1、抗原提呈细胞于抗原的处理及提呈第十一章第十一章 抗原提呈细胞与抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈抗原的加工及提呈 主要内容主要内容 抗原提呈细胞抗原提呈细胞抗原的加工与提呈抗原的加工与提呈要求：要求：【掌握】抗原提呈细胞概念、种类和特点。【掌握】抗原提呈细胞概念、种类和特点。【掌握】【掌握】MHC IMHC I和和MHC IIMHC II类抗原提呈途径和过程。类抗原提呈途径和过程。抗原提呈细胞抗原提呈细胞 (a antigen ntigen p presenting resenting c cellell，APCAPC)能够加工能够加工AgAg并将并将AgAg信息提呈给信息提呈给T T细胞的细胞的
2、一类细胞。一类细胞。抗原提呈细胞的种类：抗原提呈细胞的种类：通过通过MHCMHC类分子提呈外源性抗原的类分子提呈外源性抗原的APCAPC 专职专职APC(professional APC)APC(professional APC)DCDC，M M，B B细胞细胞 非专职非专职APC(non-professional APC)APC(non-professional APC)内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等通过通过MHCMHC类分子提呈内源性抗原的类分子提呈内源性抗原的APCAPC 表达表达MHCMHC类分子的靶细胞类分子的靶细胞专职APC 抗原的加工和提呈抗原的
3、加工和提呈 抗原加工（抗原加工（antigen processing antigen processing）：）：APCAPC将胞浆内自身产生或摄入胞内的抗原降解为一定大小将胞浆内自身产生或摄入胞内的抗原降解为一定大小的多肽片段，与胞内的多肽片段，与胞内MHCMHC分子结合成抗原肽分子结合成抗原肽-MHC-MHC分子复合分子复合物，表达在细胞表面的过程。物，表达在细胞表面的过程。抗原提呈（抗原提呈（antigen presenting antigen presenting）：）：APCAPC表面的抗原肽表面的抗原肽-MHC-MHC分子复合物被分子复合物被T T细胞识别，诱导细胞识别，诱导T T
4、细细胞活化的过程。胞活化的过程。APC提呈的抗原提呈的抗原 外源性抗原外源性抗原(exogenous antigen):来自细胞外的抗原。来自细胞外的抗原。内源性抗原内源性抗原(endogenous antigen):细胞内合成的抗原细胞内合成的抗原抗原加工提呈途径抗原加工提呈途径 MHCMHC类分子途径类分子途径-内源性抗原提呈途径内源性抗原提呈途径 MHCMHC类分子途径类分子途径-外源性抗原提呈途径外源性抗原提呈途径 非经典途径非经典途径-MHC-MHC分子对抗原的交叉提呈分子对抗原的交叉提呈 脂类抗原的脂类抗原的CD1CD1分子提呈途径分子提呈途径一、一、MHC-I类分子途径类分子途径
5、(内源性抗原的提呈途径或胞质溶胶途径内源性抗原的提呈途径或胞质溶胶途径)内源性抗原内源性抗原 抗原肽抗原肽 抗原肽抗原肽-MHC I分子分子复合物复合物 细胞膜表面表达细胞膜表面表达 蛋白酶体蛋白酶体内质网腔内内质网腔内经高尔基体经高尔基体内源性抗原加工，处理及提呈内源性抗原加工，处理及提呈二、二、MHC II类分子途径类分子途径(外源性抗原的提呈途径或溶酶体途径外源性抗原的提呈途径或溶酶体途径)外源性抗原外源性抗原 抗原肽抗原肽 抗原肽抗原肽-MHC II分子分子复合物复合物 细胞膜表面表达细胞膜表面表达 内体、溶酶体内体、溶酶体经高尔基体经高尔基体M II CM II C：M IIC器室，
6、富含器室，富含 MHC II类分子的多层膜结构，类分子的多层膜结构，具有溶酶体的某些特性。具有溶酶体的某些特性。粗面内质网粗面内质网外源性抗原加工，处理及提呈外源性抗原加工，处理及提呈三、三、MHC对抗原的交叉提呈对抗原的交叉提呈 外源性抗原：外源性抗原：MHC-I类分子途径提呈给类分子途径提呈给CD8+T细胞细胞 内源性抗原：内源性抗原：MHC-II类分子途径提呈类分子途径提呈CD4+T细胞细胞 交叉提呈途径交叉提呈途径四、脂类抗原的四、脂类抗原的CD1分子提呈分子提呈 糖脂类抗原糖脂类抗原 与与CD1分子形成复合物分子形成复合物 表达于抗原提呈细胞表面表达于抗原提呈细胞表面。供供T、NKT
