Fundamental immunology

Mai multe ca aceasta

LLS

după Crystal Lulong

Schema Theory

după Jessica van den Brink

Phylogenetic Tree Jose (03_20_2021) (1)

după Jose Uribe

Bio 2 Phylogenetic Tree

după David Tran

Fundamental immunology

Week 1: Immunostimulator

Mitogen

สารที่สามารถกระตุ้นการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของ Eukaryotic cells แบบไมโตสิส (Mitosis) ไม่มีความจำเพาะกับที่รีเซพเตอร์ใดๆ บนเซลล์

Adjuvants

สารประกอบหรือโมเลกุลที่ช่วยให้แอนติเจนในวัคซีนชนิดใดชนิดหนึ่งกระตุ้นการตอบสนองของ ระบบภูมิคุ้มกันได้ดีทำให้สามรถสร้างภูมิคุ้มกันที่จำเพาะมากขึ้นและอยู่ในร่างกายได้นานขึ้น

Superantigens

สามารถกระตุ้น T lymphocyte ผ่าน TCR ได้โดยไม่ต้องมีการนำเสนอบน MHC แบบปกติ เพียงแต่อาศัยการเป็นสะพานเชื่อมโยงระหว่าง TCR และ MHC บริเวณ ภายนอกของโมเลกุล ส่งผลให้สามารถกระตุ้น T lymphocyte ได้จำนวนมาก (polyclonal) คือ ประมาณ 2-20% ของ T lymphocyte

Epitope หรือ Antigenic Determinant

ส่วนย่อยชองantigenที่ถูกจดจำด้วย antibody, B-cell receptor หรือ T-cell receptor

3.Neoantigenic determinant

2.Linear determinant

1.Conformational determinant

Hapten

คือสารเคมีที่มีขนาดเล็ก โดยตัวมันเองไม่สามารถกระตุ้น B lymphocyte ได้ แต่ถ้าหากรวมกับโปรตีนเป็นสารประกอบเชิงซ้อน (hapten-protein complex) ก็สามารถกระตุ้น B lymphocyteได้เรียกโปรตีนนี้ว่าเป็น carrier protein

immunogen

สารที่ชักนำหรือกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน (CMIR และ HIR)” สารเหล่านี้ต้องเป็นสารโมเลกุลใหญ่ เช่น โปรตีน โพลีแสคคาไรด์

มีลักษณะสำคัญ 2 ประการ

2. Specific reaction (Antigenicity)

1. Immunogenicity

Antigen

มาจากคำว่า Antibody generator คือ สารที่ทำให้เกิดแอนติบอดีจำเพาะ แต่ความหมายของแอนติเจนหมายถึง “สารใดๆ ก็ตามที่สามารถจับได้อย่างจำเพาะกับ แอนติบอดีและรีเซพเตอร์ของทีเซลล์(T cell receptor)” 

ชนิดของแอนติเจน

T -dependent Antigen

T - independent Antigen

คุณสมบัติของแอนติเจน

ปัจจัยอื่นๆ

structure and accessibility of epitope

Chemical complexity

Size

Foreignness

Week 2: Cells and organs of the immune system

Lymphoid organs and Lymphoid tissues

2. Secondary lymphoid organs

Cutaneous Immune system

Cutaneous associated lymphoid tissue

ผิวหนังเป็นอวัยวะที่ใหญ่ที่สุดในร่างกาย เป็นด่านป้องกันทางกายภาพที่ ส้าคัญระหว่างสิ่งแวดล้อมภายนอกกับเนื้อเยื่อภายใน มีส่วนส้าคัญในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันเฉพาะที่ (Local immune response) และปฏิกิริยาการอักเสบ

Mucosal immune system

Peyer’s patches

ทอนซิล (Tonsil) และต่อมอดีนอยด์ (Adenoid)

Mucosal-Associated lymphoid tissue (MALT)

