抗原遞呈細(xì)胞與抗原的處理及遞呈

1、抗原遞呈細(xì)胞與抗原的處理及遞呈NoImageAPCAPC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageAPCAPC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImage專(zhuān)職專(zhuān)職APC的比較的比較APC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImagen一、樹(shù)突狀細(xì)胞一、樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC) ：是由美國(guó)學(xué)者是由美國(guó)學(xué)者Steinman于于1973年所發(fā)現(xiàn)，因其成熟細(xì)胞具有許多樹(shù)突年所發(fā)現(xiàn)，因其成熟細(xì)胞具有許多樹(shù)突樣或偽足樣突起而得名。樣或偽足樣突起而得名。 n1、 來(lái)源、分化和種類(lèi)：來(lái)源、分化和種類(lèi)： n（1）來(lái)源）來(lái)源 髓系來(lái)源的髓系來(lái)源的DC稱(chēng)為髓樣稱(chēng)為髓樣

2、DC（myeloid DC, MDC）。）。部分部分DC由淋巴樣干細(xì)胞分化而來(lái)，與淋巴細(xì)胞由淋巴樣干細(xì)胞分化而來(lái)，與淋巴細(xì)胞有共同的前體細(xì)胞，此類(lèi)淋巴系來(lái)源的有共同的前體細(xì)胞，此類(lèi)淋巴系來(lái)源的DC稱(chēng)為淋巴樣稱(chēng)為淋巴樣DC（lymphoid DC, LDC）。）。 n（2）分化、發(fā)育和遷移：）分化、發(fā)育和遷移： 1）前體期）前體期 2）未成熟期）未成熟期 3）遷移期）遷移期 4）成熟期：）成熟期： 第一節(jié)第一節(jié) 抗原呈遞細(xì)胞抗原呈遞細(xì)胞特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImageDC 來(lái)源、分化和種類(lèi)來(lái)源、分化和種類(lèi)特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImage

3、（3）分布與命名）分布與命名 n1）郎格罕斯細(xì)胞）郎格罕斯細(xì)胞(Langerhans cell, LC)：LC是位于表皮和胃腸道上是位于表皮和胃腸道上皮部位的未成熟皮部位的未成熟DC， n2）間質(zhì)性間質(zhì)性DC(interstitial DC)：是主要分布在某些非淋巴組織（如是主要分布在某些非淋巴組織（如心、肺、腎、肝和胃腸道等組織）間質(zhì)中的心、肺、腎、肝和胃腸道等組織）間質(zhì)中的DC，屬不成熟屬不成熟DC n3）外周血外周血DC(peripheral blood DC)：指血液中的指血液中的DC。 n4）隱蔽細(xì)胞隱蔽細(xì)胞(veiled cell)：為輸入淋巴管和淋巴液中遷移形式的為輸入淋巴管和淋

4、巴液中遷移形式的DC。 n5）并指狀并指狀DC(interdigitating DC, IDC) ：IDC存在于外周淋巴組織存在于外周淋巴組織的胸腺依賴(lài)區(qū)。的胸腺依賴(lài)區(qū)。 n6）胸腺）胸腺DC(thymic DC)：來(lái)自來(lái)自LDC，分布于胸腺髓質(zhì)。分布于胸腺髓質(zhì)。 n7）濾泡）濾泡DC(follicular DC, FDC)： 特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImage2、生物學(xué)功能、生物學(xué)功能n（1）抗原遞呈功能）抗原遞呈功能 DC通過(guò)如下機(jī)制攝取抗原：通過(guò)如下機(jī)制攝取抗原： n 1）吞飲作用：細(xì)胞吞入液態(tài)物質(zhì)

