免疫應(yīng)答的基本過程和效應(yīng)機制

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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,免疫應(yīng)答概述,機體接受抗原性異物刺激后,體內(nèi)的抗原呈遞細胞首先對抗原進行加工、處理和呈遞,繼而抗原特異性淋巴細胞對呈遞的抗原進行識別后,引起相應(yīng)的淋巴細胞發(fā)生活化、增值、分化,進而產(chǎn)生一系列免疫效應(yīng),從而將入侵的抗原性異物進行排除的整個生理過程,稱為免疫應(yīng)答(,Immuneresponse),。,免疫應(yīng)答的類型:,體液免疫(,B,細胞介導(dǎo))、細胞免疫(,T,細胞介導(dǎo))和免疫耐受(特異性無應(yīng)答),免疫應(yīng)答發(fā)生的場所:,主

2、要場所為外周免疫器官(淋巴結(jié)和脾臟),免疫應(yīng)答的意義:,及時清楚外來異物,保持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,但不適當?shù)拿庖邞?yīng)答也會造成機體的損傷。,免疫應(yīng)答的過程:,感應(yīng)階段:指,APC,對抗原性異物的捕獲、加工處理和呈遞以及特異性淋巴細胞對呈遞抗原的識別。,反應(yīng)階段:識別抗原后的淋巴細胞在細胞因子的作用下發(fā)生活化、增值、分化為致敏淋巴細胞和漿細胞的階段。,效應(yīng)階段:指漿細胞分泌的抗體和致敏淋巴細胞釋放效應(yīng)性淋巴因子或直接發(fā)揮特異性細胞殺傷作用的過程。,免疫應(yīng)答的 基本過程和效應(yīng)機制,T,H,細胞與抗原呈遞細胞間的相互作用,T,細胞的活化需要雙信號的參與,這種活化是免疫效應(yīng)機制發(fā)生的基礎(chǔ)。,第一信號:,T

3、,H,細胞表面的,TCR,識別抗原呈遞細胞表面表達的抗原肽,MHC-,/,類分子復(fù)合物后,在,CD8/CD4,分子同時識別,MHC-,/,類分子的輔助下,通過,CD3,分子將這種識別信號傳遞到胞內(nèi)。,第二信號:抗原呈遞細胞表面的共刺激分子與,T,細胞表面表達的相應(yīng)共刺激分子受體相互作用,可以產(chǎn)生,T,細胞活化的輔助信號。,細胞活化的第一信號途徑,APC,雙信號參與下,T,細胞活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,注:,T,細胞活化的重要標志之一是胞內(nèi)某些能導(dǎo)致細胞發(fā)生增殖的基因轉(zhuǎn)錄和表達過程的啟動,其中最重要的一個基因是,IL-2,超抗原參與的,T,細胞活化的作用示意圖,B,細胞與,CD4,+,T,H,細胞間的

4、相互作用,B,細胞的雙重功能身份:抗體產(chǎn)生細胞和抗原呈遞細胞。,B,細胞作為抗原呈遞細胞,其功能的發(fā)揮必須通過,T,H,細胞的介導(dǎo)才能完成,二者的相互作用模式和機制同前述的,APC,和,T,H,細胞間的作用機制是一樣的。,B,細胞作為抗體產(chǎn)生細胞,除了自身表達的,BCR,識別結(jié)合并攝入抗原而產(chǎn)生,B,細胞活化的第一信號外,還必須有第二信號的參與。該信號的產(chǎn)生也是由共刺激分子對間的相互作用產(chǎn)生的,只是這些分子對分別位于,B,細胞和,CD4,+,T,H,細胞上:即,B,細胞首先吞噬處理并呈遞抗原,繼而,CD4,+,T,H,細胞識別此呈遞的抗原,同時提供導(dǎo)致該,B,細胞活化的共刺激信號,最后導(dǎo)致,B

