( 一 ) 概述
细胞免疫应答是指 T 细胞识别特异抗原后,细胞活化、增生、分化,并产生效应的全过程。
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( 二 )T 细胞识别抗原
1 . T 细胞表面的 TCR 与 APC 表面的抗原肽结合: MHC 分子复合物特异结合称为抗原识别,
它是 T 细胞特异活化的第一步。
2 .协同刺激信号:由协同刺激分子提供的信号,是 T 、 B 淋巴细胞活化必须的第二信号。如 APC 表面的协同刺激分子 B7 与 T 细胞表面的协同刺激受体 CD28 所提供的信号。
3 .抗原受体交联:抗原与 T 、 B 淋巴细胞表面的抗原受体结合,导致本来分散存在的抗原受
体聚集在一起,而活化胞内信号蛋白和酶的作用,称为抗原受体交联。
4 .信号传导: T 、 B 淋巴细胞抗原受体特异性结合抗原后,将胞外刺激信号传递至细胞内部的过程称为信号转导。 T 淋巴细胞抗原受体 (TCR) 识别抗原后,使膜受体发生交联,活化胞酶
一蛋白酪氨酸激酶 (PTK) ,包括 P56fyn , P56lck 和 ZAP-70 等,随后活化信号继续向胞内传导,包括以下两个途径:
(1)PLC- γ活化:活化的 ZAP-70 使接头蛋白 (LAT , SLP-76) 磷酸化,它们与含有 SH
功能区的磷脂酶 C- γ (PLC- γ ) 结合,使之活化;当 PLC- γ上的酪氨酸被磷酸化而使其活化后,它就可裂解细胞膜上的磷酯肌醇二磷酸 (PIP
) ,产生二个重要的信息分子,开通二个信号转导通路:①磷酯肌醇三磷酸 (IP
) , IP
开放胞膜 Ca
通道,使 Ca
流入胞内,并开放胞内钙储备,释放 Ca
。胞浆 Ca
浓度升高使胞浆内钙调磷酸酶活化,它使转录因子 NFAT 去磷酸根,而由胞浆转位到核内。②甘油二酯 (DAG) 。它在胞膜内面结合并活化蛋白激酶 C(PKC) ,由 PKC 活化转录因子 NF- κ B ,使它转位至核内,将活化信号传至细胞核。由于一个分子 PLC- γ能产生许多分子的 IP3 和 DAG ,因而,信号不但传递且得以放大, IP3 及 DAG 是多种受体信号传递的共同的枢纽。
(2)MAP 激酶活化: ZAP-70 活化后可经 Ras 活化丝裂原蛋白激酶 (MAP 激酶 ) 级联反应。这种级联反应在多种动物细胞活化过程中起作用。经 CD28 一 B7 的第二活化信号活化 MAP 及 P13 激酶途径,引起活化的系列级联反应,直接导致细胞核内转录因子活化,特别是激活癌基因 fos 和 Jun 表达,由两基因编码的分子组成转录因子 AP-1 分子。
5 、 ITAM :即免疫受体酪氨酸活化基序。含酪氨酸、易于被蛋白酪氨酸激酶作用而发生磷酸
化的特定序列,是抗原受体传导信号的重要结构。
( 三 ) 识别特点
T 细胞识别抗原是通过 TCR 细胞识别。
1 . TCR 细胞不能直接识别天然的抗原,只能识别抗原递呈细胞递呈的抗原肽: MHC 分子复合物。
2 . TCR 的双识别,即 TCR 可变区的 CDR3 区结合抗原肽中央的 T 细胞表位,决定 TCR 识别抗原特异性; CDR1 和 CDR2 区结合 MHC 分子的多态区和抗原肽的两端,决定 T 细胞识别的 MHC 限制性 ( 即具有同一 MHC 表型的免疫细胞才能有效地相互作甩 ,TCR 在识别抗原肽的同时,也识别自身 MHC 分子 ) 。
3 . T 细胞进行抗原识别发生在外周淋巴器官。
( 四 )T 细胞活化的过程
1 . T 细胞活化需双信号,细胞因子促进 T 细胞充分活化。
