘤细胞 浸润而体积增大的现象, 产生原因很多,如感染、 肿瘤、反应性增生等
(二)脾脏(Spleen) 体内最大的淋巴器官。 细胞组成:T细胞约占35%,B细胞占55%,还有巨噬细胞、DC、NK等 功能: 血液过滤、储存 免疫应答场所 产生促吞噬素 (Tuftsin) : 四肽,脾脏是其体内唯一来源,参与 免疫调节的体液因子,具有显著的抗 肿瘤、增强机体细胞免疫功能 造血(早期胎儿) 血库、过滤器
(三)其他 粘膜相关淋巴组织(MALT)和皮肤相关淋巴组织(SALT) 扁桃体、阑尾等 免疫防御的第一道防线,是接受抗原刺激的部位,也是发生免疫效应的场所。 扁桃体、阑尾等
§2、免疫细胞 免疫细胞:参与免疫应答或与免疫应答相关的细胞的统称。 包括干细胞系、淋巴细胞、单核/巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞、肥大细胞等。
原发性T细胞缺陷症 Digeoge综合征: 胚胎三、四咽囊发育障碍→先天胸腺发育不良,伴随甲状旁腺、主动脉弓、唇、耳发育不良 细胞水平: T细胞不能成熟(随年龄增长T细胞能在胸腺外成熟) 表现:血中T cell缺乏,细胞免疫缺陷 症状:易患病毒、真菌感染, 自身免疫病,恶性肿瘤
T、B 细胞联合免疫缺陷 Severe Combined Immunodeficiency,SCID
根据功能 抗原特异性淋巴细胞 抗原递呈细胞 其他免疫细胞
一、Ag特异性淋巴细胞(lymphocytes) 淋巴细胞是发挥核心作用的最主要的免疫细胞 (thymus dependent lymphocyte) B淋巴细胞 (bone marrow dependent lymphocyte) 表面有抗原受体
(一)T细胞 来源:由胸腺中的淋巴干细胞分化 淋巴细胞中数量最多,功能最复杂的一类 形态:体积比B细胞小 分布:主要分布于血液和淋巴结。占血中淋巴细胞总数的75%~80%,在脾脏中占35%,在淋巴结中约75% 寿命:多数T细胞寿命较长,可存活数月至数年或更长 主要功能:受抗原刺激后,分化增殖形成效应性T细胞,直接发挥细胞免疫作用
1、T细胞表面标志 TCR,CD2,CD3,CD4,CD8,CD28,CD40等,丝裂原受体,细胞因子受体
CD2: CD4、CD8: CD28协同刺激受体: T细胞抗原受体TCR-CD3复合体 向T细胞内传递活化的第一信号 稳定T细胞与APC的结 合;参与信号传导等 CD28协同刺激受体: 传递活化第二信号; 参与细胞粘附等 CD2: 增加TCR与抗原 肽-MHC复合体的 结合; 参与T细胞活化过 程中的信号传导; E花结实验,用于 检测外周血T细胞 数等 T细胞抗原受体TCR-CD3复合体 向T细胞内传递活化的第一信号
E花结试验 E花结试验:可检测外周血中T细胞数量
2、T细胞亚群 根据TCR种类: 根据是否受过刺激: 根据功能:记忆性T细胞 T细胞:占T细胞比例较少,约5~10%,参与早期非特异性免疫。识别抗原无MHC限制性,可归属于天然免疫细胞。 T细胞:是主要的T细胞群,90~95% 根据是否受过刺激: 初始T细胞 活化T细胞 根据功能:记忆性T细胞
主要的T细胞群——T细胞 表达CD4: CD4+ T细胞,识别MHC II 类分子-抗原肽 主要作用:介导细胞免疫,辅助体液免疫,参与免疫调节 辅助性T细胞TH:分TH1,TH2,TH3 迟发型超敏反应T细胞(TD,TDTH) 表达CD8: CD8+ T细胞,识别MHC I 类分子-抗原肽 细胞毒性T细胞(Tc,CTL) 抑制性T细胞 Ts :至今未分离出,功能上的命名
CTL杀伤靶细胞的电镜结果
3、T细胞的分化成熟 前T细胞分化成熟,转变为各种功能性T细胞 主要就是“许多手臂”(表面标志)表达的选择和调节 阴性选择和阳性选择(了解即可)
DN细胞:双阴性 DP细胞:双阳性 SP细胞:单阳性 CD3+ CD3+ CD3+ CD3- CD3- CD3+ CD3+ CD3+ CD3+ CD3+ DN细胞:双阴性 DP细胞:双阳性 SP细胞:单阳性
T细胞的分化成熟 1)阳性选择: T细胞的TCR——基质细胞表面的MHC; 不识别,凋亡;识别的,继续发育; 获得可具有MHC限制性的单阳性T细胞。 2)阴性选择: T细胞的TCR——基质细胞表面的自身多肽-自身MHC分子复合体; 识别,凋亡;不识别的,继续存活成熟; 获得具有自身耐受性的T细胞克隆 MHC I类分子选择CD8受体,CD4表达关闭 MHC II类分子选择CD4受体,CD8表达关闭 最终进入外周的是可识别外来多肽-自身MHC复合体的成熟T细胞。