เนื้อเยื่อของระบบภูมิคุ้มกันบริเวณผิวเยื่อบุ พบในทางเดินอาหารและระบบ ทางเดินหายใจจะเป็นที่อยู่ของลิมโฟไซต์และ APC ที่จะกำจัดแอนติเจนที่เข้ามาทางการกิน (Ingested antigen) และทางการหายใจ (Inhaled antigen) เยื่อบุจะเป็นด่านป้องกันระหว่างสิ่งแวดล้อมภายนอก กับเนื้อเยื่อภายในที่จะเป็นช่องทางการเข้าสู่ร่างกายของจุลชีพและสิ่งแปลกปลอม เรียกเนื้อเยื่อบริเวณ ระบบทางเดินหายใจเรียกว่า Nasopharyngeal associated lymphoid tissue (NALT) บริเวณทางเดิน อาหารเรียกว่า Gut associated lymphoid tissue (GALT)

Lymph node and lymphatic system

Spleen

White pulp

ประกอบด้วย Lymphoid tissue ที่เรียงตัวรอบๆ Central artery เรียกว่า Periarteriolar lymphoid sheath (PALS)

Red pulp

Red pulp ประกอบด้วยเส้นเลือดขนาดเล็ก (Blood sinusoid) และมีเซลล์หลายชนิด เช่น แมคโครฟาจ แกรนูโลไซต์ลิมโฟไซต์และพลาสมาเซลล์

1. Primary lymphoid organ

Thymus

Bone marrow

Lymphoid linages

Natural killer (NK) cell

Memory lymphocyte

T-lymphocyte

Regulatory T lymphocyte (Treg)

T cytotoxic lymphocyte (CTL)

Helper T- lymphocyte (Th)

B-lymphocyte

Myeloid lineage

Mast cells

Basophil

Eosinophil

Dendritic cells

Professional antigen presenting cells

Mononuclear phagocytes

Macrophage

monocyte

Phagocytic cell

Neutrophil

Hematopoiesis

ขั้นตอนการสร้างเม็ดเลือด

Differentiation

Maturation

Proliferation

Intramedullary hematopoiesis

Extramedullary hematopoiesis

Week 1: Introduction to Immunology

ชนิดของภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ (Type of adaptive immune response)

2. ภูมิคุ้มกันชนิดพึ่งเซลล์ (Cell-mediated immune response; CMIR) หรือ Cellular immunity

ประกอบด้วยการทำงานของเม็ดเลือดขาวชนิด T-lymphocytes

T helper (Th) cells

Cytotoxic T lymphocyte (CTLs)

1. ภูมิคุ้มกันด้านสารน้ำ (Humoral immune response; HIR)

ประกอบด้วย แอนติบอดี ที่สร้างจาก B- lymphocytes

Innate immunity และ adaptive immunity

2. Adaptive Immunity

ประกอบด้วยเซลล์ lymphocyte และผลิตภัณฑ์ (Products) ซึ่งได้แก่เซลล์คือ T-lymphocytes, B-lymphocytes และสารน้ำคือ แอนติบอดี ไซโตไคน์

7.มีการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของ lymphocyte (Clonal expansion)

6.มีการควบคุมปริมาณการตอบสนอง (Self limitation/Cotraction and Homeostasis)

5.มีการปรับเปลี่ยนการตอบสนองไปตามชนิดของแอนติเจน (Adaptiveness or Specialization)

4.มีความหลากหลาย (Diversity)

3.มีการจดจำา (Memory)

2.มีความจำเพาะ (Specificity)

1.ไม่ทำปฏิกิริยากับแอนติเจนของตัวเอง (Non reactivity to self)

