T淋巴细胞亚群

T淋巴细胞亚群
T淋巴细胞亚群

T淋巴细胞亚群

T细胞是具有高度异质性的细胞群体,摘要介绍如下几种不同的分类方法:(1)根据TCR 肽链组成情况的不同,可将T细胞分为αβT细胞和γδT细胞;(2)根据T细胞是否接受过抗原刺激或接受抗原刺激后的分化情况,可将其分为初始T细胞、效应T细胞和记忆T细胞;(3)根据T细胞内外标志和功能特性,可将其分为CD4+Th细胞、CD8+CTL细胞和CD4+调节性T细胞。

(一)αβT细胞和γδT细胞

1. αβT细胞是执行适应性免疫应答的T细胞,主要分布于外周淋巴组织和血液中;其TCR由α和β两条肽链组成,具有高度多样性和抗原识别特异性。αβT细胞只能识别MHC分子提呈的抗原肽,即表达在APC表面的抗原肽-MHC分子复合物,并且具有自身MHC限制性;其主要功能是执行适应性细胞免疫应答,辅助B细胞产生适应性体液免疫应答和参与免疫应答的调节。

2. γδT细胞是执行固有免疫应答的T细胞,主要分布于粘膜和皮下组织,其TCR由γ和δ两条肽链组成,缺乏多样性。γδT细胞可直接识别某些细胞表面的糖蛋白、MIC A/B分子、热休克蛋白或CD1分子提呈的脂类抗原和磷酸化抗原,且不受MHC限制。他们对某些肿瘤细胞和病毒或胞内寄生菌感染的靶细胞具有泛特异性杀伤作用,也可通过分泌不同类型的细胞因子发挥免疫调节和介导炎症反应。αβT细胞与γδT细胞主要特征及其分布和功能如表所示。

αβT细胞与γδT细胞主要特征及其分布和功能

(二)初始T细胞、效应T细胞和记忆T细胞

1. 初始T细胞(naive T cell,Tn)是指离开胸腺进入外周后,从未与其特异性抗原相遇,即对相应抗原尚未产生应答的成熟T细胞。该种T细胞表达CD45RA和高水平与其归巢相关的L-选择素(CD62L)及其他粘附分子,参与淋巴细胞再循环。在外周免疫器官,CD4+初始T细胞通过表面TCR-CD3复合体和粘附分子与树突状细胞表面相应抗原肽-MHC分子复合物和相应粘附分子结合相互作用后,首先分化为CD4+Th0细胞;后者在局部微环境中不同病原体和/或细胞因子作用下,可增殖分化为功能不同的T细胞亚群,参与适应性免疫应答,并最终分化为效应T细胞和记忆T细胞。

2. 效应T细胞(effector T cell,Te)是指接受抗原刺激后,经克隆扩增和分化形成的能够发挥免疫效应的终末T细胞。效应T细胞不表达CD45RA和L-选择素(CD62L),而表达CD45RO和高水平IL-2R,借此能与初始T细胞相区别。效应T细胞能向外周炎症部位或某些器官组织迁移,而不参与淋巴细胞再循环。CD4+/ CD8+效应T细胞与APC或肿瘤和病毒感染靶细胞表面相应抗原肽-MHC分子复合物特异性结合后,可通过释放IL-2、IFN-γ、TNF-β等多种细胞因子或分泌穿孔素、颗粒酶等细胞毒性物质,介导产生细胞免疫效应或细胞毒作用。

3. 记忆T细胞(memory T cell,Tm)是指接受抗原刺激后,在增殖分化过程中停止分化,成为静息状态的具有免疫记忆功能的长寿T细胞。记忆T细胞介导再次免疫应答,他们对相应抗原和细胞因子的刺激较初始T细胞更为敏感;在与相应抗原相遇后可迅速活化、增殖分化为效应T细胞和产生新的记忆T细胞。记忆T细胞主要存在于血液和外周淋巴器官,也能向外周炎症组织等部位迁徙;其中参与淋巴细胞再循环的记忆T细胞称为中央型记忆细胞(central memory cell,Tcm)。此型记忆T细胞为CD45RO+ CD62L+ CCL7+ T细胞,能与表型为CD45RO- CD45RA+ CD62L+的初始T细胞和表型为CD45RO+ CD62L- CCL7-的效应T细胞相区别。

(三)CD4+Th细胞、CD8+CTL细胞和CD4+调节性T细胞

1. CD4+Th细胞亚群及其主要功能和相互间的调控作用CD4+Th细胞是组成性表达TCRαβ和CD4分子的辅助性T细胞(T helper cell,Th),包括CD4+ Th1、CD4+ Th2、CD4+ Th3 、CD4+ Th17和CD4+ Tfh细胞等亚群。CD4+Th细胞亚群形成及其产生的细胞因子和主要功能简述如下: CD4+初始T细胞接受抗原刺激后首先增殖分化为CD4+Th0细胞;CD4+Th0细胞是CD4+Th细胞亚群共同的前体细胞,可表达多种不同类型的细胞因子受体;在局部微环境中相关细胞因子作用下,CD4+Th0细胞可分化为如下几种Th细胞亚群。

