T淋巴细胞对抗原的识别及应答

Kinase (PTK)
Phosphorylates ITAM Activates ZAP70
ITAM: immunostimulatory tyrosinebased activation motifs
4、TCR活化信号胞内转导的主要途径 、 活化信号胞内转导的主要途径
PLC-γ途径 途径 （phospholipase C- γ) MAP激酶途径 激酶途径 （mitogen activated protein kinase ）
(—) (—)
B7-2 PD-1 OX40L 4-1BBL
(—)
B7RP-1 CD95
Costimulatory molecules in specific immune response
协同刺激信号在 T 细胞活化中的作用 1. 修饰和补充 修饰和补充TCR信号，启动免疫应答 信号， 信号 2. 促进 促进IL-2基因转录，稳定IL-2 mRNA，增强 基因转录，稳定 基因转录 ，增强IL2基因的表达，从而提高 基因的表达， 的浓度， 基因的表达 从而提高IL-2的浓度，以促进 的浓度 以促进T 细胞的增殖 3. 增强 增强bcl-xL(抗凋亡 基因的表达，保护 细胞免 抗凋亡)基因的表达 保护T细胞免 抗凋亡 基因的表达， 于凋亡。 于凋亡。
第一节
T细胞对抗原的识别 细胞对抗原的识别
1、 TCR识别抗原的特点 TCR识别抗原的特点
TCR与APC表面的抗原肽 MHC分子复合物特异 TCR与APC表面的抗原肽—MHC分子复合物特异 表面的抗原肽— 结合称为抗原识别（antigenrecognition） 结合称为抗原识别（antigenrecognition） 抗原识别
T淋巴细胞对抗原的 识别及应答 T cell response
免疫应答（ response） 免疫应答（immune response）
机体免疫系统受抗原刺激后， 机体免疫系统受抗原刺激后，淋巴 细胞特异性识别抗原分子，发生活化、 细胞特异性识别抗原分子，发生活化、 增生、分化或无能、凋亡， 增生、分化或无能、凋亡，进而表现出 一定的生物学效应的全过程
2、蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase, PTK） 、蛋白酪氨酸激酶（ ） 专一地催化酪氨酸残基磷酸化的一类激酶 。主要 阶段， 作用的区域为信号转导的起始和上游 阶段，分受体 跨膜型） 非受体型（胞内型）两大类。 型（跨膜型）和非受体型（胞内型）两大类。 主要有4个家族 参与T 细胞活化的PTK主要有 个家族： 参与T 细胞活化的PTK主要有4个家族：
参与T细胞活化的 参与 细胞活化的PTK家族 细胞活化的 家族
SH3 (505位) 位 Src Syk Cak SH2 SH1(催化结构域) (催化结构域) YP
Jak
SH: 指Src同源的结构域（Src-homologous），因为 同源的结构域（ ），因为 同源的结构域 ）， 类似的结构也会出现在非 Src的PTK中 的 中
增殖
•CDR3区结 区结 合抗原肽中 央的T细胞 央的 细胞 表位
B7 CD28
T细胞 细胞 α β CDR 321 抗原肽 MHC-II
抗原递呈细胞
识别抗原肽的MHC限制性 2. TCR识别抗原肽的 识别抗原肽的 限制性
T细胞只能特异 细胞只能特异 性识别APC表面 表面 性识别 特定的抗原肽特定的抗原肽 MHC分子复合物， 分子复合物， 分子复合物
1.受体交联 抗原与 受体交联----抗原与TCR 结合后，导致 的 结合后，导致TCR的 受体交联
构象发生改变， 构象发生改变，由原来以分散状态存在的受体呈现出多 聚现象。该现象的作用有： 聚现象。该现象的作用有： 促使细胞膜的离子通道开放，使胞外离子进入胞内， ① 促使细胞膜的离子通道开放，使胞外离子进入胞内， 升高胞内的离子浓度，激活离子浓度相关的酶， 升高胞内的离子浓度，激活离子浓度相关的酶，从而参 与信号转导； 与信号转导； 活化胞内与信号转导有关的酶和信号转接蛋白， ② 活化胞内与信号转导有关的酶和信号转接蛋白，启动 和转导T细胞活化的信号 细胞活化的信号。 和转导 细胞活化的信号。
MHC限制 此称为MHC限制 性（MHC
restriction） ）