1. Innate Immunity

เป็นกลไกที่มีในร่างกายก่อนที่จะพบกับจุลชีพหรือแอนติเจน ดังนั้น สามารถทำงานได้ทันที มีความสามารถในการจำแนกสิ่งแปลกปลอมกับเนื่อเยื่อของตนเอง (Discrimination of self from non-self) แต่ความหลากหลายต่อจุลชีพหรือแอนติเจนจะจำกัด(Limited diversity) เนื่องจากจะจำเพาะกับองค์ประกอบร่วมของจุลชีพ (Pathogen associated molecular pattern; PAMPs) และไม่มีความสามารถจดจำ (memory) จุลชีพหรือแอนติเจนเดิมที่ เข้ามาในร่างกายครั้งหลัง

Cytokine and Interferon

Humoral substance

Aacute phase protein

Complement

Dendritic cell

Natural killer (NK) cells

Phagocytic cells

Barrier

การทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน

7.Immune regultion

การทำงานของระบบภูมิคุ้มกันซึ่งประกอบด้วยเซลล์และสารน้ำชนิดต่างๆ ที่มีความซับซ้อนมากๆ จำเป็นต้องมีการควบคุมที่เหมาะสม (Immune regultion) โดยการทำงานของไซโตไคน์ ฮอร์โมนและเซลล์ในกลุ่ม Regulatory cell เช่น Treg หากไม่มีการควบคุมที่เหมาะสม อาจเกิด ภาวะการตอบสนองมากเกินต้องการส่งผลให้เกิดพยาธิสภาพเกิดขึ้นในร่างกายได

6.ความจำ (Memory)

การทำงานของลิมโฟไซต์ หรือ Adaptive Immunity มีคุณสมบัติที่สำคัญประการหนึ่งคือ ความจำ(Memory) ลิมโฟไซต์ทั้ง B lymphocyte และ T lymphocyte เมื่อเคยได้ต่อสู้กับสิ่งแปลกปลอม (แอนติเจน) ชนิดใดชนิดหนึ่งแล้วจะมีการสร้างเซลล์ที่เรียกว่า Memory cell เก็บไว้ เพื่อว่าหากมีแอนติเจนชนิดเดิมเข้ามาอีกครั้งจะทำการตอบโต้ได้อย่างรวดเร็ว ไม่เสียเวลารอในขั้นตอน การกระตุ้นเซลล์ กล่าวอีกนัยหนึ่งเป็นความเข้าใจง่ายๆ ว่า ร่างกายมีภูมิคุ้มกันแล้วนั่นเอง 

5.Clone and clonal selection

B lymphocyte และ T lymphocyte จะมี BCR หรือ TCR แบบใดแบบหนึ่งเท่านั้น เรียกว่าโคลน (Clone) เมื่อมีจุลชีพเข้ามาในร่างกาย B lymphocyte และ T lymphocyte ที่มีรีเซพ เตอร์ที่จำเพาะกับแอนติเจนของจุลชีพนั้น จะถูกเลือกออกมาให้ทำหน้าที่ในการตอบโต้หรือตอบสนอง (Response) กระบวนการเลือกเซลล์โคลนที่จำเพาะต่อแอนติเจนมาตอบสนองนี้เรียกว่า Clonal selection 

4.Diversity and Gene rearangement

T cell receptor (TCR) และ B cell recptor (BCR) แต่ละโมเลกุลเป็นสายโปรตีนซึ่ง ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่มีความแตกต่างกัน ทำให้เกิดเป็นโครงสร้างที่แตกต่างกันจำนวนมหาศาล ซึ่งแต่ละโมเลกุลจะจำเพาะกับแอนติเจนที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของโครงสร้างนี้เรียกว่าเป็นความ หลากหลายของรีเซพเตอร์ (Diversity) ซึ่งถูกกำหนดหรือสร้างไว้ก่อนแล้วที่จะพบกับแอนติเจนหรือ สิ่งแปลกปลอม โดยกระบวนการจัดเรียงยีน (Gene rearangement) ที่ควบคุมการสร้างโมเลกุล ของรีเซพเตอร์นั้นๆ

