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人人学懂免疫学:第三十三期
2022-06-13 访问次数:1144

▉ 前言

上一期推送中我们为大家介绍了T细胞进入胸腺后的第一场考核:阳性选择。本期推送中为大家介绍T细胞在胸腺经历的第二场考核阴性选择


通过对三十二期知识的学习,我们已经知道“阳选阶段”T细胞呈双阳性,即T细胞表面既表达CD4也表达CD8分子。然而T细胞不是永远保持这种状态,那它的改变发生在何时?下面,就让我们来学习一下

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阳选过程在胸腺皮层发生,阳选阶段或阳选过后,T细胞停止表达一种表面分子CD4CD8,而呈现CD8+T细胞或CD4+T细胞状态,此时的T细胞也被称为“单阳细胞”。该过程的确切机制还有待探索,现有的解释是这取决于cTEC用于抗原提呈的MHC类型。即该抗原由MHC I提呈,T细胞则呈现CD8+状态;MHC II提呈,T细胞则呈现CD4+状态。那么,大家可能会思考,与保留分子并列的另一种分子去哪了?答案是该分子表达通路下调或关闭了

▉ T细胞的免疫活化必须MHC抗原提呈

阳选成功的T细胞开始表达CCR7趋化因子受体,并从胸腺皮质迁移到胸腺髓质,胸腺髓质含有大量CCR7表达(传送门),在该处T细胞完成第二次考核,即检测T细胞自身耐受,该过程也被称为阴性选择


阴性选择过程中,可以与MHC-多肽自身抗原反应的T细胞被清除,这一点很关键。如果未将该类T细胞清除,将会出现自身免疫病,如能够识别自身抗原的Th细胞会辅助B细胞制造抗体,对自身分子进行标记进而对机体功能造成破坏胰岛素自身免疫综合征IAS,患者进食大量碳水化合物后,血糖升高,刺激胰岛β细胞释放胰岛素以对抗升高的血糖。在某种或某些因素下,机体产生了针对胰岛素的自身抗体,胰岛素与之结合形成胰岛素/胰岛素抗体复合物,血浆中可发挥降糖作用的胰岛素减少,在持续高血糖刺激下,胰岛素β细胞进一步分泌胰岛素,以对抗高血糖。此时患者可能不出现任何症状。当胰岛素/胰岛素抗体复合物解离后或产生类似人胰岛素生理作用的游离片段,血液中游离胰岛素水平上升,而出现与血糖水平不匹配的高胰岛素血症低血糖随即发生。未使用外源胰岛素情况下,胰岛素抗体产生更多是由于药物或食物诱发的。化学结构中含有-SH的药物容易导致IAS的发生。多数学者认为-SH与胰岛素S-S相互作用,使内源性胰岛素发生变构,触发免疫反应,产生胰岛素抗体。胰岛素抗体产生是IAS发病关键。但这种变构是可逆的,一旦停用此类药物,胰岛素抗体消失,低血糖可自行缓解。)。而在CTLs中则会直接对自身细胞展开攻击。

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▉ T细胞的免疫活化必须MHC抗原提呈

参与T细胞阴性选择的有2类细胞。一种是髓质胸腺上皮细胞(mTEC),它们是cTEC的“表亲”,其自带两个特点支持其成为T细胞耐受“测试者”。同cTEC一样,mTEC具有自噬功能,可将自身蛋白通过MHC II提呈。这种打破规则的提呈方式,增加了自身抗原的广度,在阴性选择阶段可以清除大部分自身反应辅助性T细胞。然而,除了这些所有细胞都具备的蛋白质,还有许多蛋白质组织特异性(据估计有几千种)。这种组织特异性蛋白质是器官、组织特性的基础。例如:心肌细胞形成的蛋白质仅属于心脏。因此,胸腺进行的阴性选择也应该包含这些组织特异性蛋白质。

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《Thymic epithelial cells: antigen presenting cellsthat regulate T cell repertoire and tolerancedevelopment》

mTEC含有称为AIRE的转录因子,可表达很多组织特异性抗原。最终,mTEC不仅可表达通用型蛋白质,还可表达千种以上组织特异性蛋白质。这样就可避免大部分组织特异性T细胞产生。然而,关于组织特异性抗原表达的问题,目前还未完全明了,现在不确定mTEC细胞表达全部组织特异性抗原还是仅表达其中大部分。

另一种参与胸腺阴性选择的细胞是胸腺树突状细胞(TDC)。TDC也具有“海星样”外形,但其不具备迁移能力。TDC是胸腺髓质常驻细胞,由骨髓来源前体细胞发育而来。TDC不仅可通过常用方式从胸腺获取抗原,还可以通过“掠夺”方式从mTEC获取MHC-多肽复合物。关于这种方式的具体作用机制,以及意义还有待研究。


经过胸腺细胞考核,最终只有那些具有可识别cTEC MHC-多肽复合物,且不与TDC或mTEC细胞MHC-多肽复合物反应的T细胞才能存活。

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图示阳选、阴选全景

通过考核的T细胞高水平表达TCR以及CD4或CD8共受体,但CD4和CD8分子绝不会同时表达。年轻人胸腺每天大约考核6千万双阳T细胞,但只有2百万单阳T细胞顺利通过考核。其余T细胞均发生凋亡,迅速被胸腺巨噬细胞吞噬。大部分学生对超过1个小时的考试无法忍受,但T细胞需要经历的却是长达2周的考核。一经“塑形”,T细胞不会再发生改变。不过,免疫学家仍未确切了解这些“毕业生”离开胸腺的方式,但猜测其通过皮质髓质交界经血液进入外周组织


▉下期预告

本期推送中,我们为大家介绍了T细胞在胸腺经历的第二场考核阴性选择。大家是否思考过,T细胞是如何在经历阳性选择后又成功经历阴性选择的,难道这2个过程不是相悖的吗?下期推送中,我们将为大家提供一些思路,敬请期待。

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