(一)T細胞受體
T細胞受體(T cell receptor,TCR或Ti)是T淋巴細胞表面識別外來抗原與自身MHc Ⅰ類抗原(或Ⅱ類抗原)復(fù)合物的受體,在同種異體移植中TCR也識別單獨的非已的MHC抗原。目前已經(jīng)證實,TCR在細胞表面與CD3密切結(jié)合在一起組成TCR/CD3復(fù)合物,TCR識別抗原后刺激信號是通過CD3分子傳遞的。
1.T細胞受體的類型和結(jié)構(gòu) TCR中的多肽鏈?zhǔn)钱愘|(zhì)性的。根據(jù)抗原結(jié)構(gòu)和編碼基因不同,已發(fā)現(xiàn)有α、β、γ和δ四種多肽鏈。關(guān)于TCR多肽鏈的結(jié)構(gòu)大多是從分析TCR多肽鏈cDNA或基因組克。╣enomic clones)而來,編碼TCR多肽鏈的基因?qū)儆诿庖咔虻鞍谆虺易宄蓡T。成熟TCR肽鏈分子量在40~60kDa之間。根據(jù)TCR中異源雙體的組成的不同,TCR可分為以TCRαβ和TCRγδ兩種類型。
(1)TCRαβ:CD陽性TCRαβT細胞可識別非已MHCⅡ類抗原(同種異體抗原)或自身MHCⅡ類抗原與加工后抗原的復(fù)合物CD8陽性TCr αβT細胞則可識非已MHCⅠ類抗原或自身MHC Ⅰ類抗原與加工后抗原的復(fù)合物TCRα鏈分子量40~50kDa的酸性糖蛋白,β鏈40~50kDa不帶電或堿性糖蛋白。α和β鏈各由一個可變區(qū)(V區(qū))和一個恒定區(qū)(C區(qū))組成,與Ig的V區(qū)和C區(qū)大小相似,屬于免疫球蛋白超家族成員。TCRα、β鏈的V區(qū)約含102到109個氨基酸,在V區(qū)部分由兩個半胱氨酸形成鏈內(nèi)二硫鍵,組成約含50~60氨基酸殘基的環(huán)肽,這與IgV區(qū)結(jié)構(gòu)和功能相似,是特異性識別外來抗原的結(jié)構(gòu)域。TCRα、β鏈的C區(qū)約含138到179個氨基酸,每個C區(qū)形成由鏈內(nèi)二硫鍵連接的環(huán)肽。α、β鏈在連接肽(connecting peptide)形成鏈間二硫鍵。穿膜區(qū)約由20~24氨基酸組成,α鏈穿膜區(qū)含有帶正電的1個賴氨酸和1個精氨酸殘基,β鏈穿膜區(qū)含有1個帶正電的賴氨酸殘基,這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負電的谷氨酸和/或天冬氨酸形成鹽橋,穩(wěn)定TCR/CD3復(fù)合物結(jié)構(gòu),并與CD3傳遞信息有關(guān)。α、β鏈胞漿部分只有5~12氨基酸長的尾部(圖1-2)。
圖1-2 TCRαβ異源雙體模
。2)TCR γδ:TCRγ和δ鏈各包括一個Ig樣的V區(qū)和C區(qū)、連接肽、疏水的穿膜區(qū)以及一個短的胞漿區(qū)尾部,在連接肽區(qū)可形成鏈間的二硫鍵。γ和δ鏈的穿膜區(qū)各含有1個帶正電的賴氨酸,此外δ鏈還有1個帶正電的精氨酸,這些帶正電的氨基酸與CD3γ、δ和ε鏈穿膜區(qū)帶負電的天冬氨酸或谷氨酸形成鹽橋。在氨基酸水平上分析,TCRγ鏈與β鏈同源性較高,而TCRδ鏈與α鏈同源性較高。在人類TCRγδ有二硫鍵相連和非共價相連兩種形式,而在小鼠只發(fā)現(xiàn)二硫鍵相連的TCRγδ形式。人γ鏈分子量為36~55kKa,δ鏈為40~60kDa,γ、δ鏈的分子量大小取決于多肽骨架的長度和糖基化的程度。
有關(guān)TCRα、β、γ、δ鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排見第三章“免疫球蛋白超家族”
2.兩種類型TCR T細胞的比較 TCRαβ與TCRγδ不僅組成受體多肽鏈的結(jié)構(gòu)不同,而且具有這兩種類型受體T細胞的分布、表型、發(fā)育以及功能也有差別(表1-5)。
表1-5 TCRαβ與TCRγδ細胞特性的比較
特性 | TCRαβ | TCRγδ | |
分 布 | PBL | 60~70% | 0.5~15% |
