抗原递呈细胞与抗原的处理及递呈课件

1、,特异性免疫应答,APC,抗原递呈细胞(antigen-presenting cell, APC)是能摄取、加工处理抗原，并将抗原递呈给淋巴细胞的一类免疫细胞，在机体免疫应答过程中发挥重要作用。根据APC细胞表面膜分子表达情况和功能的差异，可将其分为专职(professional) 和非专职APC两类：前者组成性表达MHC-类抗原和其他参与T细胞活化的共刺激分子，包括单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system, MPS）、树突状细胞、B细胞等；后者包括内皮细胞、纤维母细胞、上皮细胞等,它们通常情况下并不表达MHC-类分子，但在炎症过程中或受到IFN-g诱导，也可表达MHC-类分子并处理和递呈抗原。,第八章 抗原呈递细胞及抗原呈递作用,APC,APC,特异性免疫应答,APC,APC,特异性免疫应答,专职APC的比较,APC,特异性免疫应答,一、树突状细胞(dendritic cell, DC) ：是由美国学者Steinman于1973年所发现，因其成熟细胞具有许多树突样或伪足样突起而得名。 1、 来源、分化和种类： （1）来源 髓系来源的DC称为髓样DC（

2、myeloid DC, MDC）。部分DC由淋巴样干细胞分化而来，与淋巴细胞有共同的前体细胞，此类淋巴系来源的DC称为淋巴样DC（lymphoid DC, LDC）。 （2）分化、发育和迁移： 1）前体期 2）未成熟期 3）迁移期 4）成熟期：,第一节 抗原呈递细胞,特异性免疫应答,APC,DC 来源、分化和种类,特异性免疫应答,APC,（3）分布与命名,1）郎格罕斯细胞(Langerhans cell, LC)：LC是位于表皮和胃肠道上皮部位的未成熟DC， 2）间质性DC(interstitial DC)：是主要分布在某些非淋巴组织（如心、肺、肾、肝和胃肠道等组织）间质中的DC，属不成熟DC 3）外周血DC(peripheral blood DC)：指血液中的DC。 4）隐蔽细胞(veiled cell)：为输入淋巴管和淋巴液中迁移形式的DC。 5）并指状DC(interdigitating DC, IDC) ：IDC存在于外周淋巴组织的胸腺依赖区。 6）胸腺DC(thymic DC)：来自LDC，分布于胸腺髓质。 7）滤泡DC(follicular DC, FDC)：,特异性免疫应

3、答,APC,特异性免疫应答,APC,2、生物学功能,（1）抗原递呈功能 DC通过如下机制摄取抗原： 1）吞饮作用：细胞吞入液态物质或极微小颗粒的过程称为吞饮或胞饮(pinocytosis)。 2）受体介导的内吞作用(receptor-mediated endocytosis)：大分子物质首先被细胞膜表面特异性受体识别并与之结合，经过内化并通过膜囊泡系统完成物质的转运。 3）吞噬作用(phagocytosis)：吞噬作用乃指细胞非特异性吞入较大颗粒或分子复合物（如细菌、细胞碎片等）的过程。 4）表面捕获：FDC通过FcR和C3bR捕获并滞留抗原于细胞表面。 （2）调节免疫应答 DC分泌多种细胞因子（如IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、TNF-、IFN-及GM-CSF等），能调节免疫细胞分化、发育、活化及移行等,特异性免疫应答,APC,DC通过如下机制摄取抗原,特异性免疫应答,APC,二、单核吞噬细胞系统（mononuclear phagovyte system,MPS）包括骨髓中的前单核细胞（pre-monocyte）、外周血中的单核细胞（monocyte, Mon）以及组织内的

4、巨噬细胞（macrophage, M） 1、生物学特征： （1）来源及组织分布:不同组织器官的M具有不同的名称和功能特征。,特异性免疫应答,APC,肺部巨噬细胞吞噬大肠杆菌,APC,特异性免疫应答,（2）表面标志 单核吞噬细胞（尤其是M）表达多种表面标志，并藉此发挥各种生物学功能，例如：MHC分子、黏附分子（LFA-1、ICAM-1等）、共刺激分子（B7、CD40等）、补体受体（CR3、CR4、CR1等）、Fc受体（Fcg R等）、细胞因子受体（M-CSFR、IFN-a/bR、TNFR、IL-1R、IL-2R等）、LPS/LBP复合物受体CD14等。,特异性免疫应答,APC,（3）产生多种酶及分泌产物 单核吞噬细胞能产生各种溶酶体酶、溶菌酶、髓过氧化物酶等。M（尤其是活化的M）还能产生和分泌近百种生物活性物质，如细胞因子（IL-1、IL-6、IL-12、TNF-、IFN-g、IFN-a、G-CSF、GM-CSF、TGF-b等）、补体成分（C1、C2、C3、C4、C5、B因子、D因子、P因子等）、凝血因子（凝血因子、和凝血酶原等）、反应性氧中间产物超氧阴离子(O2)、过氧化氢(H2O2)