(1)CD4+ Th1细胞:CD4+Th0细胞在IL-12和IFN-γ作用下,可分化为转录因子T-bet+的CD4+Th1细胞。该种Th细胞主要分泌IFN-γ、IL-2和TNF-β等Th1型细胞因子,参与细胞免疫应答,具有抗胞内病原体感染的免疫作用;也参与某些自身免疫性疾病,如类风湿性关节炎(RA)的发生发展和病理损伤。

(2)CD4+Th2细胞:CD4+Th0细胞在IL-4作用下,可分化为转录因子Gata3+的CD4+Th2细胞。该种Th细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10和TGF-β等Th2型细胞因子,参与体液免疫应答,可诱导B细胞增殖分化产生抗体,具有抗胞外病原体感染的免疫作用;也参与哮喘等变态反应性疾病的发生发展和病理损伤。

(3)CD4+Th3细胞:CD4+Th0细胞在TGF-β作用下,可分化为转录因子FoxP3+的CD4+Th3细胞(为诱导性调节T细胞),主要分泌TGF-β,具有免疫负调节作用,可抑制细胞和体液免疫应答。Th3细胞功能过高或过低与肿瘤或自身免疫性疾病的发生发展相关。

(4)CD4+Th17细胞:CD4+Th0细胞在TGF-β、IL-6和IL-23作用下,可分化为转录因子RORγt+的CD4+Th17细胞。该种Th细胞主要分泌IL-17、IL-21和IL-22等促炎细胞因子,具有抗真菌和抗胞外细菌感染的免疫作用;也参与某些炎症性疾病,如炎症性肠炎、银屑病的发生发展和病理损伤。

(5)CD4+Tfh细胞:是新近发现的一种称之为滤泡辅助性T细胞(T Folleicular helper cell,Tfh)的CD4+Th细胞亚群。CD4+Th0细胞在IL-6和IL-21作用下,可分化为转录因子BcL-6+的CD4+ Tfh细胞。该种Th细胞高表达趋化因子受体CXCR5及共刺激分子CD40和ICOS;当他们迁移到淋巴滤泡后,能与B细胞表面CD40L和ICOSL结合相互作用有效激活B细胞,并通过合成分泌、IL-21 、IL-10 和IL-4等细胞因子,促进B细胞增殖分化产生抗体和发生Ig类

别转换。Tfh细胞功能过高可诱导产生大量自身抗体,引发系统性红斑狼疮(SLE)等自身免疫性疾病;功能过低则可引发抗体缺失或低下为特征的免疫缺陷病。

CD4+Th细胞亚群形成及其产生的细胞因子和主要功能

CD4+初始T细胞的分化方向与其所在局部微环境中病原体种类、固有免疫细胞及其分泌的细胞因子有关,举例简述如下:①髓样DC接受结核杆菌等胞内寄生菌或某些病毒刺激后产生的以IL-12为主的细胞因子,可使NK细胞活化释放IFN-γ,并能与IFN-γ协同作用诱导CD4+Th0细胞向CD4+Th1细胞分化。②髓样DC、NKT细胞和肥大细胞接受蠕虫等胞外病原体刺激后产生的以IL-4为主的细胞因子,可诱导CD4+Th0细胞向CD4+Th2细胞分化。③髓样DC接受白色念珠菌等病原菌刺激后产生的IL-6和TGF-β等细胞因子,可诱导CD4+Th0细胞向CD4+Th17细胞分化。

感染局部微环境中不同病原体和不同类型细胞因子

对Th细胞亚群形成的调控作用

某些CD4+T细胞可通过产生不同类型的细胞因子对其他CD4+T细胞的形成或增殖产生负向调节作用(图10-8),举例简述如下:○1在非感染自稳状态下,CD4+Th3细胞和其他Treg细胞可通过分泌TGF-β抑制CD4+初始T细胞活化的作用方式,影响Th1/Th2/Th17等CD4+T细胞亚群的形成。②在感染情况下,髓样DC分泌的IL-6是诱导初始T细胞分化为Th17细胞的关键性细胞因子;活化Th1或Th2细胞产生的IFN-γ或IL-4可通过对IL-6的拮抗作用,抑制Th17细胞的形成。③活化Th1细胞产生的IFN-γ可抑制Th2细胞增殖。④活化Th2细胞通过分泌IL-10抑制巨噬细胞产生IL-12,阻抑Th1细胞的形成;通过分泌TGF-β抑制Th1细胞增殖。

