固有免疫系统及其应答剖析课件.ppt
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- 固有 免疫系统 及其 应答 剖析 课件
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1、 一、概念一、概念 固有免疫应答,亦称固有免疫(固有免疫应答,亦称固有免疫(innate immunity)、天然免疫()、天然免疫(natural immunity)或非特)或非特异性免疫(异性免疫(nonspecific immunity),是指机体在种系),是指机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能,发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能,构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。二、固有免疫的特点二、固有免疫的特点 1.1.先天固有,可稳定遗传。先天固有,可稳定遗传。2.2.免疫作用广泛,无特异性。免疫作用广泛,无特异性。3.
2、3.初次与抗原接触即能发挥效应,但无免疫记忆性。初次与抗原接触即能发挥效应,但无免疫记忆性。4.4.固有免疫也是适应性免疫应答的始动者。固有免疫也是适应性免疫应答的始动者。(1 1)可调控或影响适应性免疫应答的类型和强度。)可调控或影响适应性免疫应答的类型和强度。(2 2)适应性免疫应答的维持及其效应的发挥也必须)适应性免疫应答的维持及其效应的发挥也必须 有固有免疫的协助和参与。有固有免疫的协助和参与。固有免疫屏障:皮肤粘膜屏障和局部屏障结构固有免疫屏障:皮肤粘膜屏障和局部屏障结构 主要:补体系统、急性期蛋白、细主要:补体系统、急性期蛋白、细 胞因子胞因子 固有免疫分子固有免疫分子 其它:胃酸
3、、蛋白溶解酶(泪,唾其它:胃酸、蛋白溶解酶(泪,唾 液、血浆、组织液中),乳液、血浆、组织液中),乳 酸和脂肪酸(汗液)等。酸和脂肪酸(汗液)等。固有免疫细胞:固有免疫细胞:吞噬细胞、树突状细胞、吞噬细胞、树突状细胞、T T 细胞、细胞、NKNK细胞、细胞、NKTNKT细胞、细胞、B-1B-1细细 胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞等。嗜酸性粒细胞等。第一节组织屏障及其作用第一节组织屏障及其作用1.1.物理屏障物理屏障2.2.化学屏障化学屏障 泌尿生殖道粘膜:泌尿生殖道粘膜:“化学性屏障化学性屏障”。3.3.微生物屏障微生物屏障 正常菌群:正常菌群:“微生物
4、屏障微生物屏障”。(二)体内屏障(二)体内屏障1.1.血脑屏障血脑屏障 血血-脑屏障由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和脑屏障由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和包在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜共同组成。包在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜共同组成。2.2.血血-胎屏障(胎盘屏障)胎屏障(胎盘屏障)胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成,能够有效防止母体内的病原体及其毒性代共同组成,能够有效防止母体内的病原体及其毒性代谢产物进入胎儿体内。谢产物进入胎儿体内。3.3.其它屏障其它屏障 人体的胸腺、睾丸、附睾以及胃粘膜等部位存在人体的胸腺、睾丸、附睾以
5、及胃粘膜等部位存在屏障结构。屏障结构。一、吞噬细胞一、吞噬细胞分类:分类:(一)大吞噬细胞(一)大吞噬细胞 即单核吞噬细胞系统(即单核吞噬细胞系统(mononuclear phagocyte system,MPS),包括血液中的单核细胞(),包括血液中的单核细胞(monocyte)和由其衍生的各种组织器官中的巨噬细胞和由其衍生的各种组织器官中的巨噬细胞(macrophage,M)。)。(二)小吞噬细胞(二)小吞噬细胞 指血液中的中性粒细胞(指血液中的中性粒细胞(neutrophil)。)。(一)中性粒细胞(一)中性粒细胞 中性粒细胞(中性粒细胞(neutrophils)来源于骨髓的)来源于骨髓
