第 8 次課 授課時間：2007年10月29～11月2 日
課程名稱 | 年級 | 2006 | 專業(yè)、層次 | 臨床等 本科 | ||||
授課教師 | 高 燕 | 職稱 | 講師 | 課型（大、小) | 理論 | 學時 | 3 | |
授課題目 | 免疫細胞（二) | |||||||
基本教材及主要參考書 | 陳慰峰，主編. 醫(yī)學免疫學. 北京：人民衛(wèi)生出版社. 2004 | |||||||
目的與要求： 掌握 B細胞的重要表面分子及其作用；B細胞的功能。 NK細胞的生物學功能。 抗原提呈細胞的概念與種類。 熟悉 B細胞的輔助受體及亞群情況。 NK細胞的表面受體。 抗原提呈細胞對抗原的攝取和處理加工的途徑。 了解 B細胞的補體受體及其他膜分子。 專職抗原提呈細胞的主要特點。 | ||||||||
教學內(nèi)容與時間安排、教學方法： 復習： 5分鐘 B淋巴細胞 一、B淋巴細胞的主要表面分子： 50分鐘 二、B細胞的發(fā)育與分布： 10分鐘 三、B細胞亞群： 10分鐘 四、B細胞的功能： 5分鐘 NK細胞 10分鐘 APC及提呈過程 25分鐘 小結(jié) 5分鐘 教學方法：講授 | ||||||||
教學重點及如何突出重點、難點及如何突破難點： 重點： B細胞的重要表面分子及其作用；B細胞的功能。結(jié)合圖表，詳細介紹 NK細胞的功能、APC概念、抗原提呈過程 難點： B細胞的發(fā)育中獲得免疫耐受機制 抗原提呈的途徑 幫助學生概括、歸納 | ||||||||
教研室審閱意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 | ||||||||
基本內(nèi)容 | 教學手段 | 課堂設計和時間安排 |
復習： B淋巴細胞 B淋巴細胞（B lymphocyte)來源于淋巴樣干細胞，在哺乳動物的骨髓（bone marrow)或鳥類法氏囊(bursa of Fabricius)分化、成熟，故稱為法氏囊或骨髓依賴的淋巴細胞，簡稱B淋巴細胞或B細胞，以區(qū)別在胸腺中分化成熟的T細胞。 一、B細胞的主要表面分子： B細胞是另一群重要的免疫活性細胞，它有兩個基本功能：其一是作為免疫效應細胞直接參與免疫應答，介導體液免疫；其二是作為特異性的APC選擇性地捕獲及提呈抗原給T細胞，協(xié)同和調(diào)節(jié)免疫應答反應。B細胞的這兩個功能是通過其表面的抗原受體介導的。 （一)BCR復合物 B細胞表面最主要的分子是BCR復合物。BCR復合物由識別和結(jié)合抗原的BCR和傳遞抗原刺激信號的Igα（CD79a)/Igβ（CD79b)異源二聚體組成。 1.BCR （B cell receptor, B細胞抗原受體/B細胞抗原識別受體)圖 BCR是B細胞最具特征性的表面標志，是鑒別B細胞的重要表面標志，BCR是通過B細胞表面的免疫球蛋白分子識別抗原分子，故BCR又被稱為膜表面免疫球蛋白（surface membrane immunoglobulin，mIg、SmIg 、SIg) 結(jié)構(gòu)和組成：由2條相同的重鏈（H鏈)和2條相同的輕鏈（L鏈)借助鏈間二硫鍵連接構(gòu)成4肽鏈分子，為單體�？勺儏^(qū)與抗原結(jié)合，其中的高變區(qū)與抗原決定基結(jié)合。 早期B細胞只表達mIgM，成熟B細胞表達mIgM和mIgD，mIgM和mIgD輕鏈相同且抗原特異性相同。 1個B細胞表面可有上萬個BCR分子，其特異性與活化后產(chǎn)生的Ig相同。 功能： ⑴與相應抗原特異性結(jié)合，識別天然、游離抗原。 與TCR不同的是，BCR可直接識別未加工處理的抗原，并能識別可溶性蛋白抗原分子；TCR識別的是經(jīng)APC加工、處理后獲得的抗原肽；MHCⅠ/Ⅱ分子復合物。 ⑵將抗原內(nèi)攝處理。