5、,細胞活化。這種處于活化狀態(tài)的,B,細胞,又在,CD4,+,T,H,細胞提供的細胞因子作用下發(fā)生增值和分化,成為為能產(chǎn)生抗體的漿細胞。,B,細胞活化的共刺激分子對主要包括:,ICAM-1LFA-1,、,B7 CD28,、,CD40CD40L,、,LFA-1ICAM-1,(前為,B,細胞表達,后為,T,H,細胞表達),B,細胞活化的雙信號途徑示意圖,B,細胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答,分,TD,抗原和,TI,抗原引起免疫應(yīng)答兩種情況:,TI,抗原引起的體液免疫應(yīng)答,TI,抗原分為,I,型和,II,型兩種,前者含有兩種分子結(jié)構(gòu),即特異性抗原決定簇部分和,B,細胞有絲分裂原兩部分,其中第一部分同,BCR,結(jié)

6、合產(chǎn)生,B,細胞活化的第一信號,第二部分同,B,細胞上的絲裂原受體結(jié)合提供第二信號;,II,型抗原表面具有眾多重復(fù)排列的相同抗原決定簇,沒有有絲分裂原部分,但它在體內(nèi)不易降解,因此呈線性排列的結(jié)構(gòu)可同,BCR,持久交聯(lián)并長期提供,B,細胞的活化信號,最終使,B,細胞活化。,TI,抗原刺激產(chǎn)生的免疫應(yīng)答無需,TH,細胞和巨噬細胞的參與,只能使,B,細胞產(chǎn)生,IgM,,這類抗原不能引起免疫記憶,也不能發(fā)生再次免疫應(yīng)答。,TD,抗原誘導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答,感應(yīng)階段包括,APC,對抗原的攝入、加工、處理和呈遞,以及,CD4+TH,細胞和,B,細胞識別抗原后啟動活化的階段。,一、常規(guī),APC,對抗原的處理:

7、,APC,將加工后的抗原以抗原肽,-MHC-II,類分子復(fù)合物的形式表達于細胞表面;然后,CD4+T,細胞通過,TCR-CD3,復(fù)合受體與之結(jié)合,并在表面,CD4,分子與,APC,表面的自身,MHC-II,類分子的,Ig,樣區(qū)相互作用下,誘導(dǎo)產(chǎn)生,CD4+TH,細胞活化的第一信號;進而通過細胞表面共刺激分子對(,B7CD28,ICAM-1LFA-1,LFA-3LFA-2,等)的作用,產(chǎn)生,CD4+TH,細胞活化的第二信號;活化的,TH,細胞不但反作用于,APC,(如巨噬細胞等)使后者產(chǎn)生,IL-1,、,12,等,CK,,而且本身又可產(chǎn)生,IL-2/4/12R,,并分泌產(chǎn)生,IL-2/4/5,和

8、,IFN-,等多種,CK,,在它們的共同作用下可導(dǎo)致,T,、,B,細胞的增殖和分化。,二、具有雙重功能的,B,細胞的識別過程:,B,細胞通過其細胞膜表面免疫球蛋白(,BCR,)結(jié)合入侵的游離抗原時,即可產(chǎn)生,B,細胞活化的第一信號;,B,細胞將結(jié)合的入侵抗原攝入胞內(nèi)進行加工、處理和呈遞,并被相應(yīng),CD4,+,T,H,細胞識別的同時,與之結(jié)合的,CD4+TH,細胞表面表達的共刺激分子同該,B,細胞表面的相應(yīng)受體,如,LFA-1 ICAM-1,、,CD28 B7,、,CD40LCD40,、,ICAM-1 LFA-1,(前為,T,H,細胞表達,后為,B,細胞表達)相互作用,為,B,細胞活化提供第二信