3.เซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันทั้ง Innate immunity และ Adaptive immunity ต้องอาศัย Receptor

receptor ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบได้ทั้งภายในไซโตพลาสมและบนเซลล์เมมเบรน มีหลายประเภท ทำหน้าในการรับรู้(Recognize) สิ่งแปลกปลอมและจุลชีพที่แตกต่างกันได้

adaptive immunity

B cell recptor (BCR)

T cell receptor (TCR)

innate immunity

Dectin

Manose receptor (MR)

Scavenger receptor

Toll like receptor (TLR)

2.ระบบภูมิคุ้มกันเป็นการทำงานร่วมกันของ innateและ adaptive immune system ไม่สามารถแยกออกจากกันได้

1.Self and Non-Self discrimination

พัฒนาการของ Lymphocyte

5.maturation

การเจริญเติบโตเป็นตัวแก่ (maturation) ของ B และ T lymphocyte

4.progenitor, committed cells

มีการแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์ต้นกำเนิด (progenitor, committed cells) เพื่อให้มีจำนวนเซลล์ที่ถูกคัดเลือกเพียงพอ 

3.selection process

มีการคัดเลือกเซลล์ (selection process) ที่มีantigen receptor ซึ่งผ่านการทดสอบว่าทำหน้าที่ได้สมบูรณ์และกำจัดเซลล์ที่ไม่สมบูรณ์ออกไป

2.rearrangement

มีการจัดเรียงยีน (rearrangement) ที่สร้างโปรตีนซึ่งจะเป็นที่รับกับแอนติเจน (antigen receptor)

1.common lymphoid progenitor

เซลล์ต้นกำเนิด (common lymphoid progenitor ) จะเจริญแยกสาย (commitment) ไปเป็นเซลล์ตั้งต้นของลิมโฟซัยต์แต่ละสาย คือ B, T และ NK cells

Evolution of the immune system

สัตว์มีกระดูกสันหลัง

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังจะมีวิวัฒนาการของระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะและแบบจำเพาะตามลำดับ

ในปลา Hagfish and Lampreys จะยังไม่มีการ สร้างเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกัน เช่น ต่อมไธมัสและม้าม แต่ในปลาที่มีวิวัฒนาการสูงขึ้นอย่าง ฉลาม (Shark) หรือ กระเบน (Rays) จะมีต่อมไธมัสและม้าม และพบการสร้าง แอนติบอดีหนึ่งชนิดคือ IgM ในปลาชนิดอื่นๆ (Teleosts) ก็เช่นเดียวกัน ชนิดของแอนติบอดีจะพบมากขึ้นในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ (Amphibians) สัตว์เลื้อยคลาน (Reptile) สัตว์ปีก (Birds) และสัตว์เลี้ยง ลูกด้วยนม (Mammal) 

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ระบบภูมิคุ้มกันในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีเพียงเซลล์และสารน้ำแบบไม่จำเพาะ (Innate immunity) เท่านั้น

Phylogeny

ระบบภูมิคุ้มกันมีวิวัฒนาการมาตามลำดับ ตั้งแต่สัตว์ชั้นต่ำจนถึงสัตว์ชั้นสูง

หน้าที่ของระบบภูมิคุ้มกัน

Homeostasis

ทำลายเซลล์ที่หมดอายุเสื่อมสภาพในร่างกายออกไป

Surveillance

ตรวจตราเซลล์ที่ผิดปกติในร่างกาย

Defense

ป้องกันร่างกายจากสิ่งแปลกปลอมและจุลชีพ

องค์ประกอบของระบบภูมิคุ้มกัน

เนื้อเยื่อ (Lymphoid tissue)

อวัยวะ (Organs)

สารน้ำ (Humoral substance)

เซลล์ (Immune cells)

ด่านป้องกัน (Barrier)

Immunology

คือ การศึกษาเกี่ยวกับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ที่ เกี่ยวกับเซลล์และโมเลกุลต่างๆ ต่อจุลชีพและสิ่งแปลกปลอม