這種受體介導的結(jié)合是B細胞捕獲和提呈抗原的主要方式。 2.CD79a/CD79b（Igα/ Igβ)—初級信號傳導分子圖 由于BCR的C端僅有幾個氨基酸插入細胞膜內(nèi)，故不能單獨向細胞內(nèi)傳遞刺激信號，必須依賴與其緊密相連的跨膜糖蛋白Igα、Igβ。 結(jié)構(gòu)：ITAM。這兩種跨膜糖蛋白通過二硫鍵連接，各有一個大的、還有ITAM的肽段伸入胞漿，輔助BCR向細胞內(nèi)傳遞刺激信號。 功能：⑴向胞內(nèi)傳遞BCR獲得的第一信號 ⑵參與mIg的表達與轉(zhuǎn)運 （二)輔助受體— CD19-CD21-CD81（/CD225)圖 1.CD19、CD21、CD81（及CD225)以非共價鍵相聯(lián)，形成一個B細胞特異的多分子活化輔助受體，其中CD19、CD21為B細胞特有。CD21即CR2(C3d)受體，也是B細胞上的EB病毒受體。 功能：加強第一信號傳導。 2.CD72 新近發(fā)現(xiàn)的B細胞輔助受體。由于有2個ITAM基序，在一定條件下（如交聯(lián))，可抑制第一信號的刺激。與配體CD100結(jié)合，能消除經(jīng)由CD72的抑制作用，起加強第一信號傳導，故對B細胞活化的調(diào)節(jié)是雙向的。 （三)協(xié)同刺激分子： 實驗證明，B細胞的活化除需要由BCR與相應抗原結(jié)合，所產(chǎn)生的信號經(jīng)由CD79a/CD79b 傳導至細胞內(nèi)，由CD19-CD21-CD81輔助，以提供B細胞活化的第一信號外，還需要第二信號，即由B細胞與Th細胞表面的協(xié)同刺激分子間相互作用。 1.CD40：表達在成熟B細胞，與活化T細胞的CD40L結(jié)合，為B細胞活化提供第二信號。 2.CD80/CD86：在靜息B細胞不表達或低表達，在活化B細胞高表達。 與CD28 結(jié)合，促進T細胞活化； 與CTLA-4結(jié)合，抑制T細胞活化。 3.LFA-1,LFA-3等。 （四)有絲分裂原受體： LPS（脂多糖)和SPA（葡萄球菌A蛋白)選擇性刺激B細胞活化。 （五)其他表面分子： 1. 補體受體 CR1—CD35，C3b/C4b受體，促進B細胞活化。 CR2—CD21，C3d受體，EB病毒受體。促進B細胞活化。 2. FcR： 許多免疫細胞表面都有Fc受體，它是結(jié)合免疫球蛋白Fc的分子結(jié)構(gòu)。 B細胞表面有FcγRⅡ，即CD32。 ①與Ic中的IgGFc段結(jié)合，有利于B細胞對抗原的捕獲和結(jié)合，以及B細胞的活化和抗體產(chǎn)生。 ②Fc受體還可與抗體包被的紅細胞結(jié)合，如將雞紅細胞（E)與其IgG（A)結(jié)合形成的復合物與B細胞混合后，可見B細胞周圍有紅細胞粘附形成的花環(huán)，稱為EA花環(huán)，這是鑒別B細胞的傳統(tǒng)方法之一。 ③與Ab2Fc段結(jié)合，引發(fā)抑制性信號。 通過輸注抗體，人為地提高機體特異性抗體的水平，機體產(chǎn)生該抗體的能力會迅速下降，表明抗體本身對特異性免疫應答具有反饋調(diào)節(jié)作用。機制：抗體可刺激機體產(chǎn)生Ab2（第二抗體)，屬于IgG類的Ab2，一方面與BCR結(jié)合，另一方面通過其Fc段結(jié)合B細胞表面的Fc受體，引發(fā)抑制性信號，終止B細胞進一步分化。 T細胞和B細胞主要表面分子 項目 T細胞 B細胞 抗原識別受體 TCR BCR（mIg) 初級信號傳導分子 CD3 CD79a/CD79b 輔助受體 CD4/CD8 CD19-CD21-CD81 協(xié)同信號分子 CD28/CTLA-4 B7 CD40L CD40 其它 CD2等粘附分子 CR1,CR2等粘附分子 絲裂原受體 絲裂原受體 二、B細胞的發(fā)育和分布 人體大約每天可產(chǎn)生109個B細胞。