抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理和提呈

關(guān)于抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理和提呈學(xué)習(xí)要求：掌握：抗原提呈細(xì)胞的概念與種類。掌握：抗原提呈細(xì)胞對抗原的攝取和處理加工的途徑。MHC分子的作用。了解：專職抗原提呈細(xì)胞的主要特點(diǎn)。第2頁,共76頁，2024年2月25日，星期天Introduction一、概念：1、抗原提呈細(xì)胞,又叫輔佐細(xì)胞

antigenpresentingcell，APC,oraccessorycell能攝取、加工、處理抗原并將抗原信息提呈給T淋巴細(xì)胞的一類細(xì)胞。指能表達(dá)抗原肽-MHC復(fù)合物的任何細(xì)胞。（廣義）第3頁,共76頁，2024年2月25日，星期天Introduction一、概念：2、抗原提呈過程

APC將抗原加工處理、降解為多肽片段，并與MHC分子結(jié)合為肽－MHC分子復(fù)合物，轉(zhuǎn)移至細(xì)胞表面，供T細(xì)胞的TCR識別并結(jié)合的全過程。第4頁,共76頁，2024年2月25日，星期天Introduction二、種類：專職性抗原提呈細(xì)胞（professionalAPC）

能組成性表達(dá)MHC-Ⅱ類分子，提呈能力強(qiáng)；包括

DC、Mφ、B。非專職性抗原提呈細(xì)胞其它能加工、處理、提呈抗原的細(xì)胞，抗原提呈能力弱;包括：內(nèi)皮細(xì)胞、纖維母細(xì)胞，上皮及間皮細(xì)胞等.第5頁,共76頁，2024年2月25日，星期天Introduction第6頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)抗原提呈細(xì)胞的特點(diǎn)一、樹突狀細(xì)胞（dendriticcell，DC）1、最大特點(diǎn)：顯著刺激初始T細(xì)胞（na?veTcell)增殖是機(jī)體適應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答的始動者。在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中具有獨(dú)特的地位。Steinman(美國)于1973年發(fā)現(xiàn)功能最強(qiáng)的APC，Ag提呈能力比Mφ強(qiáng)10-100倍第7頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)抗原提呈細(xì)胞的特點(diǎn)一、樹突狀細(xì)胞（dendriticcell，DC）2、表面標(biāo)志：CD1a、CD11c、CD83

具有典型的樹突狀形狀，膜表面高表達(dá)MHCII類分子，能夠行至淋巴器官和刺激初始T細(xì)胞活化，使之增殖，并具有一些相對特異性表面標(biāo)志的一類細(xì)胞，方能稱之為DC。第8頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)抗原提呈細(xì)胞的特點(diǎn)一、樹突狀細(xì)胞（dendriticcell，DC）2、表面標(biāo)志：CD1a、CD11c、CD833、來源：髓系來源和淋巴系來源第9頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

髓樣干細(xì)胞多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞NK細(xì)胞T細(xì)胞B細(xì)胞淋巴系DC髓系DC髓系DC單核細(xì)胞中性粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞樹突狀細(xì)胞的來源第10頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)抗原提呈細(xì)胞的特點(diǎn)一、樹突狀細(xì)胞（dendriticcell，DC）2、表面標(biāo)志：CD1a、CD11c、CD833、來源：髓系來源和淋巴系來源4、組織分布：除腦之外的全身各臟器、數(shù)量極少在外周血中僅占單個核細(xì)胞的1%以下第11頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)抗原提呈細(xì)胞的特點(diǎn)一、樹突狀細(xì)胞（dendriticcell，DC）2、表面標(biāo)志：CD1a、CD11c、CD833、來源：髓系來源和淋巴系來源4、組織分布：除腦之外的全身各臟器、數(shù)量極少在外周血中僅占單個核細(xì)胞的1%以下5、分類：淋巴樣組織中的DC，包括IDC、邊緣區(qū)DC、FDC非淋巴樣組織中的DC，包括間質(zhì)性DC、LC體液中的DC，包括隱蔽細(xì)胞、血液DC第12頁,共76頁，2024年2月25日，星期天郎格漢斯細(xì)胞(Langerhan’scells)上皮組織中的LC（1，普通光鏡）捕捉外來抗原后即進(jìn)入引流淋巴結(jié)的T細(xì)胞區(qū)，成為IDC（2，掃描電鏡照片）。12第13頁,共76頁，2024年2月25日，星期天并指狀樹突細(xì)胞（interdigitatingDC，IDC）IDC表達(dá)高水平的II類MHC分子和共刺激分子B7，具有激活T細(xì)胞的能力。第14頁,共76頁，2024年2月25日，星期天BcellsFDC濾泡樹突細(xì)胞（folicularDC,FDC）淋巴濾泡內(nèi)的FDC通過Fc受體和補(bǔ)體受體捕獲被致敏的抗原，并將其遞呈給B細(xì)胞第15頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、樹突狀細(xì)胞DC的鑒定方法：三方面加以綜合判斷形態(tài)學(xué)、組合性細(xì)胞表面標(biāo)志、在MLR中能刺激初始T細(xì)胞增殖。第16頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、髓系樹突狀細(xì)胞分化、發(fā)育、成熟及遷移前體階段→未成熟期→遷移期→成熟期