5、或極微小顆粒的過(guò)程稱(chēng)為吞飲）吞飲作用：細(xì)胞吞入液態(tài)物質(zhì)或極微小顆粒的過(guò)程稱(chēng)為吞飲或胞飲或胞飲(pinocytosis)。 n 2）受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用(receptor-mediated endocytosis)：大分子大分子物質(zhì)首先被細(xì)胞膜表面特異性受體識(shí)別并與之結(jié)合，經(jīng)過(guò)內(nèi)化并通物質(zhì)首先被細(xì)胞膜表面特異性受體識(shí)別并與之結(jié)合，經(jīng)過(guò)內(nèi)化并通過(guò)膜囊泡系統(tǒng)完成物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。過(guò)膜囊泡系統(tǒng)完成物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。 n 3）吞噬作用）吞噬作用(phagocytosis)：吞噬作用乃指細(xì)胞非特異性吞入較吞噬作用乃指細(xì)胞非特異性吞入較大顆粒或分子復(fù)合物（如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）的過(guò)程。大顆?；蚍肿訌?fù)合物（

6、如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）的過(guò)程。 n 4）表面捕獲：）表面捕獲：FDC通過(guò)通過(guò)FcR和和C3bR捕獲并滯留抗原于細(xì)胞表面。捕獲并滯留抗原于細(xì)胞表面。 n（2）調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答）調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答 DC分泌多種細(xì)胞因子（如分泌多種細(xì)胞因子（如IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、TNF- 、IFN- 及及GM-CSF等），能調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化、發(fā)等），能調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化、發(fā)育、活化及移行等育、活化及移行等 特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImageDC通過(guò)如下機(jī)制攝取抗原通過(guò)如下機(jī)制攝取抗原特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImagen二、單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（二、單核吞噬

7、細(xì)胞系統(tǒng)（mononuclear phagovyte system,MPS）包括骨髓中的前單核細(xì)胞（包括骨髓中的前單核細(xì)胞（pre-monocyte）、）、外周血中的單核外周血中的單核細(xì)胞（細(xì)胞（monocyte, Mon）以及組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞（以及組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞（macrophage, M ） n1、生物學(xué)特征：、生物學(xué)特征：n（1）來(lái)源及組織分布）來(lái)源及組織分布:不同組織器官的不同組織器官的M 具有不同的名稱(chēng)和具有不同的名稱(chēng)和功能特征。功能特征。特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImage肺部巨噬細(xì)胞吞噬大腸桿菌肺部巨噬細(xì)胞吞噬大腸桿菌APC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImage

8、NoImagen（2）表面標(biāo)志）表面標(biāo)志 單核吞噬細(xì)胞（尤其是單核吞噬細(xì)胞（尤其是M ）表達(dá)表達(dá)多種表面標(biāo)志，并藉此發(fā)揮各種生物學(xué)功能，例如：多種表面標(biāo)志，并藉此發(fā)揮各種生物學(xué)功能，例如：MHC分子、黏附分子（分子、黏附分子（LFA-1、ICAM-1等）、共等）、共刺激分子（刺激分子（B7、CD40等）、補(bǔ)體受體（等）、補(bǔ)體受體（CR3、CR4、CR1等）、等）、Fc受體（受體（Fcg R等）、細(xì)胞因子等）、細(xì)胞因子受體（受體（M-CSFR、IFN-a/bR、TNFR、IL-1R、IL-2R等）、等）、LPS/LBP復(fù)合物受體復(fù)合物受體CD14等。等。特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoIm

9、ageNoImagen（3）產(chǎn)生多種酶及分泌產(chǎn)物）產(chǎn)生多種酶及分泌產(chǎn)物 單核吞噬細(xì)胞能產(chǎn)生單核吞噬細(xì)胞能產(chǎn)生各種溶酶體酶、溶菌酶、髓過(guò)氧化物酶等。各種溶酶體酶、溶菌酶、髓過(guò)氧化物酶等。M （尤尤其是活化的其是活化的M ）還能產(chǎn)生和分泌近百種生物活性物還能產(chǎn)生和分泌近百種生物活性物質(zhì)，如細(xì)胞因子（質(zhì)，如細(xì)胞因子（IL-1、IL-6、IL-12、TNF- 、IFN-g、IFN-a、G-CSF、GM-CSF、TGF-b等）、等）、補(bǔ)體成分（補(bǔ)體成分（C1、C2、C3、C4、C5、B因子、因子、D因子、因子、P因子等）、凝血因子（凝血因子因子等）、凝血因子（凝血因子、和和凝血酶原等）、反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物