6、的髓样干细胞,主要存在于外周血中,是白细胞髓样干细胞,主要存在于外周血中,是白细胞中数量最多的一种,约占外周血白细胞总数的中数量最多的一种,约占外周血白细胞总数的5070,总数达到,总数达到5 510101010。而骨髓的储而骨髓的储备量多达备量多达1 11012。中性粒细胞具有寿命短,更新快的特点。中性粒细胞具有寿命短,更新快的特点。光镜下的中性粒细胞(光镜下的中性粒细胞(PMN)其核形态多样,主要呈分叶状;胞浆内含有初级和次级两种颗粒。其核形态多样,主要呈分叶状;胞浆内含有初级和次级两种颗粒。初级颗粒较大,即溶酶体颗粒,内含髓过氧化物酶、酸性磷酸酶和初级颗粒较大,即溶酶体颗粒,内含髓过氧化
7、物酶、酸性磷酸酶和溶酶体;次级颗粒较小,内含碱性磷酸酶、溶菌酶、防御素、杀菌溶酶体;次级颗粒较小,内含碱性磷酸酶、溶菌酶、防御素、杀菌渗透增强蛋白和乳铁蛋白等。主要参与抗感染和炎症反应。渗透增强蛋白和乳铁蛋白等。主要参与抗感染和炎症反应。功能:功能:中性粒细胞具有很强的中性粒细胞具有很强的趋化作用和吞噬功能趋化作用和吞噬功能,病,病原体在局部引发感染时,迅速穿越血管壁进入原体在局部引发感染时,迅速穿越血管壁进入感染部位,吞噬和清除病原体。感染部位,吞噬和清除病原体。中性粒细胞表面具有中性粒细胞表面具有IgG Fc受体和补体受体和补体C3b受体,受体,通过通过调理作用调理作用促进和增强中性粒细胞
8、的吞噬、促进和增强中性粒细胞的吞噬、杀菌作用。杀菌作用。(二)中性粒细胞主要膜分子(二)中性粒细胞主要膜分子 补体受体:补体受体:CR1、CR3 和和 CR4 Fc受体:受体:lgG Fc受体(受体(FcR/)其他膜分子:其他膜分子:LFA-1、IL-8R等等单核单核-巨噬细胞在光镜和电镜下的形态结构巨噬细胞在光镜和电镜下的形态结构 单核细胞体积较大,蹄状核(左,普通光镜)。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、胞浆透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显颗粒明显(中)。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于中)。扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻
9、璃表面(右)。玻璃表面(右)。(1 1)模式识别受体)模式识别受体 1)简介简介 1989年,美国免疫学家年,美国免疫学家Janeway提出模式提出模式识别理论,认为某些病原体或其产物共有在进化上高识别理论,认为某些病原体或其产物共有在进化上高度保守的特定分子结构,这种高度保守的分子结构称度保守的特定分子结构,这种高度保守的分子结构称为病原相关分子模式(为病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMP)。)。PAMP能被固有免疫细胞表面的能被固有免疫细胞表面的相应受体,即模式识别受体(相应受体,即模式识别受体(pattern recog
10、nition receptor,PRR)所识别,以保证免疫识别作用的相对)所识别,以保证免疫识别作用的相对特异性。特异性。2)PRRs分类分类 PRRs可分为甘露糖受体(可分为甘露糖受体(MR)、)、清道夫受体(清道夫受体(SRs)和)和Toll样受体(样受体(TLRs)。)。巨噬细胞表面膜分子巨噬细胞表面膜分子 主要包括主要包括 IgG Fc受体(受体(FcR)和补体受体()和补体受体(C3bR/C4bR)。)。1)IgG Fc受体介导的调理作用受体介导的调理作用 特异性特异性IgG抗体可抗体可与相应病原体结合成复合物,抗体的与相应病原体结合成复合物,抗体的Fc段可与巨噬细段可与巨噬细胞表面
11、的高亲和力胞表面的高亲和力Fc受体(受体(FcRI)结合,从而增强)结合,从而增强巨噬细胞对病原体的吞噬作用,此效应即巨噬细胞对病原体的吞噬作用,此效应即IgG介导的调介导的调理作用。理作用。2)补体受体介导的调理作用)补体受体介导的调理作用 补体激活可补体激活可产生某些活性片段(如产生某些活性片段(如C3b或或C4b),它),它们可与病原体结合,并通过与巨噬细胞们可与病原体结合,并通过与巨噬细胞表面相应补体受体(表面相应补体受体(CR1)结合,促进)结合,促进巨噬细胞对病原体的吞噬作用,此效应巨噬细胞对病原体的吞噬作用,此效应即补体受体介导的调理作用。即补体受体介导的调理作用。趋化因子受体:
12、单核细胞趋化蛋白-1受体(MCP-1R)巨噬细胞炎症蛋白-1/(MIP-1/)其他细胞因子受体:IFN-、M-CSF、GM-CSF的受体。参与提呈抗原和协同刺激参与提呈抗原和协同刺激T细胞活化的分子包括和细胞活化的分子包括和MHCII类分子类分子和和B7分子(分子(CD80和和CD86)以及以及MHC I。静息的巨噬细胞很少表达静息的巨噬细胞很少表达MHC II类分子和类分子和B7分子,此分子,此两种分子在巨噬细胞摄取病原体活化后呈高水平表达,两种分子在巨噬细胞摄取病原体活化后呈高水平表达,作为抗原提呈细胞提呈抗原肽给作为抗原提呈细胞提呈抗原肽给T细胞,并提供细胞,并提供T细胞细胞活化所需的第
