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第14章 固有免疫系统及其应答
1)氧依赖性杀菌系统及其作用:
包括反应性氧中间物(ROIs)和反应性氮中间物(RNIs) 作用系统 ROIs系统:是指在吞噬作用激发下,通过呼吸爆发, 激活细胞膜上的还原型辅酶Ⅰ和还原型辅酶Ⅱ,使分子 氧活化,生成超氧阴离子、游离羟基、过氧化氢和单态 氧产生杀菌作用的系统。中性粒细胞和单核细胞中,过 氧化氢可与卤化物、髓过氧化物酶(MPO)组成MPO杀菌 系统。而巨噬细胞不具备此系统。 RNIs系统:是指巨噬细胞活化后产生的诱导型一氧化 氮合成酶,在还原型辅酶Ⅱ或四氢生物喋呤存在条件下, 催化L-精氨酸与氧分子反应,生成胍氨酸和NO,产生杀 菌系统。
三 自然杀伤细胞
NK来源于骨髓淋巴样干细胞,主要分 布在外周血和脾脏。 NK最主要的特点是 不表达特异性抗原识别受体,但可表达 多种表面标志。目前将TCR-、mIg-、 CD56+、CD16+的细胞鉴定为NK。此外,NK 细胞上表达多种与其杀伤活化和杀伤抑 制有关的受体。
Natural killer cells
2)氧非依赖性杀菌系统及其作用
指不需氧分子参与的杀菌系统, 主要包括: 1)酸性PH 2)溶菌酶 3)防御素: 阳离子蛋白和多肽组成
3)病原体等抗原性异物的消化和清除
病原体和抗原性异物被杀伤或破坏后, 在吞噬溶酶体内多种消化酶的作用下, 可进一步消化降解,其产物大部分通过 胞吐作用排出胞外,其中有些具有免疫 原性的小分子肽段与MHC结合,形成抗原 肽-MHC复合物,供T细胞识别。
(4) 加工处理提呈抗原,启适应性免疫应答
Mφ作为专职APC,将摄取外原性和内原性抗原 性加工处理为具有免疫原性小分子抗原肽,以 抗原肽-MHCⅡ/Ⅰ类分子复合物的形式表达于 细胞表面。 当相应的CD4+T细胞或CD8+T细胞通过表面的 TCRαβ-CD3复合分子识别并结合后,可产生T 细胞活化的第一信号。 同时, Mφ表面的协同刺激分子B7和ICAM-1与 T细胞表面的协同刺激分子受体CD28和LFA-1等 结合,产生T细胞活化的第二信号。
(5) 免疫调节作用
1)IL-1:促进T和B细胞增殖、分化;刺激骨髓 多能干细胞增殖。 2)IL-6:促进B细胞增殖、分化,诱导成熟B细胞 分泌抗体;促进T细胞分化;协同其他细胞因子 促进骨髓造血干细胞增生,诱导粒细胞和巨噬细 胞成熟。 3)IL-12和IL-18:促进T和NK细胞增殖分化,激 活T和NK细胞增强其杀伤活性,使其分泌IFN-γ 等。 4)IL-10: 抑制单核-巨噬细胞、NK细胞的活化, 抑制MHC-II分子B7等协同刺激分子的表达,降低 抗原提呈作用,下调免疫应答。
二 树突状细胞
树突状细胞(DC),因有许多分枝突起 而得名。 DC广泛分布于脑以外的全身组织 和器官,数量很少。 DC来源于髓系干细胞和淋巴系干细胞, 据此分为二类:髓样DC和淋巴样DC(浆细胞 样DC)。 DC分布在不同的组织器官有不同的名称。
1, DC是专职抗原提呈细胞,其主要功能是摄取、 加工处理和提呈抗原(肽),启动特异性(适应性) 免疫应答。 未成熟DC--摄取、加工处理和提呈抗原(肽); 成熟DC--启动特异性(适应性)免疫应答。 2, DC也是体内重要的免疫调节细胞,可通过分 泌不同的细胞因子参与固有和适应性免疫应答: 1)分泌IL-12; 2)分泌I型干扰素 3)分泌IL-10和TGF-β
活化型KIR/KLR和抑制型KIR/KLR通常共表达 于NK细胞膜上,二者均可识别结合正常表达 于自身组织细胞上的HLA-I类分子。在HLA-I 类分子表达正常的情况下,NK细胞表面的抑 制型受体KIR2DL/3DL和CD94/NKG2A异二聚体 的作用占主导地位,即抑制型受体与在HLAI类分子之间的亲和力高于活化型受体,导 致抑制信号占优势,表现为NK细胞对自身正 常组织不产生杀伤作用。当靶细胞表面HLAI类分子表达异常,KIR和KLR丧失识别“自 我”的能力,此时另一类杀伤活化受体,如 自然细胞毒性受体(NCR)和NKG2D等可通过 与非HLA-I类分子配体结合,发挥杀伤作用。
(3) 对肿瘤和病毒感染等靶细胞的杀伤作用
巨噬细胞可被LPS、IFN-和GM-CSF等细胞因子激 活,各种杀伤性物质和各种水解酶浓度显著升高, 发挥杀伤作用 1.与肿瘤和病毒感染细胞结合,使胞内杀菌物质和 酶类物质释放至胞外,产生抗肿瘤、抗病毒作用; 2.释放TNF-α等细胞毒性物质,诱导靶细胞凋亡; 3.在抗肿瘤和病毒特异性抗体参与下,通过ADCC效 应杀伤靶细胞。
The toll like receptors in humans
cytoplasm
Innate immune cells can detect and respond to infection by recognizing conserved motifs of microbes using TLRs
2.NK细胞表面识别非HLA-I类分子的活 化性受体
此类受体具有自然细胞毒作用,主要包括 自然细胞毒性受体(NCR)和NKG2D等。 (1) NKG2D:为NKG2家族成员,与家族中其他 成员的同原性较低,也不与CD94结合。它识 别MHC-I类相关的A/B分子(MIC A/B)。