10、凝血酶原等）、反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物超氧陰離子超氧陰離子(O2)、過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫(H2O2)和單線態(tài)氧和單線態(tài)氧(1O2)等、反應(yīng)性等、反應(yīng)性氮中間產(chǎn)物氮中間產(chǎn)物一氧化氮一氧化氮(NO)等，以及前列腺素、白三等，以及前列腺素、白三烯、血小板活化因子、烯、血小板活化因子、ACTH、內(nèi)啡肽等活性產(chǎn)物。內(nèi)啡肽等活性產(chǎn)物。 APC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImage2、主要生物學(xué)作用、主要生物學(xué)作用n（1）吞噬消化作用）吞噬消化作用 M 具有強(qiáng)大的吞噬功能，可將病原體等大具有強(qiáng)大的吞噬功能，可將病原體等大顆?？乖愇飻z入胞內(nèi)，形成吞噬體顆?？乖愇飻z入胞內(nèi)，形成吞噬體(phagosom

11、e)，再與溶酶體再與溶酶體(lysosome)融合形成吞噬溶酶體融合形成吞噬溶酶體(phagolysosome)，通過(guò)氧依賴(lài)和氧通過(guò)氧依賴(lài)和氧非依賴(lài)系統(tǒng)，在多種酶的作用下，殺滅和消化病原體等異物。非依賴(lài)系統(tǒng)，在多種酶的作用下，殺滅和消化病原體等異物。n （2）殺傷腫瘤細(xì)胞）殺傷腫瘤細(xì)胞 充分活化的充分活化的M 能殺傷腫瘤細(xì)胞，其機(jī)制為：能殺傷腫瘤細(xì)胞，其機(jī)制為：M 分泌分泌TNF- 、NO、反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物及蛋白水解酶等，直反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物及蛋白水解酶等，直接殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)；抗腫瘤抗體與接殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)；抗腫瘤抗體與M 表面表面FcR結(jié)合，結(jié)合，介導(dǎo)介導(dǎo)ADCC效應(yīng)；效應(yīng)；M

12、遞呈腫瘤抗原，激活遞呈腫瘤抗原，激活T細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞產(chǎn)生TNF-b、IFN-g、穿孔素、特異性巨噬細(xì)胞武裝因子等，激活巨噬細(xì)胞并可穿孔素、特異性巨噬細(xì)胞武裝因子等，激活巨噬細(xì)胞并可協(xié)同作用殺傷腫瘤細(xì)胞。協(xié)同作用殺傷腫瘤細(xì)胞。 特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImagen（3）加工和遞呈抗原）加工和遞呈抗原 M 是一類(lèi)重要的專(zhuān)職是一類(lèi)重要的專(zhuān)職APC，可經(jīng)吞噬、胞飲或受體介導(dǎo)的胞吞作用攝取抗原。可經(jīng)吞噬、胞飲或受體介導(dǎo)的胞吞作用攝取抗原。 n（4）調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答）調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答 M 對(duì)免疫應(yīng)答具有雙向調(diào)節(jié)對(duì)免疫應(yīng)答具有雙向調(diào)節(jié)作用：正調(diào)節(jié)，即遞呈抗原、激發(fā)免疫應(yīng)答、分作用：正調(diào)節(jié)，