13、二信号刺激。活化所需的第二信号刺激。(1)清除、杀伤病原体(2)参与和促进炎症反应(3)杀伤靶细胞(4)加工、提呈抗原(5)免疫调节(1)清除、杀伤病原体)清除、杀伤病原体 1)氧依赖性途径氧依赖性途径 反应性氧中间物反应性氧中间物 (reactive oxygeninermediates,ROI)活性氧产物:活性氧产物:H2O2、O2-具有强氧化和细胞毒作用。具有强氧化和细胞毒作用。反应性氮中间物反应性氮中间物 (reactive nitrogen intermediates,RNI)产生产生NO发挥对细菌、某些原虫和肿瘤细胞的杀伤或发挥对细菌、某些原虫和肿瘤细胞的杀伤或 细胞毒效应。细胞毒
14、效应。2 2)氧非依赖途径氧非依赖途径 酸性环境酸性环境 酶类酶类:溶菌酶溶菌酶 抗微生物肽抗微生物肽:防御素、阳离子蛋白防御素、阳离子蛋白(2)参与炎症)参与炎症 趋化趋化 识别识别 吞噬吞噬 (1)吞噬)吞噬 (2)吞饮)吞饮 (3)受体介导的胞吞)受体介导的胞吞(3)杀伤机制)杀伤机制 (1)胞外杀伤:)胞外杀伤:ADCC作用作用 (2)胞内杀伤:)胞内杀伤:氧依赖途径氧依赖途径 氧非依赖途径氧非依赖途径。二、树突状细胞二、树突状细胞1.1.抗原提呈功能最强的免疫细胞,为专职抗原抗原提呈功能最强的免疫细胞,为专职抗原提呈细胞。提呈细胞。2.2.参与胸腺内参与胸腺内T T细胞的阳性选择和阴
15、性选择、免细胞的阳性选择和阴性选择、免疫耐受的诱导和免疫记忆的维持。疫耐受的诱导和免疫记忆的维持。3.3.分泌的多种细胞因子也广泛参与免疫应答的分泌的多种细胞因子也广泛参与免疫应答的调节。调节。三、自然杀伤细胞三、自然杀伤细胞自然杀伤细胞自然杀伤细胞(natural killer cell)(natural killer cell)是一类缺是一类缺乏乏T T细胞和细胞和B B细胞的特征细胞的特征-无无TCRTCR和和BCRBCR、胞浆中、胞浆中含嗜天青颗粒的大颗粒淋巴细胞(含嗜天青颗粒的大颗粒淋巴细胞(large large granular granular lymphocyte,LGLly
16、mphocyte,LGL)。)。表型:表型:CD3-TCR-CD3-TCR-mIgmIg-CD56+CD16+-CD56+CD16+外周血中的外周血中的NKNK细胞约占淋巴细胞总数的细胞约占淋巴细胞总数的5 51010;脾脏中占;脾脏中占1 12 2;淋巴结和骨髓中;淋巴结和骨髓中也有也有NKNK细胞的存在。细胞的存在。(一)(一)NK细胞的杀伤机制细胞的杀伤机制 1.1.穿孔素穿孔素/颗粒酶途径颗粒酶途径(1 1)穿孔素:在钙离子存在的条件下,可在靶细胞)穿孔素:在钙离子存在的条件下,可在靶细胞的细胞膜上形成多聚穿孔素的细胞膜上形成多聚穿孔素“孔道孔道”,使水和电解质,使水和电解质迅速进入细
17、胞内,导致靶细胞崩解死亡。迅速进入细胞内,导致靶细胞崩解死亡。(2 2)颗粒酶(丝氨酸蛋白酶):可循穿孔素在靶细)颗粒酶(丝氨酸蛋白酶):可循穿孔素在靶细胞上形成的孔道进入靶细胞,通过激活凋亡相关的酶胞上形成的孔道进入靶细胞,通过激活凋亡相关的酶系统而导致靶细胞凋亡。系统而导致靶细胞凋亡。2.Fas/FasL途径途径 活化后活化后NK细胞(细胞(FasL)靶细胞()靶细胞(Fas)形成形成Fas三聚体三聚体 胞浆内的死亡结构域相聚成簇胞浆内的死亡结构域相聚成簇 与与Fas相关死亡结构域蛋白结合相关死亡结构域蛋白结合 募集和激活募集和激活caspase caspase 级联反应导致靶细胞凋亡。级
18、联反应导致靶细胞凋亡。3.3.TNF-/TNFR-I途径途径 TNF-靶细胞(靶细胞(I型型TNF受体)结合受体)结合形成形成TNF-R三聚体三聚体 胞浆内的死亡结构域相聚成簇胞浆内的死亡结构域相聚成簇 激激活活caspase 导致靶细胞凋亡。导致靶细胞凋亡。4.4.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 (antibody-dependent cell-mediated cytotoxity,ADCC)NK细胞(细胞(IgG Fc受体、受体、FcR),识别杀伤),识别杀伤与与IgG抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞。抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞。(二)(二)NK细
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