(二)B细胞 来源:由骨髓中的淋巴干细胞分化 形态:体积比T细胞略大 分布:主要分布于骨髓和脾脏。占血中淋巴细胞总数的10%~15%,在脾脏中占50~65%,在淋巴结中约25% 寿命:除了记忆性B细胞,一般生存期较短,可存活数周或数月 主要功能:受抗原刺激后,分化增殖为浆细胞,合成抗体,负责体液免疫,同时具有一定的抗原递呈功能。参与固有免疫、调节免疫应答。
1、B细胞主要表面标志 BCR即膜免疫球蛋白(SmIg),多为SmIgD和SmIgM,可直接识别完整的、天然的蛋白质抗原、多糖或脂类抗原 Ig和Ig分子(CD79a和CD79b),参与B细胞活化的信号转导。 =TCR中的CD3分子。 CD19、CD21(CR2)和CD81——协同受体复合体, =T细胞中的CD4或CD8 CD40——协同刺激受体 ≌T细胞中的CD28 配体为CD40L
B 细 胞 表 面 标 志 BCR FcR CR MHC-II CKR CD40 有丝分裂原受体 抗原 CD23 CD28 B7-2 补体 (C3bi ) CD23 CD28 B7-2 CD40 IL-5 FcμR IL-2 IgM IgE CD21 IL-4 CD32 IgG 补体 (C3b,C4b ) CD40-L
2、B细胞亚群(根据是否表达CD5) B1细胞( CD5+):主要识别非蛋白质抗原TI-Ag,产生低亲和力IgM抗体。主要参与抗细菌感染的黏膜免疫应答。无免疫记忆。能产生多种针对自身抗原的抗体,与自身免疫病相关。 B2细胞(CD5 -):即成熟的B细胞,主要识别蛋白质抗原TD-Ag,产生高亲和力抗体,行使体液免疫功能,有免疫记忆。
3、T/B细胞主要区别 T细胞 B细胞 介导免疫 细胞免疫 体液免疫 成熟器官 胸腺 骨髓 主要分布 血液和淋巴结 骨髓和脾脏 表面标志 TCR,CD2,CD3,CD4,CD8,CD28,CD40等,丝裂原受体,细胞因子受体 BCR,CD5,CD19,CD20,CD21,CD40等,丝裂原受体,细胞因子受体 主要功能 介导细胞免疫,辅助体液免疫,免疫调节 介导体液免疫,递呈抗原,免疫调节
二、抗原提呈细胞 (antigen present cells,APC) 专职APC—表达MHC II类分子,并以多肽片段-MHC分子复合体递呈抗原,又表达CD80协同刺激分子的APC。包括:单核吞噬细胞、树突状细胞和B细胞。 非专职性APC—皮肤成纤维细胞、脑小胶质细胞、血管内皮细胞等,在细胞因子作用下,也可表达MHC II分子和协同刺激分子(CD80),而在普通情况下不具有抗原递呈能力。
专职APC
专职APC 单核吞噬细胞系统(MPS) 血液中单核细胞(monocytes)+组织中的巨噬细胞(macrophages) 树突状细胞(DC) 功能:非特异性吞噬,抗原提呈等 树突状细胞(DC) 数量少,分布广,细胞膜向外伸出形成许多长的树状突起。 功能:吞噬能力弱或无。递呈Ag,体内功能最强的APC,唯一能将Ag递呈给初始T细胞激发初次免疫应答的APC B细胞:可通过BCR或胞饮作用两种方式摄取Ag 规律:Mφ在递呈微生物抗原中是功能最活跃的。 大量抗原初次进入时,DC为APC。 少量抗原再次进入时,B细胞为主要的APC。
三、其他免疫细胞 (一)NK细胞(natural killer cell,自然杀伤细胞)
NK细胞 不需抗原激活(无TCR、BCR),更不需抗体的协助,曾称为裸细胞 来源:由骨髓中的淋巴干细胞分化 形态:体积较大,是大淋巴细胞 分布:较T、B淋巴细胞少,约占血中淋巴细胞总数15%,在外周血和脾中约占10% 不需抗原激活(无TCR、BCR),更不需抗体的协助,曾称为裸细胞 主要功能: 非特异直接杀伤靶细胞,作用广谱 杀伤的靶细胞主要是肿瘤细胞、病毒感染细胞、较大的病原体(如真菌和寄生虫)、同种异体移植的器官等
NK细胞主要表面标志 表面分子: CD2、CD16、CD56、IL-2受体、干扰素受体、KIR(杀伤细胞抑制受体)、KAR(杀伤细胞活化受体)等
(二)其他免疫细胞 中性粒细胞 (Neutrophil):又称小吞噬细胞 嗜酸性粒细胞 (Eosinophil) 抗寄生虫感染的主要细胞。 人体血液中含量最多的一种白细胞,机体抗感染免疫的主要细胞 嗜酸性粒细胞 (Eosinophil) 抗寄生虫感染的主要细胞。 嗜碱性粒细胞 (Basophil) 参与Ⅰ型超敏反应 肥大细胞(mast cell) 红细胞 血小板
课后复习题 1、名词解释:APC 2、常见缩写: APC ,TD-Ag,TI-Ag,APC, CD4+ T, CD8+ T, Mφ ,DC,NK,ADCC,BCR,TCR, 3、免疫系统的组成。 4、免疫器官类型及各自主要特点。 5、免疫细胞的种类。 6、有哪几类主要的APC?各有何特点? 7、T、B细胞的主要表面标志及作用。 8、T、B细胞的特点及各自的功能亚群。 9、T、B细胞的特点主要区别。 10、NK细胞有何特点? 11、主要的免疫细胞各有何主要功能?