13、即遞呈抗原、激發(fā)免疫應(yīng)答、分泌具有免疫促進(jìn)作用的因子（泌具有免疫促進(jìn)作用的因子（IL-1、IL-12、TNF-a等）、介導(dǎo)免疫細(xì)胞活化、增殖并產(chǎn)生免疫效應(yīng)等）、介導(dǎo)免疫細(xì)胞活化、增殖并產(chǎn)生免疫效應(yīng)分子，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答；負(fù)調(diào)節(jié)，指過(guò)度分子，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答；負(fù)調(diào)節(jié)，指過(guò)度活化的活化的M 可分泌前列腺素、可分泌前列腺素、TGF-b、活性氧分子活性氧分子等免疫抑制性物質(zhì)，抑制免疫細(xì)胞活化和增殖，或等免疫抑制性物質(zhì)，抑制免疫細(xì)胞活化和增殖，或直接損傷淋巴細(xì)胞，從而抑制免疫應(yīng)答。直接損傷淋巴細(xì)胞，從而抑制免疫應(yīng)答。 APC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImageM 是一類(lèi)重要的

14、專(zhuān)職是一類(lèi)重要的專(zhuān)職APC，可經(jīng)吞噬、胞飲可經(jīng)吞噬、胞飲或受體介導(dǎo)的胞吞作用攝取抗原或受體介導(dǎo)的胞吞作用攝取抗原特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImagen（5）介導(dǎo)炎癥反應(yīng)）介導(dǎo)炎癥反應(yīng) 在趨化因子、病原體組分等作在趨化因子、病原體組分等作用下，用下，M 可定向移行至炎癥部位，是浸潤(rùn)炎癥灶可定向移行至炎癥部位，是浸潤(rùn)炎癥灶局部的重要炎癥細(xì)胞，其參與炎癥損傷的機(jī)制為：局部的重要炎癥細(xì)胞，其參與炎癥損傷的機(jī)制為：在吞噬、殺滅和清除病原體等異物的同時(shí)，可能在吞噬、殺滅和清除病原體等異物的同時(shí)，可能發(fā)生溶酶體酶外漏，從而損傷周?chē)M織；發(fā)生溶酶體酶外漏，從而損傷周?chē)M織； 分泌分泌

15、各種炎癥介質(zhì)（如各種炎癥介質(zhì)（如IL-1、IL-8、TNF-a等），增強(qiáng)等），增強(qiáng)局部炎癥的損傷作用。局部炎癥的損傷作用。 APC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImageAPC特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答NoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImagen三、三、B細(xì)胞無(wú)吞噬功能，主要通過(guò)如下途徑攝取抗原：細(xì)胞無(wú)吞噬功能，主要通過(guò)如下途徑攝取抗原： n1BCR途徑途徑 B細(xì)胞表面細(xì)胞表面BCR可特異性識(shí)別和結(jié)合可特異性識(shí)別和結(jié)合抗原，再進(jìn)行內(nèi)吞。抗原，再進(jìn)行內(nèi)吞。n2非特異性胞

16、飲作用非特異性胞飲作用 此作用不涉及此作用不涉及BCR，故僅激故僅激活活Th細(xì)胞而不激活細(xì)胞而不激活B細(xì)胞。細(xì)胞。B細(xì)胞對(duì)抗原的加工處理細(xì)胞對(duì)抗原的加工處理方式也與方式也與Mf不盡相同。不盡相同。 特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImagenT細(xì)胞借助其表面細(xì)胞借助其表面TCR識(shí)別抗原物質(zhì)，但一般不能識(shí)別抗原物質(zhì)，但一般不能直接識(shí)別可溶性蛋白抗原，而僅識(shí)別與直接識(shí)別可溶性蛋白抗原，而僅識(shí)別與MHC分子分子結(jié)合成復(fù)合物的抗原肽：結(jié)合成復(fù)合物的抗原肽：CD4+T細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別APC表表面抗原肽面抗原肽-MHC-類(lèi)分子復(fù)合物；類(lèi)分子復(fù)合物；CD8+T細(xì)胞識(shí)細(xì)胞識(shí)別靶細(xì)胞表面抗原