(2)自然细胞毒性受体(NCR),包括 NKp46、NKp30和NKp44,均属于免疫球蛋 白超家族成员。NCR只表达于NK细胞表面, 是NK细胞的特有标志,通常在KIR/KLR丧 失识别“自我”时,发挥杀伤作用。 1) NKp46和NKp30:表达于不同分化阶 段的NK细胞上。 2)NKp44:表达于活化NK细胞表面,是 活化NK细胞的特异性标志。
1.NK细胞表面识别HLA-I类分子的受体
识别HLA-I类分子的受体,从结构上分 为二种:一种称为杀伤细胞免疫球蛋白样 受体(KIR),另一种称为杀伤细胞凝集 素样受体(KLR)。 (1)杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR),为 免疫球蛋白超家族(IgSF)成员,胞外区 含有可与某些HLA-I类分子结合的结构域。 ( ITAM:免疫受体酪氨酸激活模体) ( ITIM:免疫受体酪氨酸抑制模体)
(一)NK细胞杀伤靶细胞的 机制
1. 穿孔素/颗粒酶作用途径 2. Fas与FasL作用途径 3. TNF-与TNFR-I作用途径
NK cell
Target cell
(二)NK细胞活性的调节
NK表面有二类功能不同的受体,其中一 类受体与靶细胞表面相应配体结合后, 可激发NK细胞产生杀伤作用,称为杀伤 细胞活化受体;另一类 受体与靶细胞表 面相应配体结合后,可抑制NK细胞产生 杀伤作用,称为杀伤细胞抑制受体。 按识别配体的不同,可分为识别HLA-I 类和非HLA-I类分子的受体
参与固有免疫应答的物质:
组织屏障 固有免疫细胞 固有免疫分子
第一节 组织屏障及其作用
(一)皮肤粘膜及其附属成分的屏障作用
皮肤和黏膜上皮细胞及其附属成分-构成体表物理屏障 皮肤和黏膜分泌物中的杀、抑菌物质-构成体表化学屏障 皮肤和某些腔道黏膜表面的正常菌群-构成体表微生物屏障
(二)体内屏障 血-脑屏障
ssRNA
(2)病原相关分子模式(PAMP): PRR识 别结合的配体,是病原体或及其产物所共 有的高度保守的特定分子结构 (3)调理性受体: 1)IgG Fc受体介导的调理作用 2)补体受体介导的调理作用 (4)细胞因子受体
2. 巨噬细胞的主要生物学功能 (1)对病原体等抗原性异物的杀伤消化 和清除:病原体经巨噬细胞吞噬或吞饮 入胞内后形成吞噬体,吞噬体与溶酶体 融合形成吞噬溶酶体。在吞噬溶酶体内 通过氧依赖、非依赖系统杀伤病原体, 并进一步在多种水解酶的作用下,使细 菌消化降解,同时产生一些具有免疫原 性的小分子抗原肽段。
第十四章 固有免疫系统及其应答
固有免疫(innate immunity)亦称非特异 性免疫(nonspecific immunity),是生 物体在长期种系发育和进化过程中逐渐 形成的一系列防卫机制。固有免疫在个 体出生时就具备,可对外来病原体迅速 应答,产生非特异抗感染免疫作用,亦 可参与对体内损伤衰老或畸变细胞的清 除,同时固有免疫在特异性免疫应答过 程中也起作用。
(2) 参与和促进炎症反应
பைடு நூலகம்
巨噬细胞可与MCP-1、 IFN-和GM-CSF等细胞因子结 合,被募集到感染部位并被活化,活化的巨噬细胞 又可通过下列途径参与和促进炎症反应: 1)分泌MIP-1α/β、MCP-1和IL-8等趋化性细胞因子, 募集、活化更多的巨噬细胞、中性粒细胞发挥抗感 染作用。 2)分泌多种促炎症因子如TNF-α、IL-1β、IL-6、 IL-8、和低分子量炎性介质如前列腺素E、白三烯B4 (LTB4)、血小板活化因子、磷脂酶和过氧化物等 参与和促进炎症反应。
NK细胞的主要生物学功能
1.抗感染和抗肿瘤作用:NK细胞属非特异性免疫细 胞,无须抗原预先致敏,就可直接杀伤某些肿瘤和 病毒感染的靶细胞,例如:CD16为低亲和性IgG Fc 受体(FcRIII),当IgG与靶细胞表面相应表位特 异性结合后,可通过其Fc段与NK细胞表面CD16结合, 而使NK细胞产生非特异性杀伤作用,即ADCC。 2.免疫调节作用:NK活化后,通过分泌IFN-、IL-2、 TNF等细胞因子发挥免疫调节作用。
Macrophages are important first responders to infection and tissue damage.
Tissue macrophage Alveolar macrophages (lung) Histiocytes (connective tissue) Kupffer cells (liver) Mesangial cells (kidney) Microglial cells (brain)
Unlike B and T cells which are small lymphocytes with a thin rime of cytoplasm surrounding the nucleus, NK cells are larger, have more cytoplasm and contain distinct granules (LGL).