9、號。此時,B,細胞表面可表達,IL-2,、等多種細胞因子受體。,T,、,B,細胞相互作用的電鏡圖,抗原與,BCR,結(jié)合可觸發(fā)第一信號,第一信號的傳遞途徑示意圖,反應(yīng)階段:即,TB,細胞在細胞因子作用下增殖分化為效應(yīng)細胞的階段。,一、,CD4,+,T,H,細胞的作用:,CD4,+,T,H,細胞通過表面,IL-4R,等和自,/,旁分泌產(chǎn)生的,IL-4,結(jié)合,可增殖分化為,CD4,+,T,H,細胞,這種細胞克隆可產(chǎn)生以,IL4/5/6/10,為主的,CK(,即,T,H2,類細胞因子),為,B,細胞的增殖分化提供物種基礎(chǔ)。,二、,B,細胞的增殖分化:,B,細胞在同,CD4,+,T,H,細胞作用的同時,

10、在,T,H2,類,CK,的輔助作用下,一部分細胞可進一步增殖分化為漿細胞,另一少部分則停止分化稱為記憶,B,細胞,后者可參與再次免疫應(yīng)答。,TD,抗原誘導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答,效應(yīng)階段:是漿細胞產(chǎn)生、釋放免疫球蛋白發(fā)揮沒有保護作用或引起免疫病理損傷的階段,體液免疫反應(yīng)階段示意圖(在,CK,作用下,B,細胞發(fā)生的增殖和分化過程,初次應(yīng)答:機體初次接受適量抗原刺激后,經(jīng)過一段相對較長的潛伏期后,才能在血清中出現(xiàn)含量較低、持續(xù)時間較短、以,IgM,為主的抗體,這種現(xiàn)象稱為。此時產(chǎn)生的抗體與抗原結(jié)合的強度較低,,IgG,出現(xiàn)的時間較晚。,再次應(yīng)答:初次應(yīng)答后,當抗體下降并恢復(fù)正常時,再用相同的抗原進行免疫,

11、則抗體產(chǎn)生的潛伏期明顯縮短,抗體含量明顯上升,且維持時間更為長久,這種現(xiàn)象稱為,也叫回憶應(yīng)答。,抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律,初次和再次免疫應(yīng)答示意圖,參與成分,初次應(yīng)答,再次應(yīng)答,參與的,B,細胞,對抗原反應(yīng)的潛伏期,抗體出現(xiàn)的高峰時間,抗體的含量,產(chǎn)生抗體的種類,抗原類型,抗體的親和力,幼稚,B,細胞,通常,4,7,天,7,10,天,因抗原不同而不同,IgM,為主,TD,和,TI,抗原均可,較低,記憶,B,細胞,通常,1,3,天,3,5,天,是初次應(yīng)答的,100,倍,以,IgG,為主,TD,抗原,較高,初次應(yīng)答與再次應(yīng)答的比較,T,細胞介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答,參與的細胞:,APC,或病毒感染的細胞及腫瘤

12、細胞、,CD4,+,T,H,細胞、效應(yīng),T,細胞等三種,其中效應(yīng),T,細胞包括炎性,T,細胞和細胞毒性,T,細胞兩種。,就炎性,T,細胞的形成而言,也分三個階段:,一、感應(yīng)階段:即前述的,CD4,+,T,H,細胞同,APC,的相互作用過程,也是通過雙信號途徑而活化的。,二、反應(yīng)階段:經(jīng)雙信號活化的,CD4,+,T,H,細胞可表達,1L-2/4/12R,等,它們可以和抗原,/CD4,+,T,H,細胞活化的,APC,所釋放的,IL-1/12,等細胞因子結(jié)合后,增殖分化為,CD4,+,T,H,(炎性),T,細胞。這種細胞再次與,APC,表面的抗原肽,-MHC-II,類分子復(fù)合物特異性結(jié)合,并在,CD

13、4,分子輔助下,通過釋放效應(yīng)性細胞因子而發(fā)揮功能。,單核巨噬細胞等,APC,、靜息,T,H,細胞和活化,T,H,細胞間通過各自釋放的細胞因子來作用于自身或其它相關(guān)的免疫細胞,最終實現(xiàn)免疫應(yīng)答的有序、適度發(fā)生,三、,CD4,+,T,H,1,細胞的效應(yīng)機制:主要是通過釋放的三種細胞因子來實現(xiàn)的。,1.IL-2,:可促進,CD8,+,Tc,細胞增殖分化為致敏,Tc,細胞;促進,CD4,+,T,H,1,細胞合成分泌,IL-2,、,TNF-,和,IFN-,等效應(yīng)性細胞因子,經(jīng)正反饋機制而擴大免疫效應(yīng)。,2.,TNF-,:促進血管內(nèi)皮細胞表達黏附分子和趨化因子,誘導(dǎo)血液中的中性粒細胞、淋巴細胞和單核細胞等