3、T细胞识别抗原的部位
免疫应答发生在外周淋巴组织 （如淋巴结和脾脏） 如淋巴结和脾脏）
病 原 微 生 物 及 其 代 谢 产 物
淋巴液
血液
淋巴结 APC 副皮质区
脾脏 淋巴鞘
活化T细胞 活化 细胞
一、APC向T细胞提呈抗原的过程 向 细胞提呈抗原的过程
TCR复合物及其辅助受体活化信号的胞内转导途径 复合物及其辅助受体活化信号的胞内转导途径
三、T细胞活化信号涉及的靶基因 细胞活化信号涉及的靶基因
参与T细胞活化的主要转录因子 参与 细胞活化的主要转录因子 NF-AT NF-κB AP-1
①NF-AT: 细胞活化的核因子（ 即T细胞活化的核因子（nuclear factor of activated T 细胞活化的核因子 cells, NF-AT），原指专门参与 细胞的活化。细胞质中 ），原指专门参与 细胞的活化。 ），原指专门参与T细胞的活化 以磷酸化的非活性形式（ 以磷酸化的非活性形式（NF-ATp）存在。在钙调磷酸酶 ）存在。 的作用下，经脱磷酸化转变为NF-AT， 进入细胞核 的作用下，经脱磷酸化转变为 ， ② NF-κB： ： 细胞Igκ链的合 即nuclear factor-κB，最早发现其与 细胞 链的合 ，最早发现其与B细胞 成有关而得名。其在胞质中与抑制因子I-κB结合成复合 成有关而得名。其在胞质中与抑制因子 结合成复合 物的形式存在。 的作用下发生磷酸化而激活， 物的形式存在。在PKC的作用下发生磷酸化而激活，继 的作用下发生磷酸化而激活 而转位到细胞核 ③ AP-1： ： 即蛋白活化因子1（ 即蛋白活化因子 （activation of protein 1, AP-1)，由 ， 存在于核内的两个原癌基因产物Jun和Fos或两个 或两个Jun组成。 组成。 存在于核内的两个原癌基因产物 和 或两个 组成 它的激活由 MAP激酶进入核内进行 激酶进入核内进行
Src家族： Lck蛋白（ p56lck ）和Fyn(p59 Fyn )等； 家族： 蛋白（ 家族 蛋白 等 Syk家族：主要为ZAP-70（zate chain-associated protein） 家族：主要为 家族 （ ） Csk家族：主要为Csk； 家族：主要为 家族 ； Jak家族：主要为Jak 家族：主要为 家族
第二节 T细胞活化的过程 细胞活化的过程
一、T细胞活化涉及的分子 细胞活化涉及的分子 双信号 细胞因子
（一） T细胞活化的双信号 细胞活化的双信号
第一信号即抗原特异性信号 来源于TCR与 抗原特异性信号----来源于 ①第一信号即抗原特异性信号 来源于 与 抗原肽-MHC分子复合物的结合 分子复合物的结合 抗原肽 第二信号也称协同刺激信号或共刺激信号 ②第二信号也称协同刺激信号或共刺激信号 （co-stimulatory signal） ----由表达于 ） 由表达于APC的 的 共刺激分子与T细胞上相应受体结合而介导 共刺激分子与 细胞上相应受体结合而介导
What is immunological synapse?
the interface between T cells and APC
APC
MHC-抗原肽 抗原肽
ICAM-1 （CD54） ）
B7
CD8
CD48 CD2
CD28 TCR LFA-1 （CD11a/CD18） ）
CD8+ T细胞 细胞
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
T细胞通过免疫突触与 细胞通过免疫突触与APC相互作用 细胞通过免疫突触与 相互作用
① 免疫分子的相互连接
② MHC-多肽复合体的转运 多肽复合体的转运
③ 免疫突触的形成
T细胞 细胞
T细胞 细胞
T细胞 细胞
APC
APC
免疫突触形成的三个阶段
APC
免疫突触形成的第一阶段： ①免疫突触形成的第一阶段：交接面的形成 第二阶段即MHC-肽的运输（MHC-peptide transport） 肽的运输（ ②第二阶段即 肽的运输 ） ③第三阶段是免疫突触的形成：在运输过程中会丢失部分MHC-肽和 第三阶段是免疫突触的形成：在运输过程中会丢失部分 肽和ICMA-1，并受到细 ， 肽和 胞松弛素D的抑制 中央束锁定不再移动，这种成熟的免疫突触可持续1小时以上 的抑制， 小时以上。 胞松弛素 的抑制，中央束锁定不再移动，这种成熟的免疫突触可持续 小时以上。
