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细胞对抗原的识别

时间:2023-03-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:初始或记忆T细胞表面TCR与抗原提呈细胞表面MHC-抗原肽复合物特异性结合的过程称为抗原识别。在胸腺内发育成熟,未遭遇特异性抗原的初始T细胞进入血液循环,继而到达外周淋巴器官,并周而复始地在血液和外周淋巴组织之间再循环,直至在淋巴结副皮质区遭遇提呈特异性抗原的APC。巨噬细胞和B细胞分别处理和提呈摄取的某些胞内抗原和可溶性抗原,主要与已致敏的CD4+T细胞相互作用。

初始或记忆T细胞表面TCR与抗原提呈细胞(APC)表面MHC-抗原肽(pMHC)复合物特异性结合的过程称为抗原识别(antigen recognition)。

在胸腺内发育成熟,未遭遇特异性抗原的初始T细胞进入血液循环,继而到达外周淋巴器官,并周而复始地在血液和外周淋巴组织之间再循环,直至在淋巴结副皮质区遭遇提呈特异性抗原的APC。DC是摄取、处理和提呈各类抗原的重要专职APC,主要在淋巴组织T细胞区激活初始T细胞,使之增殖、分化成效应细胞。巨噬细胞和B细胞分别处理和提呈摄取的某些胞内抗原和可溶性抗原,主要与已致敏的CD4T细胞相互作用。

APC将抗原提呈给特异性T细胞,该过程涉及两种细胞间复杂的相互作用。

(一)T细胞与APC间非特异性结合

由TCR复合物介导的信号转导需要较长时间或反复的TCR与pMHC复合物之间的黏附。而TCR与pMHC之间的亲和力较低,仅相当于抗原与抗体之间亲和力的1/1000左右,不足以单独介导T细胞与APC之间的稳定结合。因此,T细胞表面的黏附分子(LFA-1、CD2、ICAM-3)与APC表面相应配体(ICAM-1或ICAM-2、LFA-3、DC-SIGN)先发生短暂、可逆性结合,从而提供时间和机会,使TCR得以从APC表面大量pMHC复合物中筛选特异性抗原肽。未能遭遇特异性抗原的大多数T细胞与APC分离,离开淋巴结进入血液循环。

(二)T细胞与APC间稳定结合

上述APC与T细胞短暂结合过程中,若TCR得以识别APC表面的特异性pMHC复合物,则CD3分子向胞内传递特异性识别信号,导致LFA-1变构并增强其与ICAM的亲和力,从而稳定并延长APC与T细胞间的接触。T细胞与APC的结合可持续数日,在此期间增殖的子代细胞仍与APC黏附,直至分化为效应细胞。

1.T细胞识别抗原的MHC限制性与双重识别 T细胞的抗原识别具有MHC限制性(MHC restriction)。MHC限制性通常指αβT细胞只能识别由宿主MHC分子(而不是其他同种异型MHC分子)所提呈的抗原肽的现象。T细胞之所以表现出MHC限制性是因其发育过程中经历了阳性选择的结果,不能识别MHC分子的T细胞在发育过程中遭到淘汰。实际上,αβT细胞的MHC限制性是相对的,其MHC依赖性才是绝对的。T细胞除了能够识别自身pMHC之外,与同种异型pMHC复合物发生交叉反应的概率也相当可观,这也是T细胞介导移植排斥反应的基础。

TCRαβ对抗原肽及其呈递分子MHC进行双重识别(dual recognition),即TCR的α链和β链的CDR1和CDR2接触MHC分子顶部的α螺旋,而两条肽链的CDR3则接触MHC分子所提呈的抗原肽(图8-2)。T细胞表面CD4或CD8是TCR识别抗原的共受体,在T细胞与APC特异性结合中,CD4或CD8可分别与APC(或靶细胞)表面的MHCⅡ或MHCⅠ类分子结合,从而增强TCR与特异性pMHC的亲和力,使T细胞对抗原刺激的敏感性明显增强(约提高100倍)。

图8-2 TCR对抗原肽及MHC分子的双重识别

2.T细胞与APC间相互作用的结构基础——免疫突触 T细胞与APC相互作用时,其TCR一旦与pMHC结合,TCR和共受体即聚集于T细胞与APC接触部位,形成超分子黏附复合物(super molecular adhesion complex,SMAC),或称免疫突触(immunological synapse)。

(1)免疫突触的结构:①外周SMAC(peripheral SMAC),即免疫突触的外环,主要由T细胞表面LFA和其他细胞表面ICAM等黏附分子积聚、结合而组成,在TCR与其共受体周围形成一个分子密封圈,也称为黏附环(adhesion ring);②中心SMAC(central SMAC),即免疫突触的内环,位于密封圈内侧,由2个区域组成:一是信号区,由积聚的TCR-pMHC、共受体、共刺激分子(CD28等)组成;另一个是分泌区,T细胞所分泌的效应分子和细胞因子即被局限于此(图8-3)。

(2)免疫突触的生物学意义:一是保证各种信号的有序转导及相互间的协同作用;二是避免无抗原特异性的效应分子(如细胞因子、穿孔素等)扩散,保证其在局部以有效浓度选择性作用于特定靶细胞,从而确保免疫应答的特异性。

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