在外周血中，B細胞占淋巴細胞總數(shù)的5%～15%；骨髓中的淋巴細胞主要為B細胞；在淋巴結(jié)與脾中，B細胞約分別占淋巴細胞的25與50％。人和哺乳動物的B細胞的產(chǎn)生、發(fā)育和成熟均在骨髓中完成，這個過程伴隨著一系列的胞內(nèi)基因和表面標志的變化。 發(fā)育: 骨髓和胚肝、法氏囊（腔上囊) 多能造血干細胞 → 淋巴樣干細胞 → 祖B細胞 → 前B細胞（mIgM不完整)→ 不成熟B細胞（mIgM、CD19)→ 成熟B細胞（mIgM、mIgD、CD19、CD21) 發(fā)育結(jié)果：BCR成熟、自身耐受形成 ㈠前B細胞：前B細胞由骨髓中的淋巴干細胞分化而來，只存在于骨髓和胚肝等造血組織， mIgM不完整（在前B細胞胞漿中可檢測到IgM的重鏈μ鏈，無輕鏈)且不表達于細胞表面，因此缺乏對抗原的反應能力。開始表達CD19、CD20、MHC-Ⅱ類分子。 ㈡不成熟B細胞：開始表達SmIgM，此時如與抗原結(jié)合，則產(chǎn)生負免疫應答，使B細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槭芤种茽顟B(tài)，不能繼續(xù)分化成為成熟的B細胞，這是形成自身免疫耐受的機制之一。在此階段，不成熟B細胞的CD1，9CD20和MHC-Ⅱ類抗原表達增加，并開始表達CD21。 ㈢成熟B細胞：最主要的標志是膜表面出現(xiàn)IgD，此時膜表面同時表達輕鏈相同且抗原特異性相同的SmIgM和Sm醫(yī).學全在線IgD，表達CD40。 三、B細胞亞群： 根據(jù)CD5是否表達，可把B細胞分為B-1和B-2細胞兩個亞群。 （一)B-1： 由于發(fā)育在先，初次產(chǎn)生在胎兒期，在胚肝發(fā)育，新生兒期較多，故稱為B－1細胞。 表達CD5 （CD5+CD11+mIgM＋CD23-) 表達mIgM 以IgM為主的低親和力的抗體，無抗體類別轉(zhuǎn)換、無免疫記憶性，無再次免疫應答；抗原識別譜窄，主要識別TI－抗原，自身抗原。 介導腸道粘膜非特異免疫 主要存在于腹膜腔、胸膜腔、腸道固有層。 （二)B-2：不表達CD5，表達mIgM和mIgD，即通常所指B細胞；主要介導體液免疫，可產(chǎn)生各類Ig。成熟的B2細胞大多處于靜止期，一般受外來抗原刺激后，在Th細胞輔助下活化、增殖，最終分化為漿細胞，產(chǎn)生高親和性特異性抗體，行使體液免疫功能。 四、B細胞的功能 （一)產(chǎn)生抗體，介導體液免疫 1.中和作用 2.調(diào)理作用和ADCC ： 抗體調(diào)理作用、補體的調(diào)理作用 3.補體的細胞溶解作用 （二)提呈抗原:是再次應答的主要APC （三)分泌細胞因子：免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應，參與造血過程 自然殺傷細胞（NK細胞 ) 屬于淋巴細胞，由于細胞體積較大，含較大的胞漿顆粒，故稱大顆粒淋巴細胞。既不是T細胞也不是B細胞，也稱為第三群淋巴細胞。具有自發(fā)細胞毒活性的細胞，屬于天然免疫系統(tǒng)。其殺傷活性無需抗原致敏，也不依賴抗體或補體協(xié)助，并且無MHC限制性。 無記憶功能，廣譜。 1.表面標記 CD3-、CD56+、CD16+ 目前臨床將表型為CD3-、CD56+、CD16+淋巴細胞認定為醫(yī)學全.在線NK細胞 2.表面受體 其作用受KAR和KIR調(diào)節(jié)圖 （1)KAR （killer cell activation receptor) 即殺傷細胞活化受體，結(jié)合靶細胞表面糖類配體，產(chǎn)生活化信號。 （2)KIR （killer cell inhibitory receptor) 即殺傷細胞抑制受體，識別自身細胞表面MHC-I類分子，產(chǎn)生抑制信號。 