正常情況下，髓系DC大多數(shù)處于未成熟狀態(tài)未成熟期攝取抗原或接受某些刺激（炎性信號）分化成熟發(fā)生表面標(biāo)志、功能狀態(tài)的變化成熟過程同時發(fā)生遷移第17頁,共76頁，2024年2月25日，星期天前體階段未成熟期

遷移期成熟期部位胎肝、臍血、骨髓成人外周血

實(shí)體器官、非淋巴組織上皮細(xì)胞

輸入淋巴管、外周血、肝血、淋巴組織淋巴結(jié)、脾及Peyer結(jié)的T細(xì)胞區(qū)功能產(chǎn)生各種髓系DC，在急性炎癥下迅速動員至非淋巴組織攝取加工處理Ag。由非淋巴組織向次級淋巴組織歸巢

經(jīng)淋巴和血液循環(huán)進(jìn)入淋巴結(jié)、經(jīng)外周血至脾

啟動T細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答提呈Ag肽：MHC復(fù)合物給初始T，并使之激活MHC、AM介導(dǎo)抗原攝取的受體Ag攝取加工處理能力刺激初始T細(xì)胞能力表達(dá)低表達(dá)高高低表達(dá)高缺乏低高髓系DC的分化發(fā)育的四個階段第18頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共76頁，2024年2月25日，星期天非成熟DC與成熟DC的特點(diǎn)比較特性非成熟DC成熟DCＦc受體的表達(dá)++-/+甘露糖受體表達(dá)++-/+MHCⅡ類分子表達(dá)半衰期約10小時大于100小時細(xì)胞膜表面數(shù)目1067×106共刺激分子的表達(dá)-/+++抗原攝取加工處理的能力++-/+

抗原提呈的能力

-/+++遷移的傾向性炎癥組織外周淋巴組織主要功能攝取、加工處理抗原提呈抗原

第20頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、樹突狀細(xì)胞免疫激活作用：DC對T、B有直接與間接激活作用

T：激活T：提供活化信號；誘導(dǎo)初始T→Th1

提呈Ag肽：——信號1高表達(dá)輔助刺激分子：B7、CD40——信號2高表達(dá)AM：ICAM-1——有助于T細(xì)胞進(jìn)一步結(jié)合分泌CKs：IL-12——誘導(dǎo)初始T→Th1

B：DC誘導(dǎo)Ig類別轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)B的增殖與分化DC誘導(dǎo)Ig類別轉(zhuǎn)換和釋放可溶性因子——調(diào)節(jié)B的增殖與分化第21頁,共76頁，2024年2月25日，星期天DC為T細(xì)胞提供信號1和信號2

肽-MHC分子肽-MHC分子TCR-CD3T細(xì)胞APCCD28CTLA-4B7B7CD4SSSS第22頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、樹突狀細(xì)胞誘導(dǎo)免疫耐受：中樞免疫耐受：DC參與在胸腺內(nèi)對發(fā)育中T細(xì)胞進(jìn)行的陰性選擇。外周免疫耐受：第23頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、樹突狀細(xì)胞免疫激活作用：CD34+cellTNF-α,GM-CSFDCPBMCGM-CSF,IL-4DCTAA沖擊致敏DC，回輸入腫瘤患者體內(nèi)分離腫瘤細(xì)胞RNA，負(fù)載于DC，在回輸中流患者體內(nèi)第25頁,共76頁，2024年2月25日，星期天二、單核-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)（Mononuclearphagocytesystem，MPS）生物學(xué)特性：功能最活躍的細(xì)胞來源：

