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蒋世禄的生物课堂内外

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日志

 
 

【转载】效应T细胞使靶细胞裂解死亡既有凋亡特征,又有坏死迹象  

2013-05-18 12:49:08|  分类: 教学参考资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      以下摘自李福荣 张顺利《免疫学》P182-184

      TC细胞对靶细胞的杀伤主要有两种途径:攻击靶细胞细胞膜,诱发细胞溶解坏死和攻击靶细胞细胞核,诱发细胞程序性死亡

   (一)释放穿孔素,诱发细胞溶解

      在此种杀伤途径中,成熟TC细胞识别抗原和MHC-Ⅰ类分子并被激活后,迅速和靶细胞贴近,两者细胞膜发生接触,但之间留有空隙。CTL[1]胞浆中的裂解性颗粒( lytic granule )藉助微管作用被集中在靠靶细胞的一侧,然后颗粒中的大分子内含物被释放至CTL和靶细胞凤的空隙中,称为颗粒胞吐( granule exccytosis)。内含物包括穿孔素(perform )、丝氨酸酯酶等。

      穿孔素是导致靶细胞溶解的重要介质。穿孔素以其前体形式(单体)存在于TC胞浆颗粒中。当TC受靶细胞上的抗原刺激和TH细胞释放的IL-2及IL-5的作用而活化时,可引起细胞内游离Ca2+水平升高,促使颗粒降解而释出单体形式的穿孔素。释出的穿孔素随即进人细胞间隙,并在Ca2+的存在下迅速附着于靶细胞膜,嵌人细胞膜的双层磷脂中,不断形成不同孔径(50-160nm)的跨膜孔道,从而导致靶细胞膜去极化,使细胞外水分流人胞内,一些电解质和大分子物质流出胞外,最终使靶细胞溶解。对靶细胞进行攻击后的TC细胞仍完整无缺,经与裂解的靶细胞分离后,又可继续攻击其他靶细胞。一个TC细胞在几小时内可以杀伤数十个靶细胞。这和补体级联反应最后C9在靶细胞膜上"打洞",造成细胞裂解的效果十分相似[图9-16(b),图9-17] 。

由上可以看出,TC细胞溶解靶细胞过程可分为两个阶段:

     ①效一靶细胞结合阶段: TC细胞的TCR与靶细胞表面的抗原-MHC-Ⅰ类分子复合体紧密结合,这是触发TC活化和释放溶细胞性介质的前提,该过程历时数分钟,须在37℃进行,且需要Mg2+存在。

    ②靶细胞溶解破坏阶段:此阶段Tc细胞对靶细胞造成不可逆的损伤,使靶细胞发生进行性溶解,此过程历时约一小时或更长时间,对温度变化敏感,需要Ca2+存在。

    (二)释放淋巴毒素。诱导细胞程序性死亡

    许多重要的免疫生物学现象都有PCD(programmed cell death)参与,因而其意义远远不限于免疫应答的效应机制。如胸腺选择中大量细胞死亡即由PCD引起。另外,各种依赖于细胞因子而增殖的免疫细胞,在细胞因子不再存在时的自然消亡也属PCD。因而这是一种生理性"细胞自杀"过程。形态特点是细胞发生皱缩、核崩溃、细胞膜内折,形成凋亡小体,后者迅速被周围的巨噬细胞或上皮细胞所吞噬。因而PCD与穿孔素及补体引起的细胞裂解不同,不造成细胞内含物因细胞死亡而释放到细胞外环境中,也就不引起炎症反应。PCD的分子生物学表现主要是激活限制核酸酶,后者作用于DNA,使整个DNA断裂成长度和核小体相当(约200bp),或与之成倍的(400bp、600bp、800bp……)核苷酸片段,在琼脂糖电泳带上呈现典型的"梯级结构" 。这是判断PCD是否存在最具特征性的指标,表明PCD的主要把目标是细胞核。

        CTL接触靶细胞5-15min即可观察到PCD特征(核损伤、染色质固缩、核小片段出现)30-120min后出现膜破裂和胞浆标记物51Cr的释放。由于典型的PCD并不表现膜破裂上述现象支持PCD和颗粒胞吐在CTL诱发的细胞毒中同时起作用[2]

      综上所述,TC细胞杀伤靶细胞有以下几个特点:①预先由抗原诱导,活化的TC细胞可特异性杀伤携带内源性抗原的靶细胞而对其他细胞无损伤作用。 ②TC细胞的杀伤作用受MHC-Ⅰ类分子的限制。③TC细胞可连续杀伤靶细胞,其杀伤效率高。④TC细胞必需与靶细胞直接接触才有杀伤作用。

图9-17两种细胞杀伤机制形态学比较

(1)正常细胞;(2)发生程序死亡后,染色质收缩,形成分布于核膜旁的边界清晰的团块,胞浆浓缩,核膜及细胞膜卷曲;(3)接着发生核断裂,细胞膜内折形成带蒂隆凸;(4)后者演化成由细胞膜包被的死亡小体,被附近细胞吞噬;(5)左侧所示为坏死过程,包括染色质凝成边界不明的结构,细胞器肿胀,线粒体出现絮状的结构;(6)细胞膜破裂,细胞分解

[1]即TC细胞

[2]说明效应T细胞发挥作用并非单纯的细胞的凋亡

 

★以下摘自王金发《细胞生物学》 P603-604

     14.2.2.1细胞坏死与程序性细胞死亡

     细胞坏死与细胞程序性死亡是两种完全不同的过程和生物学现象,在形态学、生化代谢改变、分子机制、细胞的结局和意义等方面都有本质的区别。

     细胞坏死是因病理而产生的被动死亡,而程序性细胞死亡是细胞接受指令后的主动死亡,属于"安乐死"。程序性细胞死亡是由它的生存环境、自身的代谢状况、发育史以及基因组等因素触发的,并且是受高度程序性控制的。

     程序性细胞死亡与细胞坏死有3个根本的区别。首先是引起死亡的原因不同:如物理性或化学性的损害因子及缺氧与营养不良等均导致细胞坏死,而程序性细胞死亡则是由基因控制的;第二是死亡的过程不同,坏死细胞的质膜通透性增高,致使细胞肿胀,细胞器变形或肿大,早期核无明显形态学变化,最后细胞破裂;而程序性细胞死亡的细胞不会膨胀、破裂,而是收缩并被割裂成膜性小泡后被吞噬;第三是坏死的细胞裂解要释放出内含物,并常引起炎症反应;在愈合过程中常伴随组织器官的纤维化,形成疤痕。而程序性细胞死亡的细胞没有被完全裂解,所以不会引起炎症。

       程序性细胞死亡最突出的生化特征是染色质DNA的有控裂解,并且是由于内源性内切核酸酶基因的活化和表达而造成的结果。这种由内源性内切核酸酶切割的染色质DNA片段大小是有规律的,即都为200bp的倍数。因此,抽提其中的DNA,进行琼脂糖凝胶电泳时,或进行氯化铯溴化乙锭超速离心时,呈现出梯状(lad-der)谱型,可作为鉴别是否发生程序性细胞死亡的一个重要的生化标志。

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