5、和单线态氧(1O2)等、反应性氮中间产物一氧化氮(NO)等，以及前列腺素、白三烯、血小板活化因子、ACTH、内啡肽等活性产物。,APC,特异性免疫应答,2、主要生物学作用,（1）吞噬消化作用 M具有强大的吞噬功能，可将病原体等大颗粒抗原异物摄入胞内，形成吞噬体(phagosome)，再与溶酶体(lysosome)融合形成吞噬溶酶体(phagolysosome)，通过氧依赖和氧非依赖系统，在多种酶的作用下，杀灭和消化病原体等异物。 （2）杀伤肿瘤细胞 充分活化的M能杀伤肿瘤细胞，其机制为：M分泌TNF-、NO、反应性氧中间产物及蛋白水解酶等，直接杀伤或抑制肿瘤细胞生长；抗肿瘤抗体与M表面FcR结合，介导ADCC效应；M递呈肿瘤抗原，激活T细胞产生TNF-b、IFN-g、穿孔素、特异性巨噬细胞武装因子等，激活巨噬细胞并可协同作用杀伤肿瘤细胞。,特异性免疫应答,APC,（3）加工和递呈抗原 M是一类重要的专职APC，可经吞噬、胞饮或受体介导的胞吞作用摄取抗原。 （4）调节免疫应答 M 对免疫应答具有双向调节作用：正调节，即递呈抗原、激发免疫应答、分泌具有免疫促进作用的因子（IL-1、IL-1

6、2、TNF-a等）、介导免疫细胞活化、增殖并产生免疫效应分子，从而增强机体免疫应答；负调节，指过度活化的M可分泌前列腺素、TGF-b、活性氧分子等免疫抑制性物质，抑制免疫细胞活化和增殖，或直接损伤淋巴细胞，从而抑制免疫应答。,APC,特异性免疫应答,M是一类重要的专职APC，可经吞噬、胞饮或受体介导的胞吞作用摄取抗原,特异性免疫应答,APC,（5）介导炎症反应 在趋化因子、病原体组分等作用下，M可定向移行至炎症部位，是浸润炎症灶局部的重要炎症细胞，其参与炎症损伤的机制为：在吞噬、杀灭和清除病原体等异物的同时，可能发生溶酶体酶外漏，从而损伤周围组织； 分泌各种炎症介质（如IL-1、IL-8、TNF-a等），增强局部炎症的损伤作用。,APC,特异性免疫应答,特异性免疫应答,APC,APC,特异性免疫应答,特异性免疫应答,APC,三、B细胞无吞噬功能，主要通过如下途径摄取抗原：,1BCR途径 B细胞表面BCR可特异性识别和结合抗原，再进行内吞。 2非特异性胞饮作用 此作用不涉及BCR，故仅激活Th细胞而不激活B细胞。B细胞对抗原的加工处理方式也与Mf不尽相同。,特异性免疫应答,APC,T细胞

7、借助其表面TCR识别抗原物质，但一般不能直接识别可溶性蛋白抗原，而仅识别与MHC分子结合成复合物的抗原肽：CD4+T细胞识别APC表面抗原肽-MHC-类分子复合物；CD8+T细胞识别靶细胞表面抗原肽-MHC-类分子复合物。 细胞将胞浆内自身产生或摄入胞内的抗原消化降解为一定大小的抗原肽片段，以适合与胞内MHC分子结合，此过程称为抗原加工(antigen processing)或抗原处理。抗原肽与MHC分子结合成抗原肽-MHC分子复合物，并表达在细胞表面，以供T细胞识别，此过程称为抗原递呈(antigen presenting)。,特异性免疫应答,APC,第二节 抗原呈递及其机制,根据被递呈抗原的来源不同，可将其分为外源性抗原(exogenous antigen)和内源性抗原(endogenous antigen)：前者为来源于细胞外的抗原，如被吞噬的细胞、细菌或某些自身成分等；后者是细胞内合成的抗原，如病毒感染细胞所合成的病毒蛋白、肿瘤细胞合成的蛋白以及胞内某些自身正常成分等。,特异性免疫应答,APC,特异性免疫应答,APC,一、胞质溶胶途径(MHC类分子途径),(一)内源性抗原的加工

8、处理和转运。 (二) MHC-类分子的生成和组装。 (三)MHC-类分子组装和递呈抗原肽 。,特异性免疫应答,APC,内源性抗原的加工处理和转运,特异性免疫应答,APC,二、溶酶体途径(MHC-类分子途径),(一) 外源性抗原的加工处理 (二) MHC-类分子的生成和转运 (三) MHC-类分子组装和递呈抗原肽,MHC-类分子a链和b链在粗面ER中生成，并在钙联蛋白参与下折叠成异二聚体，插入粗面ER膜中。粗面ER膜上存在Ia相关的恒定链(Ia-associated invariant chain，Ii链)，与MHC-类分子结合，形成九聚体(abIi)3复合物。,APC通过胞吞作用(endocytosis)或称内化作用(internalization)而摄入外源性抗原，包括吞噬、吞饮或受体介导的内吞作用。所摄入的外源性抗原由胞浆膜包裹，在胞内形成内体(endosome),特异性免疫应答,APC,外源性抗原的加工处理,特异性免疫应答,APC,特异性免疫应答,APC,三、非经典抗原递呈途径MHC分子交叉递呈抗原的途径,(一) 内源性抗原的非经典递呈途径 (二) 外源性抗原的非经典递呈途径,特异性免疫应答,APC,四、脂类抗原的CD1分子递呈途径,CD1蛋白属MHC-类样分子，由CD1ae5种分子组成，可与b2m组成异二聚体。CD1对脂类抗原的处理和递呈不依赖于TAP或DM分子，可能有其他分子参与脂类抗原的加工、处理和对CD1的转运等,

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