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“免疫调节”疑难点解析
林颖韬 1

1释放淋巴因子的是T细胞还是效应T细胞

在人教版高中生物学教材中是这样描述体液免疫的:“大多数病原体进入人体内经过吞噬细胞的摄取和处理,使抗原决定簇暴露于抗原的表面,并将抗原呈递给T细胞,刺激T细胞分泌淋巴因子”。而2010的全国高考卷中有试题提到:效应T细胞可以释放淋巴因子。那么,释放淋巴因子的“T细胞”和“效应T细胞”是否一回事呢?

首先,需要了解T细胞的来源及分类,T细胞在胚胎期来自胚肝或卵黄囊,在成体时期来自骨髓的造血干细胞。T细胞需要在胸腺中分化和成熟,因此称为胸腺依赖淋巴细胞(Thymus-dependent lymphocytes),简称T细胞。成熟的T细胞离开胸腺,进入外周免疫器官(淋巴结、脾脏等)和外周血,在那里定居并行使免疫功能。

T细胞并不是均一的群体。根据T细胞的功能,可将T淋巴细胞分成若干亚群,以下是几个主要的亚群:

辅助性T细胞(Th),可进一步分为Th1和Th2两种类型,是调控免疫应答的重要细胞,其中Th1主要介导细胞免疫,Th2主要介导体液免疫;

细胞毒性T细胞(Tc),是介导细胞免疫的主要效应细胞;

抑制性T细胞(Ts),为一负调节性细胞,抑制免疫应答,可抑制Th、Tc和B细胞的功能。

淋巴因子是指由淋巴细胞经刺激而合成并分泌的一类生物活性分子,是细胞因子的一种。它们介导细胞之间的信息交换与相互调节,参与免疫应答和炎症反应过程[3]。T细胞产生的细胞因子主要有白细胞介素(IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-21等)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、干扰素(IFN-γ,它并不能直接杀伤病毒,而是诱导宿主细胞产生数种酶,干扰病毒的基因转录或病毒蛋白组分的翻译)等。其中IL-2、IL-10等能促进B细胞的增殖;IL-21能刺激T、B和NK细胞增殖和分化。

综上可知,教材中提到的T细胞是广义概念上的T细胞,而高考题提到的效应T细胞更具体,是包含在广义的T细胞之内的。

2效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡

人教版高中生物学教材在“细胞凋亡”中提到“被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡”。在“免疫调节”中提到:细胞免疫过程中效应T细胞与靶细胞结合,使靶细胞裂解死亡,细胞内的抗原也因失去藏身之所而为抗体消灭。

对此,有这样的疑问:效应T细胞诱导靶细胞发生凋亡时,靶细胞形成凋亡小体,那抗原不是就包含在凋亡小体中,抗体又怎么能与抗原结合?若效应T细胞使靶细胞裂解死亡,释放抗原,这又应属于细胞坏死。该怎么理解效应T细胞对靶细胞的杀伤作用呢?

Tc细胞的主要功能是清除被病毒和其他胞内寄生微生物感染的宿主细胞,消灭病毒或细菌赖以藏身之处和复制的“工厂”。Tc细胞杀伤靶细胞的机制包括:

诱发靶细胞裂解。当Tc细胞与靶细胞通过膜紧密接触时,Tc的胞浆颗粒中贮有的穿孔素(一种蛋白质分子)及丝氨酸蛋白酶释放至靶细胞。12~16个穿孔素分子聚集到靶细胞膜上,嵌入胞膜双层类脂形成一孔道,水、各种离子和蛋白质分子得以自由出入,而丝氨酸蛋白水解酶经此通道进入靶细胞内进行蛋白酶解,造成靶细胞很快死亡,于是抗原暴露后被抗体消灭。而Tc细胞每次裂解一个靶细胞后又指向另一个靶细胞,其自身不受损伤,也不损伤其他细胞。