信号 1 : TCR 双识别 peptide-MHCI / II 、 complexCD8 / CD4( 辅助受体 )-MHCI / MHCII 信号 2( 协同刺激信号:共刺激分子的配对结合 ) 。
细胞因子: IL1 、 IL-2 、 IL-6 、 IL-12 促进细胞活化。
若 TCR 特异性识别并结合抗原肽的过程中缺乏协同刺激信号,则 T 细胞被诱导凋亡或为无能状态;没有细胞因子的作同, T 细胞不能充分活化。
2 . T 细胞活化的信号转导:信号跨膜传递→胞内的信号转导→转录因子的活化→基因的转录和翻译。
(1)TCR 与抗原肽结合, CD3 、 CD4 / CD8 、 CD28 是重要辅助分子;
(2)TCR 发生聚集,即受体交联,与其偶联的 PTK 激活;
(3)PLC- γ活化途径 (IP3 / DAG) 及 MAP 激酶活化途径。
3 . T 细胞活化的表现:产生细胞因子及表达细胞因子受体——增殖分化、高表达 AM( 如: CD28 、 CD 40L ——活化 M φ、 B 细胞 ) 、表达 FasL- 与 Fas 结合,表达 CTLA-4- 与 B7 结合。
4 . T 细胞活化的结果:
(1) 细胞因子的合成与分泌,各种表面分子和受体的表达;
(2) 进入细胞周期, T 细胞发生抗原特异性克隆扩增;
(3) 发生细胞因子依赖的 T 细胞亚群的分化;
(4) 免疫记忆的形成。
( 五 ) 效应 T 细胞
1 . Th1 细胞的效应: M φ提呈抗原→ CD4
Th1 细胞活化——活化 M φ;包括巨噬细胞与 Th1 细胞之间的相互作用:
(1) 巨噬细胞可摄取、加工抗原并将抗原以抗原肽: MHC- Ⅱ分子复合物的形式递呈给 Th 细胞,为, Th1 细胞活化提供第一信号;
(2) 巨噬细胞表达的协同刺激分子 ( 如 B7) 可与 Th1 表面的相应受体 (CD28) 结合,为 Th1 细胞活化提供第二信号;
(3) 活化的 M φ分泌 IL-12 ,它可促使未受刺激的 CD4
T 细胞分化成 Th1 细胞;
(4) 活化后的 Th1 细胞可释放细胞因子 ( 如 IFN- γ ) 活化巨噬细胞,还可通过其表面的 CD 40L 与巨噬细胞表面的 CD40 结合活化巨噬细胞,增强巨噬细胞的吞噬和杀菌能力;
(5) 活化后的 Th1 细胞可表达 FasL ,杀死表达 Fas 分子的巨噬细胞;
(6) 活化的 Th1 细胞释放细胞因子。
2 . CD8
细胞毒 T 细胞效应:活化后的效应 Tc 细胞释放效应分子及表达凋亡分子。效应分子选择性地作用于带抗原的靶细胞,引起靶细胞的死亡 (CTL 释放穿孔素可在靶细胞膜上穿孔,导致靶细胞在数分钟内迅速溶解死亡 ) ; CTL 释放颗粒酶可活化靶细胞内核酸酶,破坏靶细胞的 DNA 和可降解感染病毒在靶细胞内的 DNA ,引起细胞的凋亡和阻止感染病毒的复制; Tc 活化后可表达 FasL ,它可与靶细胞上的受体 Fas 分子结合使靶细胞凋亡。
3 . CD8
细胞毒 T 细胞杀伤特点:能特异性识别靶细胞,受 MHC 的限制性,有连续杀伤作用,自身不受损伤。
4 .记忆性 T 细胞的形成:与初始 T 比较,记忆 T 细胞有长寿性、迅速活化增殖为效应细胞,产生快、强、有效的再次免疫,较低抗原浓度即可激活细胞效应,对协同刺激分子依赖性低。
( 六 ) 细胞免疫的作用
抗感染 ( 胞内感染的病原体 ) 、抗肿瘤 (Tc 细胞的作用 ) 、由 TDTH 参与的免疫损伤 ( 通过 TDTH 释放淋巴因子导致炎症 ) 、导致移植排斥反应及自身免疫病。