效应细胞毒性T细胞如何杀伤靶细胞?
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效应细胞毒性T细胞作用靶细胞示意图
教材研究:有时学生会问到效应细胞毒性T细胞如何杀死靶细胞?这个过程其实也很复杂,分为三阶段。
1.效-靶细胞结合
细胞毒性T细胞(CD8+T细胞)在外周淋巴组织内增殖、分化为效应细胞毒性T细胞(效应CTL),在趋化因子作用下离开淋巴组织向感染灶集聚。
效应细胞毒性T细胞高表达黏附分子(如LFA-1、CD2等),可有效结合表达相应受体(ICAM、LFS-3等)的靶细胞。一旦T细胞受体(TCR)遭遇特异性抗原,TCR的激活信号可增强效-靶细胞表面黏附分子对的亲和力,并在细胞接触部位形成紧密、狭小的空间,使CTL分泌的非特异性效应分子集中于此,从而选择性杀伤所接触的靶细胞,但不影响邻近正常细胞。
2.效应细胞毒性T细胞(CTL)的极化
CTL的TCR与靶细胞表面肽-MHC-I类分子复合物特异性结合后,TCR及共受体向效-靶细胞接触部位聚集,导致CTL内亚显微结构极化,即细胞骨架系统(如肌动蛋白、微管)、高尔基复合体及胞浆颗粒等均向效-靶细胞接触部位重新排列和分布,从而保证CTL分泌的非特异性效应分子选择性作用于所接触的靶细胞。
3.致死性攻击
CTL主要通过两条途径杀伤靶细胞(如图)。
(1)穿孔素/颗粒酶途径
穿孔素(perforin)是储存于胞浆颗粒中的细胞毒素,其生物学效应类似于补体激活所形成的膜攻击复合体(MAC)。穿孔素单体可插入靶细胞膜,在钙离子存在的情况下,聚合成内径为16nm的孔道,使水、电解质迅速进入细胞,导致靶细胞崩解。
颗粒酶(granzyme)也是一类重要的细胞毒素,属丝氨酸蛋白酶。颗粒酶随CTL脱颗粒而出胞,循穿孔素在靶细胞膜所形成的孔道进入靶细胞,通过激活凋亡相关的酶系统而介导靶细胞凋亡。
(2)TNF与FasL途径
效应CTL可分泌TNF-α、TNF-β并表达膜FasL。这些效应分子可分别与靶细胞表面TNFR和Fas结合,通过激活胞内Caspase系统,介导靶细胞凋亡。
CTL的胞毒效应主要介导靶细胞凋亡,其生物学意义为:在清除感染细胞时,无细胞内容物(如溶酶体酶等)的外漏,可保护正常组织细胞免遭损伤;靶细胞凋亡过程中激活内源性核苷酸内切酶,可降解病毒DNA,从而阻止细胞死亡所释放的病毒再度感染旁邻正常组织细胞。
效应CTL杀死靶细胞后即与之脱离,并可再次与表达相同特异性抗原的靶细胞结合,对其发动攻击,从而高效、连续、特异性地杀伤靶细胞。

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