T细胞在胸腺中的发育二课件.ppt
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- 细胞 胸腺 中的 发育 课件
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1、第十章第十章 T淋巴细胞淋巴细胞 T淋巴细胞(淋巴细胞(T lymphocyte)简称)简称T细胞,来细胞,来源于骨髓中的淋巴样干细胞,在胸腺中发育成熟。源于骨髓中的淋巴样干细胞,在胸腺中发育成熟。T细胞具有高度的异质性,根据其表面标志细胞具有高度的异质性,根据其表面标志和功能特性可分为若干个亚群。各亚群间相互调和功能特性可分为若干个亚群。各亚群间相互调节,发挥免疫功能。节,发挥免疫功能。T细胞可介导适应性细胞免疫应答,在细胞可介导适应性细胞免疫应答,在TD-Ag诱导的体液免疫应答中也发挥重要辅助作用。诱导的体液免疫应答中也发挥重要辅助作用。第一节第一节 T淋巴细胞的分化发育淋巴细胞的分化发育
2、第二节第二节 T淋巴细胞的表面分子及其作用淋巴细胞的表面分子及其作用第三节第三节 T淋巴细胞的亚群淋巴细胞的亚群第四节第四节 T淋巴细胞的功能淋巴细胞的功能第一节第一节 T淋巴细胞的分化发育淋巴细胞的分化发育v一、一、T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺中的发育v二、二、T细胞在外周淋巴器官中的分化发育细胞在外周淋巴器官中的分化发育一、一、T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺中的发育v胸腺微环境的组成:胸腺基质细胞、细胞外基质和细胞因子。胸腺微环境的组成:胸腺基质细胞、细胞外基质和细胞因子。胸腺微环境是胸腺微环境是T细胞发育分化的必要条件。细胞发育分化的必要条件。v胸腺造血微环境促进胸腺细胞存活和分化的胸
3、腺造血微环境促进胸腺细胞存活和分化的机制机制:分泌细胞因子:分泌细胞因子或其他介质,是胸腺中或其他介质,是胸腺中T细胞成熟的重要条件;表达的粘附分子细胞成熟的重要条件;表达的粘附分子通过与相应配体结合,促进胸腺细胞的分化。通过与相应配体结合,促进胸腺细胞的分化。v胸腺中的胸腺中的T细胞按细胞按CD3及辅助受体及辅助受体CD4/CD8的表达分为三个阶段:的表达分为三个阶段:双阴性阶段、双阳性阶段和单阳性阶段。双阴性阶段、双阳性阶段和单阳性阶段。vT细胞在胸腺发育过程中最核心的事件是获得功能性细胞在胸腺发育过程中最核心的事件是获得功能性TCR的表达、的表达、自身自身MHC限制以及自身免疫耐受。限制
4、以及自身免疫耐受。v1.T细胞受体(细胞受体(TCR)的发育)的发育 T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺中的发育 在胸腺中,在胸腺中,T细胞约占细胞约占T细胞总数的细胞总数的9599%,T细胞约占细胞约占15%。胸腺细胞在双阴性。胸腺细胞在双阴性(DN)阶段)阶段链基因开始重排,表达链基因开始重排,表达链蛋白,并链蛋白,并与前与前T细胞替代细胞替代链链PT(Pre T Cel1)组装成)组装成PT:受体,表达于前受体,表达于前T细胞表面,在细胞表面,在 IL-7等诱导下,分等诱导下,分化至化至CD4+CD8+的双阳性(的双阳性(DP)阶段()阶段(PT:表表达下调)达下调),细胞停止增殖,细胞停止
5、增殖,链基因开始重排,并链基因开始重排,并表达有功能性的表达有功能性的TCR。v2.T细胞发育过程中的阳性选择细胞发育过程中的阳性选择T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺中的发育 阳性选择(阳性选择(positive se1ection),在胸腺皮质中,同胸腺,在胸腺皮质中,同胸腺上皮细胞表面的抗原肽上皮细胞表面的抗原肽-MHC分子复合物以适当亲和力发生特分子复合物以适当亲和力发生特异性结合的异性结合的DP细胞可继续分化为单阳性(细胞可继续分化为单阳性(SP)细胞,其中与)细胞,其中与类分子结合的类分子结合的DP细胞,细胞,CD8表达水平升高,表达水平升高,CD4表达水平表达水平下降直至丢失;而与下