3.免疫受体酪氨酸激活基序 (immunoreceptor 免疫受体酪氨酸激活基序 tyrosine based activation motif, ITAM) ----免疫细胞的受体都含有易被 免疫细胞的受体都含有易被PTK作用而发 免疫细胞的受体都含有易被 作用而发 生磷酸化的由4个氨基酸残基 个氨基酸残基YXXL/V为基本结构 生磷酸化的由 个氨基酸残基 为基本结构 的序列， 参与T细胞活化信号的转导 细胞活化信号的转导。 的序列 ， 参与 细胞活化信号的转导 。 不同的免 疫细胞， 以外的序列可以不同。 疫细胞 ， 其 YXXL/V以外的序列可以不同 。 这些 以外的序列可以不同 特定的序列称为ITAM 特定的序列称为
TCR 识别抗原后，若缺乏协同刺激信号，T细胞则不能 识别抗原后，若缺乏协同刺激信号， 细胞则不能 充分活化而产生效应；致使T细胞处于免疫无能 充分活化而产生效应；致使 细胞处于免疫无能 （ anergy）状态，继而进入凋亡 ）状态，
T细胞活化的双信号原理学说，为临床免 细胞活化的双信号原理学说， 细胞活化的双信号原理学说 疫治疗提供了新的途径
外源性抗原 内源性抗原
降解为肽段
与 MHCII 结合
与 MHCI 结合
CD4+T细胞 细胞
CD8+T细胞 细胞
Ⅰ类分子凹槽两端封闭，接纳的抗原肽 类分子凹槽两端封闭， 长度有限， 8~10个氨基酸残基 个氨基酸残基； 长度有限，为8~10个氨基酸残基； Ⅱ类分子凹槽两端开放，进入槽内的抗 类分子凹槽两端开放， 原肽长度变化较大， 13~17个氨基酸残 原肽长度变化较大，为13~17个氨基酸残 基甚至更多 。
T细胞免疫突触 细胞免疫突触 （immunological synapse)形成 形成
APC和T细胞相互作用过程中，在细胞与细胞 和 细胞相互作用过程中 细胞相互作用过程中， 接触部位形成了一个特殊的结构称T细胞突触 接触部位形成了一个特殊的结构称 细胞突触 ），又被称为免疫突触 （T cell synapse），又被称为免疫突触 ）， （immunological synapse） ）
LFA-1/ICAM-1 CD-2/LFA-3 TCR CD40L CD28 CTLA-4 PDL1 /PDL2 OX40 (CD4) 4-1BB(CD8) ICOS CD95L
Adhesion
Agrecognition
LFA-1/ICAM-1 LFA-3 Ag-MHC CD40
（+）
B7-1
免疫应答
（1）抗原识别 （2）淋巴细胞活化、增殖、分化 淋巴细胞活化、增殖、 （3）效应细胞产生及发挥效应
按对抗原的应答不同， 按对抗原的应答不同，T细胞分为
初始T细胞（naїve） 初始T细胞（naїve） 效应性T细胞（effector） 效应性T细胞（effector） 功能 Th、Tc、Tr Th、Tc、 记忆性T细胞（memory） 记忆性T细胞（memory）
外周血中的T细胞大多表达αβTCR， 外周血中的T细胞大多表达αβTCR，它们识别 抗原肽-MHC分子复合物时 抗原肽-MHC分子复合物时，由TCR的α链和β链的 分子复合物时， TCR的 链和β 可变区识别特异抗原。 可变区识别特异抗原。
CDR1 CDR2 区结合MHC 分子的多态区 CDR1 和 CDR2 区结合 MHC分子的多态区 和 分子的多态区和 抗原肽的两端
抗原的加工及提呈过程
二、APC与T细胞的相互作用 与 细胞的相互作用
细胞与APC的非特异性结合 （一）T 细胞与 的非特异性结合 ………….依赖 细胞表面的黏附分 依赖T细胞表面的黏附分 依赖 子如LFA-1、CD2 子如 、 意义：可逆， 意义：可逆，为特异结合提供机会 细胞与APC的特异性结合 （二） T 细胞与 的特异性结合 ………….依赖 依赖TCR 依赖
肿瘤免疫 移植免疫
（二）细胞因子促进T细胞充分活化 细胞因子促进 细胞充分活化
二、T细胞活化的信号转导途径 细胞活化的信号转导途径
受体交联 PTK活化 活化 PLC-γ活化及 活化及MAP激酶活化 活化及 激酶活化 激活转录因子（ 激活转录因子（NF-AT、NF-kB、AP-1） 、 、 ） 转录因子转位至细胞核并结合到基因的启动子部位 基因转录表达各种细胞因子及膜分子