诱导靶细胞凋亡。Tc细胞分泌的粒酶、肿瘤坏死因子等借助穿孔素“通道”进入靶细胞。同时,Tc细胞还通过其表面表达的FasL与靶细胞表面的Fas分子结合,这些都可以激活靶细胞内的相应酶系统,诱导其凋亡。细胞凋亡过程中,靶细胞形态首先变圆,与周围细胞脱离,核染色质压缩,核仁裂解,进一步细胞体积变小,细胞膜内陷并将细胞自行分割为多个凋亡小体,这些凋亡小体外有膜包裹,内容物不外泄。凋亡细胞的结局可以是脱落离开生物体,或是被吞噬细胞及周邻细胞吞噬清除。

由此可见,机体免疫可由多条途径参与,是一个综合的过程。

3 B淋巴细胞增殖分化为效应B细胞是否需要抗原和淋巴因子共同作用

人教版高中生物学教材“体液调节”中提到,大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出这种病原体所特有的抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。少数抗原直接刺激B细胞,B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下,开始一系列的增殖、分化,大部分分化为浆细胞,产生抗体,小部分形成记忆细胞。记忆细胞在遇到相同抗原再次刺激时,会迅速增殖分化为效应B细胞。

由此产生的疑问是:B淋巴细胞增殖分化为效应B细胞是只需要抗原刺激还是需要抗原和淋巴因子的共同作用,或是两种方式都行?

进入体内的抗原,大部分必须在T细胞的帮助下才能激活B细胞,这类抗原(蛋白质抗原)称为胸腺依赖抗原(TD-Ag)。能被TD抗原激活的B细胞占外周免疫器官和外周血中B细胞总数的90%~95%,它们被激活除了必须有抗原作为第一信号外,还需Th细胞及其分泌的细胞因子作为第二信号。而一些非蛋白抗原,如多糖、脂质、核酸等诱导的抗体反应则无需Th细胞,因此多糖和脂质也称胸腺非依赖抗原(TI-Ag),TI抗原能诱导初次免疫应答,但无记忆细胞产生。

一般情况下,当大量TD-Ag进入机体诱发初次免疫应答时,抗原呈递细胞(APC)多是巨噬细胞,它将抗原处理后,形成能被特异性淋巴细胞所识别的关键性表位肽段;后者能与BCR(B细胞抗原受体,B细胞表面具有的抗原识别分子)或TCR(T细胞抗原受体,T细胞表面具有的抗原识别分子)结合。

一方面,静止的Th细胞在识别APC递呈的抗原后,成为诱导性T细胞,并接受巨噬细胞产生的IL-1信号而活化,继之表达白介素-2受体(IL-2R),成为活化的Th细胞。当IL-2R与IL-2结合后,进一步增殖分化为效应性Th细胞,分泌一系列淋巴因子,发挥Th细胞的辅助效应;另一方面,B细胞通过BCR识别并捕获抗原后将其内吞并将其中的T细胞表位肽和MHC-Ⅱ分子一起递呈于表面。活化的Th细胞识别B细胞递呈的MHC-Ⅱ抗原肽,其CD40配体将同时结合B细胞CD40,为B细胞活化提供必要的信号。此外,Th细胞还通过分泌淋巴因子(如IL-4和IL-5)作用于B细胞。这样,接受了来自Th细胞和外来抗原双重刺激的B细胞被活化并成为淋巴母细胞,在抗原的持续作用下开始分裂与增殖,在4~5d内淋巴母细胞分化为浆细胞和记忆性B细胞(Bm)。浆细胞分泌出特异性抗体。当机体第二次与相同抗原接触后,记忆细胞可迅速增殖、分化为浆细胞,分泌大量抗体,产生更为强烈的再次应答 (图1)。

 

由上可知,人教版教材中描述的大多数抗原指的TD-Ag,它初次进入机体时,B细胞的活化需要两个活化信号:来自Th细胞的淋巴因子和外来抗原。而少数抗原指的是TI-Ag,它能引起免疫应答,但没有二次免疫。也就是说两者都能引发体液免疫,但机制又不太一样。

——郭高宾.张永梅.“免疫调节”疑难点解析.生物学教学.2014年第9期

来源:https://buluo.qq.com/p/detail.html?bid=338220&pid=4196881-1488433682

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