6、降直至丢失;而与类分子结合的类分子结合的DP细胞,细胞,CD4表达水平表达水平升高,升高,CD8表达水平下降直至丢失;不能与抗原肽表达水平下降直至丢失;不能与抗原肽-MHC发生发生有效结合或亲和力过高有效结合或亲和力过高DP细胞在在胸腺皮质中发生凋亡,此细胞在在胸腺皮质中发生凋亡,此过程称为胸腺的阳性选择。过程称为胸腺的阳性选择。v3.T细胞发育过程中的阴性选择细胞发育过程中的阴性选择T细胞在胸腺中的发育细胞在胸腺中的发育经阳性选择的经阳性选择的DP细胞存活,并分化为细胞存活,并分化为SP细胞,使细胞,使T细胞获细胞获得了在识别过程中自身得了在识别过程中自身MHC限制能力。识别限制能力。识别M
7、HCI类分子的类分子的胸腺细胞发育为胸腺细胞发育为CD8+细胞,而识别细胞,而识别MHC类分子的胸腺细类分子的胸腺细胞发育为胞发育为CD4+细胞。细胞。阴性选择(阴性选择(negative se1ection),系系SP细胞在皮髓质交界细胞在皮髓质交界处及髓质区,与胸腺处及髓质区,与胸腺DC、巨噬细胞表达的自身肽、巨噬细胞表达的自身肽-MHC I类类或或类分子发生高亲和力结合的而被消除,或成为无能状态,类分子发生高亲和力结合的而被消除,或成为无能状态,以保证入外周淋巴器官的以保证入外周淋巴器官的T细胞库中不含有针对自身成分的细胞库中不含有针对自身成分的T细胞,也是细胞,也是T细胞获得细胞获得中
8、枢免疫耐受中枢免疫耐受的主要机制。的主要机制。二、二、T细胞在外周淋巴器官中的分化发育细胞在外周淋巴器官中的分化发育v初始初始T细胞主要定居于外周淋巴器官的胸腺依赖区;细胞主要定居于外周淋巴器官的胸腺依赖区;vT细胞的定位与它在胸腺发育中获得相应的淋巴细胞细胞的定位与它在胸腺发育中获得相应的淋巴细胞归巢受体(归巢受体(LHR)如)如LFA-1等粘附分子有关;等粘附分子有关;vT细胞在外周淋巴器官与抗原接触后,最终分化为具细胞在外周淋巴器官与抗原接触后,最终分化为具有不同效应功能的有不同效应功能的T细胞亚群、调节性细胞亚群、调节性T细胞或记忆细胞或记忆T细胞。细胞。第二节第二节 T T淋巴细胞的
9、表面分子及其作用淋巴细胞的表面分子及其作用 一、一、TCR-CD3TCR-CD3复合物复合物1.TCR1.TCR的结构和功能的结构和功能 T T细胞抗原受体(细胞抗原受体(T cell antigen receptorT cell antigen receptor,TCRTCR)为所有)为所有T T细胞表面的特征性标志,以非共价键细胞表面的特征性标志,以非共价键与与CD3CD3分子结合,形成分子结合,形成TCR-CD3TCR-CD3复合物。复合物。TCRTCR的作用的作用识别抗原。识别抗原。TCRTCR识别抗原的特点:识别抗原的特点:1 1)特异性识别抗原提呈)特异性识别抗原提呈细胞或靶细胞表
10、面的抗原肽细胞或靶细胞表面的抗原肽-MHC-MHC分子复合物;分子复合物;2 2)TCRTCR识别抗原肽识别抗原肽-MHC-MHC分子复合物时,具有双重特异分子复合物时,具有双重特异性,即既识别抗原肽的表位,又识别自身性,即既识别抗原肽的表位,又识别自身MHCMHC分子分子的多态性部位。的多态性部位。TCRTCR是由两条不同肽链构成的异二聚体,构是由两条不同肽链构成的异二聚体,构成成TCRTCR的肽链有的肽链有、四种类型。根据四种类型。根据所含肽链的不同,所含肽链的不同,TCRTCR分为分为TCRTCR和和TCRTCR两两种类型。体内大多数种类型。体内大多数T T细胞表达细胞表达TCRTCR,
11、仅少数,仅少数T T细胞表达细胞表达TCRTCR。TCRTCR为跨膜蛋白,由二硫键相连,肽链分为为跨膜蛋白,由二硫键相连,肽链分为胞外区、跨膜区和胞浆区,其胞浆区肽链很短,胞外区、跨膜区和胞浆区,其胞浆区肽链很短,不能转导活化信号;两条肽链的跨膜区通过盐桥不能转导活化信号;两条肽链的跨膜区通过盐桥与与CD3CD3分子的跨膜区连接,形成分子的跨膜区连接,形成TCR/CD3TCR/CD3复合体。复合体。TCRTCR识别抗原所产生的活化信号由识别抗原所产生的活化信号由CD3CD3分子传导至分子传导至T T细胞内。细胞内。TCR的结构和功能的结构和功能2.CD32.CD3分子的结构和功能分子的结构和功
12、能 CD3CD3分子具有分子具有、及及五种肽五种肽链,通常以链,通常以、和和形成异二聚体或形成异二聚体或形成同二聚体形式存在。这五种肽链均有形成同二聚体形式存在。这五种肽链均有免疫受体酪氨酸活化基序(免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor immunoreceptor tyrosine-based activation motiftyrosine-based activation motif,ITAMITAM)。)。ITAMITAM由由1818个氨基酸残基组成,其中含有个氨基酸残基组成,其中含有2 2个个YxxL/VYxxL/V保守序列。因此保守序列。因此CD3CD3分子的功能是