17、肽別靶細(xì)胞表面抗原肽-MHC-類(lèi)分子復(fù)合物。類(lèi)分子復(fù)合物。n細(xì)胞將胞漿內(nèi)自身產(chǎn)生或攝入胞內(nèi)的抗原消化降解細(xì)胞將胞漿內(nèi)自身產(chǎn)生或攝入胞內(nèi)的抗原消化降解為一定大小的抗原肽片段，以適合與胞內(nèi)為一定大小的抗原肽片段，以適合與胞內(nèi)MHC分分子結(jié)合，此過(guò)程稱(chēng)為抗原加工子結(jié)合，此過(guò)程稱(chēng)為抗原加工(antigen processing)或抗原處理?？乖呐c或抗原處理。抗原肽與MHC分子結(jié)合成抗原肽分子結(jié)合成抗原肽-MHC分子復(fù)合物，并表達(dá)在細(xì)胞表面，以供分子復(fù)合物，并表達(dá)在細(xì)胞表面，以供T細(xì)細(xì)胞識(shí)別，此過(guò)程稱(chēng)為抗原遞呈胞識(shí)別，此過(guò)程稱(chēng)為抗原遞呈(antigen presenting)。特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)

18、答答APC 第二節(jié)第二節(jié) 抗原呈遞及其機(jī)制抗原呈遞及其機(jī)制NoImageNoImagen根據(jù)被遞呈抗原的來(lái)源不同，可將其分為根據(jù)被遞呈抗原的來(lái)源不同，可將其分為外源性抗原外源性抗原(exogenous antigen)和內(nèi)源性抗和內(nèi)源性抗原原(endogenous antigen)：前者為來(lái)源于細(xì)前者為來(lái)源于細(xì)胞外的抗原，如被吞噬的細(xì)胞、細(xì)菌或某胞外的抗原，如被吞噬的細(xì)胞、細(xì)菌或某些自身成分等；后者是細(xì)胞內(nèi)合成的抗原，些自身成分等；后者是細(xì)胞內(nèi)合成的抗原，如病毒感染細(xì)胞所合成的病毒蛋白、腫瘤如病毒感染細(xì)胞所合成的病毒蛋白、腫瘤細(xì)胞合成的蛋白以及胞內(nèi)某些自身正常成細(xì)胞合成的蛋白以及胞內(nèi)某些自身正

19、常成分等。分等。 特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APCNoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APC一、胞質(zhì)溶膠途徑一、胞質(zhì)溶膠途徑(MHC類(lèi)分子途徑類(lèi)分子途徑)n(一一)內(nèi)源性抗原的加工處理和轉(zhuǎn)運(yùn)。內(nèi)源性抗原的加工處理和轉(zhuǎn)運(yùn)。 n(二二) MHC-類(lèi)分子的生成和組裝。類(lèi)分子的生成和組裝。 n(三三)MHC-類(lèi)分子組裝和遞呈抗原肽類(lèi)分子組裝和遞呈抗原肽 。 NoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APC內(nèi)源性抗原的加工處理和轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性抗原的加工處理和轉(zhuǎn)運(yùn)NoImageNoImage特特異異性性免免疫疫應(yīng)應(yīng)答答APC二、溶酶體途徑二、溶酶體途徑(MHC-類(lèi)分子途徑類(lèi)分子途徑)n(一一) 外源性抗原的加工處理外源性抗原的加工處理 n(二二) MHC-類(lèi)分子的生成和轉(zhuǎn)運(yùn)類(lèi)分子的生成和轉(zhuǎn)運(yùn) n(三三) MHC-類(lèi)分子組裝和遞呈抗原肽類(lèi)分子組裝和遞呈抗原肽 nMHC-類(lèi)分子類(lèi)分子a鏈和鏈和b鏈在粗面鏈在粗面ER中生成，并在鈣聯(lián)蛋白參與中生成，并在鈣聯(lián)蛋白參與下折疊成異二聚體，插入粗面下折疊成異二聚體，插入粗面ER膜中。粗面膜中。粗面ER膜上存在膜上存在Ia相相關(guān)的恒定鏈關(guān)的恒定鏈(Ia-associated invariant chain，Ii鏈鏈)，與，與MHC-類(lèi)分子結(jié)合，形成九聚體類(lèi)分子結(jié)合，