分布：占血中白細(xì)胞總數(shù)的1～3%。表面標(biāo)志：CD14生理特性：吞噬性、粘附性、趨化性、激活骨髓髓樣干細(xì)胞↓前單核細(xì)胞pre-monocyte（骨髓）↓）單核細(xì)胞monocyte，Mon（血液，數(shù)小時～數(shù)十小時）↓巨噬細(xì)胞macrophage，Mφ（組織，數(shù)月～數(shù)年）第26頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

單核巨噬細(xì)胞（monocytesandmacrophages）第27頁,共76頁，2024年2月25日，星期天–單核細(xì)胞Monocyte(blood)–庫普弗細(xì)胞Kupffercells(liver)–腎小球間質(zhì)細(xì)胞Mesangialcells(kidneyglomerulus)–小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞Microglia(brain)–肺泡巨噬細(xì)胞Alveolarmacrophages(lung)–組織細(xì)胞Histiocyte(connectivetissue)Macrophage--Differentnamesindifferenttissues第28頁,共76頁，2024年2月25日，星期天單核巨噬細(xì)胞單核細(xì)胞體積較大，蹄狀核（左，普通光鏡）。透射電鏡顯示其高爾基體發(fā)達(dá)、粒體豐富、胞漿顆粒明顯（中）。掃描電鏡顯示腹腔巨噬細(xì)胞粘附于玻璃表面（右）。第29頁,共76頁，2024年2月25日，星期天二、單核-巨噬細(xì)胞

生物學(xué)功能（一）、識別、清除病原體等抗原性異物（二）、參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)（三）、對腫瘤和病毒感染等靶細(xì)胞的殺傷作用（四）、加工提呈抗原，啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答（五）、免疫調(diào)節(jié)作用第30頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

（一）識別、清除病原體等抗原性異物模式識別受體：特定的膜分子調(diào)理性受體：Fc受體、補(bǔ)體受體1、巨噬細(xì)胞對病原體等抗原性異物的識別第31頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共76頁，2024年2月25日，星期天（1）、巨噬細(xì)胞表面的模式識別受體及其作用病原體特定的分子結(jié)構(gòu)-----病原相關(guān)分子模式（pathogenassociatedmolecularpattern,PAMP）脂多糖、甘露糖、細(xì)菌DNA等第33頁,共76頁，2024年2月25日，星期天1)甘露糖受體（mannosereceptor）CLCLCLCLCLCLCLCLF2CRDCOOH細(xì)胞壁糖成分中的甘露糖、巖藻糖等第34頁,共76頁，2024年2月25日，星期天2)清道夫受體（Scavengerreceptor）

陰離子聚合物：細(xì)菌細(xì)胞壁、衰老的細(xì)胞SSCOOHCOOHNH2NH22HNS

Scavengerreceptor第35頁,共76頁，2024年2月25日，星期天TLR1~11PAMP(pathogen-associatedmolecularpattern)3)Toll樣受體（Tolllikereceptors,TLR

）RecognitionandsignalingpathwayofLPSandlipidA.

第36頁,共76頁，2024年2月25日，星期天（2）、巨噬細(xì)胞表面的調(diào)理性受體及其作用第37頁,共76頁，2024年2月25日，星期天IgGC3b,C4bOpsoninOpsonicreceptorsIgGFcRI,RII,RIIIC3bR,C4bR…….第38頁,共76頁，2024年2月25日，星期天1）IgGFc受體介導(dǎo)的調(diào)理作用Fc第39頁,共76頁，2024年2月25日，星期天C3bCR（C3b,C4b）2）補(bǔ)體受體介導(dǎo)的調(diào)理作用CR第40頁,共76頁，2024年2月25日，星期天2、巨噬細(xì)胞對病原體等抗原性異物的殺傷消化和清除第41頁,共76頁，2024年2月25日，星期天PhagocytoseandkillingofthepathogenN123DigestionNrecognitionN