KAR與自身細胞上多糖類抗原結(jié)合產(chǎn)生活化信號，同時KIR與MHC－Ⅰ類分子結(jié)合，產(chǎn)生抑制信號且占主導地位，NK細胞不能被激活，自身組織不被破壞。 某些異常細胞表面MHC－Ⅰ類分子發(fā)生改變、減少、缺失。KIR不能與之結(jié)合產(chǎn)生抑制信號，結(jié)合KAR的作用占主導地位，從而使NK細胞活化，產(chǎn)生殺傷效應。 3.主要生物學功能 抗感染（抗病毒、抗胞內(nèi)細菌感染)與抗腫瘤；免疫調(diào)節(jié) 抗原提呈細胞與抗原的處理及提呈：P136 l 抗原提呈細胞（antigen-presenting cell，APC) 概念： 能攝取、加工、處理抗原，并將抗原肽-MHC分子復合物轉(zhuǎn)運至細胞表面供抗原特異性淋巴細胞識別的一類免疫細胞。 種類： 專職性抗原提呈細胞（professional APC)：能組成性表達MHC-II類分子、具有較強的抗原提呈作用，包括Mφ、DC、B細胞等。 非專職性抗原提呈細胞：非組成性地表達MHC-II類分子，抗原提呈能力弱，包括內(nèi)皮細胞、上皮細胞、活化的T細胞等。 病毒感染細胞、腫瘤細胞等可通過MHCⅠ類分子途徑提呈抗原，屬于廣義的APC 。 l 抗原提呈： （一)概念和過程： 抗原被抗原提呈細胞攝取、加工、處理，形成抗原肽-MHC分子復合物，轉(zhuǎn)運至抗原提呈細胞表面，供TCR識別的過程。 攝取抗原方式：吞噬、胞飲、內(nèi)吞（根據(jù)吞入物質(zhì)的狀態(tài)、大小及特異性的不同) 吞噬：細胞攝入大顆�；蛭⑸铮�0.5um)的一種內(nèi)吞方式。 胞飲/吞飲：細胞吞入液態(tài)物質(zhì)或極微小顆粒的過程。 內(nèi)吞/胞吞：借助細胞膜表面的受體，可以有效地捕捉到低濃度的相應抗原（Fc受體、補體受體、mIg受體等) （二)提呈抗原的途徑： 1、外源性抗原的提呈 外源性抗原：存在于APC外的抗原成分，如病原微生物、異種蛋白質(zhì)等。圖 途徑：溶酶體途徑或MHC-Ⅱ類途徑。圖 由于抗原在溶酶體中被加工、處理而得名。該途徑主要涉及APC對外源性抗原的攝取、加工和處理，抗原肽－MHC-Ⅱ類分子復合物的形成和轉(zhuǎn)運，最后抗原肽通過MHC-Ⅱ類分子被提呈給CD4＋T細胞。 ⑴APC對外源性抗原的攝取、加工和處理：外源性抗原被APC通過吞噬、受體介導的內(nèi)吞、胞飲作用攝入胞內(nèi)并與胞漿中的內(nèi)體融合，再經(jīng)內(nèi)體作用，將抗原轉(zhuǎn)運給溶酶體以形成吞噬溶酶體。溶酶體中含有多達40余種酶，其酸性環(huán)境有利于降解抗原，所形成的部分肽段的長度為13～18個氨基酸，適于與MHC-Ⅱ類分子抗原結(jié)合凹槽結(jié)合。 ⑵抗原肽－MHC-Ⅱ類分子復合物的形成和轉(zhuǎn)運：MHC-Ⅱ類分子在APC內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER)腔中合成，經(jīng)糖基化后折疊形成異二聚體，借助疏水的跨膜段插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的MHC-Ⅱ類分子抗原結(jié)合槽被恒定鏈（MHCγ鏈/Ii)占據(jù)，形成α、β、γ三聚體，從而阻止進入胞漿的MHC-Ⅱ類分子與其他內(nèi)源性抗原肽結(jié)合。三聚體離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔，經(jīng)高爾基體進入溶酶體，其中γ鏈首先被蛋白酶部分水解埋，在MHC-Ⅱ類分子的凹槽中只保留1個小片段，稱為Ⅱ類相關的恒定鏈肽段（CLIP)。