CD4+Th细胞亚群间的负向调节作用

2. 细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL或Tc)是组成性表达TCRαβ和CD8分子的T细胞;其表面TCR-CD3复合体识别抗原受MHCⅠ类分子限制,即只能识别结合APC或靶细胞表面MHCⅠ类分子提呈的抗原肽。CD8+CTL 的主要作用是特异性杀伤某些肿瘤和病毒感染的靶细胞,他们通过表面TCR-CD3复合体与靶细胞表面相应抗原肽-MHCⅠ类分子复合物特异性结合后,可通过如下与NK细胞相同的作用机制产生细胞毒作用:(1)脱颗粒释放穿孔素和颗粒酶,使靶细胞溶解破坏或发生凋亡;(2)高表达FasL和分泌大量TNF-α诱导靶细胞凋亡。在杀伤靶细胞过程中,CD8+CTL与NK细胞类似也能连续杀伤多个靶细胞。此外, CD8+CTL还可通过分泌IL-2、IFN-γ、TNF-β等Th1型细胞因子或IL-4、5、10和IL-13等Th2型细胞因子发挥免疫调节作用。

3. 调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)是一类具有负向调节作用的CD4+T细胞,包括自然调节T细胞和诱导性调节T细胞。此类T细胞约占外周血CD4+T细胞总数的5~10%;对抗原的识别具有特异性,但活化后对其他免疫细胞的抑制作用是非特异性的,且不受MHC限制。

(1)自然调节T细胞(natural occurring regulatory T cell, nTreg):是指在胸腺中分化而成,可组成性表达CD4、CD25、CTLA-4等膜分子和胞质转录因子FoxP3的具有免疫抑制作用的CD4+ CD25+ FoxP3+调节T细胞。此类调节T细胞可被自身抗原激活,主要通过与树突状细胞密切接触作用方式发挥负向调节作用,也可通过释放TGF-β和IL-10等抑制性细胞因子发挥负向免疫调节作用。

nTreg作用机制复杂,择要简介如下:①nTreg通过表面TCR-CD3复合受体与APC 表面相应自身抗原肽-MHCⅡ类分子复合物特异性结合后,可凭借表面高浓度抑制性共刺激分子CTLA-4与自身反应性T细胞表面共刺激分子CD28竞争结合APC表面相应共用配体B7分子的作用方式,使上述自身反应性T细胞因未能获得有效共刺激信号而处于活化无能(anergy)状态。②nTreg通过表面高浓度CTLA-4与未成熟DC表面相应配体B7分子高亲和力结合,可诱导上述DC表达吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO),后者能够降解T细胞活化所必需的色氨酸,并由此导致T细胞失活和发生凋亡。③nTreg在与未成熟DC结合相互作用过程中,可表达一种称为淋巴细胞活化基因-3(lymphocyte activation gene-3, LAG3)的跨膜蛋白;LAG3跨膜蛋白(CD223)与CD4分子同源,能与未成熟DC表面MHCⅡ类分子高亲和力结合,并通过干扰ITAM信号转导作用方式对未成熟DC活化产生抑制作用,使其不能有效激活CD4+T细胞。④ nTreg可通过表面膜型TGF-β与DC表面相应配体密切结合抑制DC活化;也可通过合成分泌的TGF-β与DC表面相应配体结合抑制DC活化,使其不能有效激活CD4+T细胞。

(2)诱导性调节T细胞(induced regulatory T cells,iTreg ):是指外周免疫器官和感染组织部位CD4+初始T细胞接受外来抗原刺激后,在某些抑制性细胞因子诱导下形成的对多种免疫细胞具有抑制作用的CD4+调节T细胞。此类调节性CD4+T细胞主要通过释放抑制性细胞因子对免疫细胞产生抑制作用。

诱导性调节T细胞包括以下三种:○1 CD4+ CD25+ FoxP3+诱导性调节T细胞(iTreg):是抗原活化的CD4+初始T细胞在TGF-β和IL-2作用下形成的调节T 细胞,主要通过分泌TGF-β、IL-10和IL-35对免疫细胞产生抑制作用;○2CD4+ CD25- FoxP3+ Th3细胞:是抗原活化的CD4+初始T细胞在TGF-β诱导下形成的调节T细胞,主要通过分泌TGF-β对免疫细胞产生抑制作用;○3CD4+ CD25- FoxP3- I型调节T细胞(Tr1细胞):是抗原活化的CD4+初始T细胞在IL-10诱导下形成的调节T细胞,主要通过分泌IL-10和TGF-β对免疫细胞产生抑制作用。

上述抑制性细胞因子作用简述如下:①IL-10可通过下调APC表面共刺激分子和MHCⅡ类分子表达作用方式,抑制DC成熟和抗原提呈;可通过抑制DC或其他APC释放促炎细胞因子,下调或抑制炎症反应;可通过抑制T细胞和单核细胞

合成分泌细胞因子,使CD4+/CD8+T细胞处于无能状态;可通过抑制致敏肥大细胞脱颗粒或诱导B细胞发生类别转换(IgE IgG4)作用方式,下调Th2细胞介导的超敏反应。②TGF-β可通过与APC表面相应配体结合抑制DC活化和成熟;可通过对IL-2产生的干扰作用抑制T细胞增殖;可通过对T-bet/STAT4或GATA3/NFAT功能的干扰作用抑制初始T细胞向Th1或Th2细胞分化,下调适应性免疫应答。

诱导性调节T细胞形成及其释放的抑制性细胞因子

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