phagocytoseBindingthelysosomeandbeingasthePhagosome,anddigestthebacteria.MacrophagerecognizethebacteriabytheopsoninreceptorandpatternreceptorswathethebacteriaandformPhagosome,OpsoninreceptorPatternreceptor第42頁,共76頁，2024年2月25日，星期天（二）、參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)第43頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共76頁，2024年2月25日，星期天吞噬細(xì)胞腫瘤細(xì)胞介導(dǎo)ADCC（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity）（三）、對腫瘤和病毒感染等靶細(xì)胞的殺傷作用第45頁,共76頁，2024年2月25日，星期天（四）、加工提呈抗原，啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答第46頁,共76頁，2024年2月25日，星期天Tcell吞噬細(xì)胞MHC分子抗原肽TCRT細(xì)胞第47頁,共76頁，2024年2月25日，星期天（五）、免疫調(diào)節(jié)作用ActivatedmacrophageIL-8IL-6IL-1MCP-1NKcell-IFNTNF,IL-12T，B第48頁,共76頁，2024年2月25日，星期天三、B淋巴細(xì)胞既是體液免疫應(yīng)答的執(zhí)行細(xì)胞，又是專職APCB細(xì)胞提呈抗原，尤其低濃度抗原B細(xì)胞提呈抗原功能與mIg有關(guān)——濃集抗原，并使之內(nèi)化。

第49頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)抗原的處理和提呈抗原處理

APC將抗原降解、加工處理成多肽片段，與MHC分子結(jié)合形成抗原肽-MHC復(fù)合物，表達(dá)于膜表面的過程。抗原提呈

APC與T細(xì)胞接觸，抗原肽-MHC被T細(xì)胞識別，從而將抗原信息傳遞給T細(xì)胞的過程。第50頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)抗原的處理和提呈根據(jù)抗原來源：外源性抗原（exogenousantigen）來自APC外，需被攝入細(xì)胞內(nèi)才能進(jìn)行加工處理，以抗原肽－MHCII類復(fù)合物形式表達(dá)于細(xì)胞表面，提呈給CD4+T細(xì)胞識別。內(nèi)源性抗原（endogenousantigen）由APC胞內(nèi)合成，直接被APC加工處理，以抗原肽－MHCI類分子復(fù)合物形式表達(dá)于細(xì)胞表面，提呈給CD8+T細(xì)胞識別。第52頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共76頁，2024年2月25日，星期天外源性抗原和內(nèi)源性抗原的產(chǎn)生Flash第54頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、抗原的攝取巨噬細(xì)胞攝取方式胞飲吞噬受體介導(dǎo)的胞吞第55頁,共76頁，2024年2月25日，星期天一、抗原的攝取未成熟DC對抗原的攝取

①巨吞飲作用：吞入非常大量的液體，達(dá)細(xì)胞體積的一半/小時；②受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用

FcγRⅡ：捕捉Ag-Ab復(fù)合物。甘露糖受體：攝取甘露糖化及巖藻糖化抗原。特點(diǎn)：高效性、選擇性及飽和性，有效捕捉濃度很低的相應(yīng)Ag