溶酶體中存在有一類稱為HLA-DM的HLA-Ⅱ類分子，它能使CLIP裂解，暴露MHC-Ⅱ類分子抗原結(jié)合凹槽，使MHC-Ⅱ類分子能與吞噬溶酶體中已形成的外源性抗原多肽結(jié)合。該復合物通過胞內(nèi)轉(zhuǎn)運和胞吐作用而表達于APC表面，并被提呈給CD4+TCR識別。 2、內(nèi)源性抗原的提呈 圖 概念：存在于APC內(nèi)。如病毒蛋白及腫瘤抗原。 途徑：胞質(zhì)溶膠途徑或MHC-I類途徑。圖由于這一過程主要在細胞的胞質(zhì)溶膠中進行而得名。 ⑴內(nèi)源性抗原在胞質(zhì)溶膠中被加工和處理 ①抗原的泛素化：泛素是存在于胞漿中的一種蛋白質(zhì)。胞內(nèi)合成的內(nèi)源性抗原進入胞漿后，能與胞漿中的泛素共價結(jié)合，使蛋白質(zhì)抗原去折疊而伸展為線狀。 ②蛋白酶體的降解作用：胞漿中存在的蛋白酶體是一組具有廣泛蛋白酶活性的復合物，其核心成分是分子量較低的多肽（LMP)。泛素化的線性內(nèi)源性抗原進入蛋白酶體后，在LMP作用下，被水解為具有堿性或疏水氨基酸的短肽，具有與MHC-I類分子的抗原結(jié)合槽相結(jié)合的能力，與胞漿中某些伴隨分子（如熱休克蛋白70、90)結(jié)合，被轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。 ⑵內(nèi)源性抗原肽－MHC-Ⅰ類分子復合物的形成和轉(zhuǎn)運 由LMP處理的多肽經(jīng)抗原加工相關轉(zhuǎn)運體（TAP)轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成的MHC-I類分子也與某些伴隨分子結(jié)合，從而避免MHC-I類分子與其他多肽結(jié)合。在胞質(zhì)中被加工的內(nèi)源性肽段通過TAP轉(zhuǎn)運入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔后，伴隨蛋白即與MHC-I類分子解離，抗原結(jié)合槽暴露出來，MHC-I類分子與抗原肽結(jié)合成為穩(wěn)定的抗原肽－MHC-I類分子復合物。該復合物通過高爾基體轉(zhuǎn)運，最后表達于細胞膜表面，供CD8+T細胞識別。 上述情況是免疫應答的一般規(guī)律。近期發(fā)現(xiàn)，某些外源性抗原可從內(nèi)體中逸出而進入胞質(zhì)，從而通過胞質(zhì)溶膠途徑被提呈；而某些內(nèi)源性抗原在特殊情況下也可通過溶酶體途徑被提呈，這種抗原提呈方式被稱為交叉提呈。 3、CD1參與的提呈途徑：主要是提呈微生物的脂類抗原在免疫防御中發(fā)揮重要作用。 糖脂類抗原可與表達于APC表面的CD1分子結(jié)合，活化NKT細胞，典型的糖脂類抗原為分枝桿菌胞壁成分。 | （補充) ————5分鐘—— ————35分鐘—— —— 第一節(jié)課—— ————15分鐘—— ————15分鐘—— ————10分鐘—— ———第二節(jié)課—— ————10分鐘—— ————25分鐘—— ————15分鐘—— ———第三節(jié)課—— |
小 結(jié) | B淋巴細胞 一、B淋巴細胞的主要表面分子: ★二、B細胞的發(fā)育與分布： 三、B細胞亞群： ★四、B細胞的功能： NK細胞 抗原提呈細胞及抗原的處理與提呈
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復 習 思 考 題 、 作 業(yè) 題 | 1. 簡述B細胞表面的主要分子及其功能。 2. 試比較T細胞和B細胞主要表面分子 3. 簡述B細胞的主要功能。 4. 名詞解釋： NK 細胞、APC、抗原提呈、 professional APC、SmIg |
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