13、转导分子的功能是转导TCRTCR识别抗原所产生的活化信号。识别抗原所产生的活化信号。-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-SCD3TCRCD3CD3-S-S-S-S-或或ITAM细胞外细胞外细胞膜细胞膜细胞内细胞内TCR-CD3复合物结构模式图复合物结构模式图二、二、CD4CD4分子和分子和CD8CD8分子分子 成熟成熟T T细胞只能表达细胞只能表达CD4CD4或或CD8CD8分子,即分子,即CD4CD4+T T细胞或细胞或CD8CD8+T T细胞。细胞。CD4CD4和和CD8CD8分子的主要功能是辅分子的主要功能是辅助助TCRTCR识别抗原和参与识别抗原和参与
14、T T细胞活化信号的转导。细胞活化信号的转导。CD4CD4分子是单链跨膜蛋白,胞外区具有分子是单链跨膜蛋白,胞外区具有4 4个个IgIg样结构域,其中远膜端的样结构域,其中远膜端的2 2个结构域能够与个结构域能够与MHCMHC类分子类分子链的链的22结构域结合。结构域结合。CD4CD4分子还是分子还是HIVHIV壳壳囊膜糖蛋白囊膜糖蛋白gp120gp120受体。与受体。与CD4CD4分子结合是分子结合是HIVHIV侵入侵入并感染并感染CD4CD4T T细胞或巨噬细胞的机制之一。细胞或巨噬细胞的机制之一。CD8CD8分子由分子由和和肽链组成,肽链组成,2 2条肽链均为跨条肽链均为跨膜蛋白,由二硫
15、键连接。膜蛋白,由二硫键连接。CD8CD8分子由分子由和和肽链的肽链的细胞外区含一个细胞外区含一个IgIg样结构域,能够与样结构域,能够与MHCMHC类分子类分子的的33结构域结合。结构域结合。作用:辅助作用:辅助TCR识别抗原;参与识别抗原;参与TCR识别抗识别抗原所产生的活化信号转导过程。原所产生的活化信号转导过程。三、协同刺激分子三、协同刺激分子 第二信号(或称协同刺激信号)由抗原提第二信号(或称协同刺激信号)由抗原提呈细胞(呈细胞(APCAPC)或靶细胞表面的协同刺激分子)或靶细胞表面的协同刺激分子与与T T细胞表面相应受体相互作用而产生。细胞表面相应受体相互作用而产生。在协同刺激信号
16、的作用下,以活化的抗原在协同刺激信号的作用下,以活化的抗原特异性特异性T T细胞发生克隆扩增,并分化为效应细胞发生克隆扩增,并分化为效应T T细细胞。所以,协同刺激信号的基本作用是扩大适胞。所以,协同刺激信号的基本作用是扩大适应性免疫应答的免疫效应。应性免疫应答的免疫效应。协同刺激信号的性质因协同刺激信号的性质因T T细胞所处的分化细胞所处的分化阶段以及接触细胞的不同而有所不同。阶段以及接触细胞的不同而有所不同。1.CD281.CD28:由两条肽链组成的同源二聚体,:由两条肽链组成的同源二聚体,90%90%的的CD4CD4T T细胞和细胞和50%50%的的CD8CD8T T细胞表达之。细胞表达
17、之。CD28CD28是是B7B7的受体。的受体。CD28CD28与与B7B7结合可促进结合可促进T T细胞增细胞增殖、分化和殖、分化和IL-2IL-2等其他细胞因子的合成。等其他细胞因子的合成。2.CTLA-42.CTLA-4(CD152CD152):表达于活化的):表达于活化的CD4CD4和和CD8CD8T T细胞,其配体也是细胞,其配体也是B7 B7 分子。分子。CTLA-4CTLA-4与与B7B7结合产生抑制性信号,下调或终止结合产生抑制性信号,下调或终止T T细胞活化。细胞活化。3.ICOS3.ICOS(inducible costimulatorinducible costimula
18、tor):表达):表达于活化的于活化的T T细胞,人的细胞,人的ICOSICOS配体为配体为ICOSL/B7-H2ICOSL/B7-H2。初始初始T T细胞的活化主要依赖细胞的活化主要依赖CD28CD28提供协同刺激信提供协同刺激信号;而号;而ICOSICOS则在则在CD28CD28之后起作用,调节活化之后起作用,调节活化T T细细胞多种细胞因子的产生,并促进胞多种细胞因子的产生,并促进T T细胞增殖。细胞增殖。4.PD-1(programmed death 14.PD-1(programmed death 1):表达于活表达于活化的化的T T细胞,配体为细胞,配体为PD-L1/L2PD-L1
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