淋巴细胞 T(或T 细胞)是适应性免疫的关键介质,免疫系统的一部分能够产生病原体特异性、持久的防御机制(有关该主题的概述,请查看研究适应性和先天免疫反应的工具)。T 细胞反应的特异性与其表达的抗原特异性受体有关,即TCRs(T细胞受体)。虽然每个淋巴细胞 T 的特征是表达数千个相同的 TCR,但生物体中 TCR 的整体库是显着变化的,因此这些细胞几乎可以识别(并响应)任何入侵者。与 B 细胞表达的免疫球蛋白类似,TCR 是由体细胞产生的,其多样性是通过其基因片段的随机重排获得的。T 细胞仅在抗原被加工成肽并暴露于靶细胞表面后才能识别抗原,这种抗原呈递结构称为主要组织相容性复合体(MHC)。MHC-抗原复合物与 TCR 结合是 T 细胞激活的第一个强制性步骤。
MHC 分子是分类为 I 类或 II 类的细胞表面糖蛋白
MHC I 类可以在所有有核细胞中找到。在生理条件下,这种复合物暴露了由内源性蛋白质正常更新产生的肽。这些“自身”肽不会触发淋巴细胞 T 激活。相反,例如在病毒感染之后,病毒蛋白也会在细胞质中加工,然后暴露在细胞表面,诱导 T 细胞活化。
MHC II 类仅存在于专业抗原呈递细胞 ( APC ) 上,例如巨噬细胞、树突细胞和 B 细胞。一旦病原体被这些特化细胞识别、吞噬和消化,它们的MHC II 类复合物就会将这些外源性抗原呈递给 T 细胞,引发它们的活化。
如果 TCR 和 MHC 复合体之间的相互作用是 T 细胞反应所必需的,那肯定是不够的。首先,TCR 并不是 T 细胞膜上表达的唯一受体。事实上,根据 CD8 或 CD4 共同受体的存在区分两个主要的淋巴细胞 T 亚群:细胞毒性 T 细胞表达第一个(CD4 – / CD8 +细胞),而 T 辅助细胞 (Th) 表达第二个 ( CD4 + /CD8- 细胞)。
细胞毒性 T 细胞识别由 MHC I 类分子呈递的抗原表位。通过这种相互作用,克隆性细胞毒性 T 细胞分化为效应细胞,进而分泌穿孔素、颗粒酶(一种导致靶细胞裂解的蛋白质)和颗粒溶素(一种诱导靶细胞凋亡的物质)。因此,顾名思义,它们会直接破坏受感染的细胞。
相反,T 辅助细胞在与 APC 上的 MHC II 类相互作用后,增殖和分化,最终通过细胞因子的产生或通过细胞与细胞的接触来调节其他免疫细胞的活性。在遇到复杂的 MHC 肽之前,幼稚的 CD4+ Th 细胞是未定型的,有可能分化成亚组,例如 Th1、Th2、Th17、Thf(T 滤泡辅助细胞),每个亚组的特征都是分泌特定的细胞因子谱.
Th1 和 Th2 细胞
鉴于 Th1 和 Th2 在免疫反应中的关键作用,导致幼稚 CD4+ T 细胞启动成 Th1 或 Th2 的机制已被研究了很长时间。一些信息可能仍然缺失,但很明显,细胞因子微环境以及来自 APC 的刺激信号强度(即 TCR 对肽配体的亲和力)是该过程的基础。 Th1分化
所需的最关键的白介素是IL-12和IFN-y。IL-12 由 APC 分泌以响应 Toll 样受体刺激,导致转录因子STAT-4的表达,进而诱导 IFN-y 的产生。这创造了一个积极的循环,涉及STAT-1和T-bet。T-bet 被认为是 Th1 细胞的主要调节因子,因为它进一步增强了 IFN-y 的表达;通过上调 IL-12 受体来促进 IL-12 反应;抑制 Th2 谱系的进展,沉默 IL-4 表达并损害 Th2 主调节器 GATA3 的功能。
一旦分化,Th1 效应细胞的特征是产生促炎细胞因子,如 IFN-γ、TNF-α 和 IL-2,能够刺激巨噬细胞、NK 细胞、CD8+ 细胞毒性 T 细胞对抗细胞内病原体. 此外,Th1 反应通过激活 CD8+ 细胞毒性 T 淋巴细胞参与肿瘤清除。Th1 反应的失调与自身免疫性疾病有关。
Th2细胞参与防御细胞外寄生虫(例如蠕虫)和刺激体液反应(通过 B 细胞)。在病理条件下,这些细胞负责几种炎症,例如过敏反应、哮喘、特应性皮炎等
。 Th2 极化的关键白介素是IL-4,它驱动 STAT-6 磷酸化和随后的主转录上调因子GATA-3. 后者促进 Th2 反应,诱导 Th2 细胞的选择性生长,抑制 Th1 细胞特异性因子,并刺激介导 Th2 细胞作用的白介素的产生。例如,IL-4、IL-5 和 IL-13 有助于 B 细胞增殖和同种型从免疫球蛋白 IgG1 转换为 IgE,这是一种参与寄生虫感染
的关键抗体 下表显示了 Th1 和 Th2 细胞之间的主要差异.
诱导细胞因子 | 关键转录因子 | 分泌的细胞因子 | 回应反对 | 主要效应器 | 病理状况 | |
Th1 | IL-12、干扰素-γ | STAT-4, STAT-1, T-bet | IFN-γ、TNF-α、IL-2、TNF-β | 细胞内病原体,主要通过细胞介导的免疫 | 巨噬细胞、细胞毒性 T 细胞、B 细胞、NK | 与自身免疫性疾病相关(例如多发性硬化症) |
Th2 | IL-4 | STAT-6、GATA-3 | IL-4、IL-5、IL-6、IL-13 | 细胞外寄生虫,通过体液免疫 | B细胞 | 炎症反应(过敏、哮喘等) |
表 1. 该表显示了 Th1 和 Th2 细胞之间的主要区别。