14、向炎癥局部遷移并發(fā)生慢性炎癥反應(yīng);激活中性粒細胞并增強其吞噬殺菌能力;導(dǎo)致局部組織發(fā)生損傷和壞死。,3.IFN-,:促進,APC,表達,MHC-II,類分子以使其抗原呈遞作用增強;活化,M,,增強其吞噬和胞內(nèi)殺傷能力,使之獲得殺傷腫瘤細胞的能力;促進,M,產(chǎn)生多種細胞因子(,IL-1,2,6,等)和炎性介質(zhì)(,PEG,等)來調(diào)節(jié)免疫效應(yīng);活化,NK,細胞,增強殺瘤和抗病毒作用,提高機體的免疫監(jiān)視機能。,T,細胞介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答,T,H,細胞產(chǎn)生的兩種類型細胞因子的基本功能,CD8,+,致敏,Tc,細胞的形成和作用,CD8,Tc,細胞通過表面的,TCR-CD3,復(fù)合體識別靶細胞,/APC,表面

15、的抗原肽,-MHC-I,類分子復(fù)合物,并在,CD8,分子與靶細胞,/APC,表面表達的,I,類分子的,Ig,樣區(qū)結(jié)合,共同為,Tc,細胞的活化提供第一信號。,對病毒感染的靶細胞或腫瘤細胞,因其缺乏共刺激分子而不能提供,Tc,活化的第二信號,故,Tc,活化的過程不同于,T,H,細胞的活化過程:此時,CD8,+,Tc,細胞在第一信號的作用下可表達,IL-2,和,IFN-,等,CKR,,它們接收,CD4,+,的活化,T,H,細胞和,/,或,T,H,1,細胞分泌產(chǎn)生的相應(yīng)細胞因子的作用后被進一步激活,開始表達,IL-12R,等,最后在,IL-12,等的作用下增殖分化為,CD8,+,Tc,細胞。,如果病

16、毒感染的靶細胞是,APC,,或病毒,/,腫瘤抗原作為外源性抗原經(jīng),APC,加工和呈遞,則此時的,Tc,細胞可直接獲得共刺激信號而活化,也可表達,IL-12/2/IFN-,等,CKR,,在接收,IL-12,為主的細胞因子作用下進一步分化為致敏,Tc,細胞。,致敏,Tc,細胞的形成過程示意圖,致敏,Tc,細胞的功能特征:,1.,只能殺傷攜帶有特異性抗原的靶細胞或微生物;,2.,殺傷靶細胞時受,MHC-I,類分子的限制;,3.Tc,細胞在分化為致敏,Tc,時有部分細胞可以成為記憶性,Tc,細胞,參與再次應(yīng)答時的細胞免疫反應(yīng);,4.,致敏,Tc,細胞在殺傷靶細胞后,可以繼續(xù)殺傷帶有相應(yīng)抗原的其它靶細胞,即,Tc,細胞的再循環(huán)。,CTL,殺傷效應(yīng)必須在,TCR,識別正確抗原決定簇的基礎(chǔ)上,并在,MHC,的限制下才能發(fā)生,初次和再次應(yīng)答時細胞免疫的發(fā)生特征,再次應(yīng)答時,記憶性,CTL,前體細胞可迅速識別靶細胞上的抗原后,通過表達,IL-2R,和自分泌的,IL-2,結(jié)合后立即發(fā)生反應(yīng)。,初次應(yīng)答時,幼稚的,CD8,+,Tc,細胞必須在,T,H,1,類細胞因子(如旁分泌的,IL-2,)結(jié)合后增殖分化為

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