③吞噬作用：攝取大顆粒或微生物（＞0.5μm）第56頁,共76頁，2024年2月25日，星期天B細(xì)胞對抗原的攝取攝取抗原的兩種方式：非特異的胞飲作用

BCR介導(dǎo)的內(nèi)吞

BmIg-Ag↓

肽-MHC-Ⅱ→Th

抗原濃度非常低的情況下也能有效提呈抗原。一、抗原的攝取第57頁,共76頁，2024年2月25日，星期天外源性抗原的攝取mIg介導(dǎo)的內(nèi)吞補(bǔ)體受體介導(dǎo)的內(nèi)吞Fc受體介導(dǎo)的內(nèi)吞吞飲吞噬被動吸附Flash第58頁,共76頁，2024年2月25日，星期天1、外源性抗原的加工處理及提呈（MHC-Ⅱ類分子途徑）蛋白質(zhì)Ag2、內(nèi)源性抗原的加工處理及提呈（MHC-Ⅰ類分子途徑）蛋白質(zhì)Ag蛋白質(zhì)Ag通過哪條途徑被提呈，主要取決于其來源。二、抗原的加工處理第59頁,共76頁，2024年2月25日，星期天1、外源性抗原的處理過程蛋白抗原與APC結(jié)合內(nèi)吞運(yùn)送內(nèi)體（endosome）被內(nèi)體膜上的蛋白酶水解成多肽片段并隨內(nèi)體轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體加工成多肽（多數(shù)為10-30個氨基酸殘基的短肽）在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的MHC-Ⅱ（αβIi）轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)體腔與抗原結(jié)合形成MHC-Ⅱ抗原肽復(fù)合物運(yùn)送到細(xì)胞膜表面二、抗原的加工處理第60頁,共76頁，2024年2月25日，星期天溶酶體MIIC第61頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

Ii的主要功能：a、促進(jìn)MHC-Ⅱ類分子二聚體的形成；b、促進(jìn)MHC-Ⅱ類分子在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)（ER→Golgi）c、阻止MHC-Ⅱ類分子在ER內(nèi)與某些內(nèi)源性多肽的結(jié)合。（二）MHC-II類分子途徑對抗原的加工處理第62頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞核CD4T細(xì)胞APCB7CD285

MHC-II類分子抗原呈遞途徑MHC-II分子的合成a,b鏈和不變鏈的運(yùn)輸

運(yùn)輸至膜表432溶酶體

吞噬體CD4TCR抗原肽1第64頁,共76頁，2024年2月25日，星期天

（二）MHC-Ⅱ類分子途徑對抗原的加工處理替代途徑:

外源性抗原

APC表面的空載MHC-Ⅱ→直接結(jié)合→吞噬入APC內(nèi)外源性抗原與再循環(huán)至胞內(nèi)的→內(nèi)體→降解為多肽→空載的成熟MHC-Ⅱ結(jié)合

→抗原肽：MHC-Ⅱ→至胞膜表面第65頁,共76頁，2024年2月25日，星期天二、抗原的加工處理（一）MHC-Ⅰ類分子途徑對抗原的加工處理

LMP：Lowmolecularweightpolypeptide，低分子量多肽

Largemultifunctionalprotease，巨大多功能蛋白酶由MHC-Ⅱ類基因LMP2、LMP7編碼產(chǎn)生。

TAP：transporterassociatedwithAgprocessingortransporterofantigenicpeptides,抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體，或抗原肽轉(zhuǎn)運(yùn)體由MHC-Ⅱ類基因（與LMP基因相鄰）編碼產(chǎn)生，由TAP1和TAP2分子形成的跨越ER膜的異二聚體（6次跨越）。

TAP1與TAP2構(gòu)成肽結(jié)合域。第66頁,共76頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)源性抗原的加工處理及提呈（MHC-Ⅰ類分子途徑）胞漿內(nèi)蛋白胞漿蛋白酶體HSP70核蛋白→（proteasome）→肽段→與HSP90結(jié)合→轉(zhuǎn)運(yùn)至ER表面病毒蛋白LMP與TAP結(jié)合

↓

進(jìn)入ER腔內(nèi)，

由HSP96提交至

新合成的MHC-Ⅰ

↓

肽段：MHC-ⅠCD8+T細(xì)胞識別

←

細(xì)胞表面

←

Golgi←（8~13AA）1、該長度為TAP高親和力長度；2.MHC-Ⅰ類分子結(jié)合槽兩端封閉。任何表達(dá)MHC-Ⅰ類分子的細(xì)胞均可為內(nèi)源性抗原提呈細(xì)胞。第67頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第68頁,共76頁，2024年2月25日，星期天第69頁,共76頁，2024年2月25日，星期天TAPMHC－I分子的合成MHC－I，?2m和抗原肽的組裝運(yùn)輸至膜表面短肽內(nèi)源性蛋白

細(xì)胞核CD8T細(xì)胞APCB7CD281234

MHC-I類分子抗原呈遞途徑

MHC-ICD8TCR抗原肽蛋白酶體第70頁,共76頁，2024年2月25日，星期天MHCⅠ類途徑MHCⅡ類途徑抗原的主