其它部分 | 小鼠樹突狀表皮細胞(DEC)、小鼠粘膜上皮內(nèi)淋巴細胞(IEL) | ||
表 型 | CD4+CD8- | 60~65% | <1% |
CD4-CD8+ | 35% | 20~50% | |
CD4-CD8- | <1% | 50~80% | |
CD2 | 100% | 100%醫(yī)學(xué)全在.線gydjdsj.org.cn | |
CD5 | >95% | -或+(弱) | |
發(fā) 育 | 胸腺后期 | 胸腺早期(早于TCRαβ) | |
功 能 | (1)識別MHC與加工處理 多肽的復(fù)合物 | (1)識別外來抗原的MHC限制尚有爭論,識別破傷風(fēng)類毒素可能受MHCⅡ類抗原限制;小鼠TCRγδ對合成肽反應(yīng)受Qa分子限制。 | |
(2)識別非已MHC及MHCⅠ類抗原相關(guān)分子(TLa、CD1) | |||
(2)識別非已MHC | |||
(3)產(chǎn)生些細胞因子(IL-2、IL-4、IL-5、GM-CSF、IFN-γ) | |||
(3)產(chǎn)生多種淋巴因子 | (4)某些TCRγδ細胞可殺傷靶細胞 | ||
(5)調(diào)節(jié)TCRαβ的發(fā)育。 | |||
(4)殺傷病毒感染等靶 細胞 | |||
(6)上皮屏障(針對腸毒素、分枝桿菌熱休克蛋白等) |
注:樹突狀表皮細胞dendritic epidermal cell, DEC
上皮內(nèi)淋巴細胞intraepithelial lymphocyte IEL
在正常外周血中,CD4-CD8+、CD4+CD8-、CD4+CD8+和CD4-CD8-四種表型不同的T細胞分別占T細胞總數(shù)的25%、70%、1%和4%左右,其中前三種表型TCR類型主要為TCRαβ,而CD4-CD8-T細胞主要為TCRγδ。以下疾病可見外周血或局部TCRγδ細胞數(shù)量或比率升高:(1)重癥聯(lián)合免疫缺陷、常見可變型免疫缺陷、Wiskott-Aldrich綜合征、Di-George綜合征、白血病患者骨髓移植等病人外周血中TCRγδ細胞百分率增加;(2)少數(shù)急性T細胞白血病、T細胞惡性淋巴瘤患者為TCRγδT細胞發(fā)生惡性變;(3)慢性淋巴細胞性白血病、大顆粒淋巴細胞(LGL)白血病病人PBMC中TCRγδT細胞百分率增加;(4)腎移植患者排異反應(yīng)晚期外周血中TCRγδ細胞增加;(5)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)腔滑液中TCRγδ陽性細胞比率要高于外周血中TCRγδ細胞比例,推測TCRγδ可能參與局部炎癥的發(fā)生;(6)經(jīng)結(jié)核桿菌免疫后的局部淋巴引流液中TCRγδT細胞比例增加,麻風(fēng)結(jié)節(jié)病灶中有很高比例的TCRγδT細胞,提示TCRγδT細胞對分枝桿菌所致的感染免疫中起重要作用;(7)HIV、EBV感染時外周血TCRγδT細胞比例增加。
[超搞原]有的抗原不經(jīng)過APC處理和遞呈可直接激活CD4陽性T細胞稱為超抗原(superantigen,SAg),具有類似致分裂原的作用。SAg對T細胞的激活采取一種獨特的方式,即分子一端和TCRβ鏈上V基因產(chǎn)物結(jié)合,別一端和APC表面MHCⅡ類分子相結(jié)合。因此SAg發(fā)揮作用需有兩類細胞:表達TCRβ鏈的CD4+T細胞和表達MHCⅡ類抗原的輔佐細胞。外源性的SAg主要是葡萄菌、鏈球菌、支原體等微生物產(chǎn)生的毒素,其中以葡萄球菌腸毒素A(Staphylococcus enterotoxin A,SEA)研究得最多,SEA往往取用特定TCR基因片段Vβ6.9及Vβ22,SEA另一側(cè)與HLA-DR分子β1結(jié)構(gòu)域的α螺旋相結(jié)合。
SAg激活CD4+T細胞使之釋放IL-2,IFN、TNF等細胞因子,誘導(dǎo)CTL分化為效應(yīng)細胞,可殺傷對NK、LAK高度抵抗的白血病細胞。