7、细胞识别。细胞识别。内体内内体内CD1分子抗原提呈途径分子抗原提呈途径复习题1.什么是什么是APC，哪些细胞可作为，哪些细胞可作为APC？2.抗原的加工提呈途径有几条？抗原的加工提呈途径有几条？3.3.简述内源性和外源性抗原提呈过程。简述内源性和外源性抗原提呈过程。1非专职性非专职性APC不包括不包括淋巴细胞内皮细胞上皮细胞淋巴细胞内皮细胞上皮细胞间皮细胞纤维母细胞间皮细胞纤维母细胞2能显著刺激初始型能显著刺激初始型T细胞的细胞的APC是是A单核单核-巨噬细胞巨噬细胞 BB细胞细胞DCTH细胞细胞 ENK细胞细胞3摄取、加工处理抗原能力最强的树突状细胞是摄取、加工处理抗原能力最强的树突状细胞是
8、 A前体前体DC B未成熟未成熟DC C成熟成熟DC D胸腺内胸腺内DC E.迁移期迁移期DC4能被能被CD4+T细胞识别结合的分子是细胞识别结合的分子是 AMHC-I 类分子类分子 BMHC-类分子类分子 C抗原肽抗原肽MHC-I类分子类分子 D抗原肽抗原肽MHC-类分子类分子 E.HLA-DM1、树突状细胞、树突状细胞（dendritic cell,DC）典型树突状形态典型树突状形态 功能最强的功能最强的APCAPCDCDC分类分类 淋巴样组织中淋巴样组织中DCDC滤泡滤泡DC(FDC)DC(FDC)并指状并指状DC(IDC)DC(IDC)非淋巴样组织非淋巴样组织DCDC（CD11cCD1
9、1c+）郎格汉斯细胞郎格汉斯细胞(LC)(LC)间质间质DCDC未成熟未成熟DCDC和成熟和成熟DCDC 未成熟未成熟DC(Immature DC)DC(Immature DC)皮肤、胃肠道、呼吸道等上皮内及实质器官间质内皮肤、胃肠道、呼吸道等上皮内及实质器官间质内高表达高表达FcRFcR、CRCR、甘露糖受体；低表达、甘露糖受体；低表达MHCMHC分子、协分子、协同刺激分子和粘附分子同刺激分子和粘附分子摄取抗原摄取抗原并迁移至引流淋巴器官并迁移至引流淋巴器官胞饮（吞饮）胞饮（吞饮）受体介导内吞受体介导内吞吞噬弱吞噬弱 成熟过程中的重要变化成熟过程中的重要变化:表达趋化因子受体，获得向引流淋巴
10、结表达趋化因子受体，获得向引流淋巴结迁移的能迁移的能力力表达大量肽表达大量肽-MHC-MHC复合物复合物协同刺激分子和粘附分子表达上调协同刺激分子和粘附分子表达上调 成熟成熟DC(Mature DC)DC(Mature DC)淋巴结，脾及派氏集合淋巴管淋巴结，脾及派氏集合淋巴管高表达高表达MHCMHC分子、协同刺激分子及粘附分子分子、协同刺激分子及粘附分子很强的抗原递呈能力很强的抗原递呈能力2 2、巨噬细胞、巨噬细胞(Macrophage,M)来源、分布来源、分布 前单核细胞（骨髓）前单核细胞（骨髓）单核细胞（血液）单核细胞（血液）巨噬细胞（组织器官）巨噬细胞（组织器官）功能功能 清除、杀伤病
11、原体清除、杀伤病原体 参与和促进炎症反应参与和促进炎症反应 杀伤靶细胞杀伤靶细胞 加工、提呈抗原加工、提呈抗原 免疫调节免疫调节MM摄取抗原途径摄取抗原途径胞吞作用胞吞作用 吞噬吞噬 吞饮吞饮 受体介导内吞受体介导内吞3 3、B B细胞细胞B B细胞摄取抗原途径细胞摄取抗原途径 加工递呈可溶性抗原加工递呈可溶性抗原 非特异性胞饮非特异性胞饮 BCRBCR介导内吞介导内吞特异性特异性高效性高效性阶段：阶段：外源性抗原的加工、处理外源性抗原的加工、处理 MHCMHC类分子的合成及转运类分子的合成及转运 MHCMHC类分子荷肽类分子荷肽 递呈给递呈给CD4CD4+T T细胞细胞MHCMHC类途径类途
12、径一、一、MHC 类分子途径类分子途径 外源性外源性AgAg经经MHCMHC类分子递呈类分子递呈 1 1、外源性抗原的加工处理、外源性抗原的加工处理APCAPC以胞吞作用摄入以胞吞作用摄入AgAg，形成内体，形成内体内体与溶酶体融合形成内体内体与溶酶体融合形成内体/溶酶体溶酶体AgAg被蛋白酶降解成被蛋白酶降解成AgAg肽肽抗原加工区室抗原加工区室（compartments）EndosomesExogenous pathwayIncreasein acidityCell surfaceTo lysosomesUptakeProtein antigensIn endosomeCathepsin
13、B,D and L proteases are activated by the decrease in pH2 2、MHCMHC类分子的合成及转运类分子的合成及转运粗面内质网中粗面内质网中MHCMHC类分子合成类分子合成与与IiIi链结合成链结合成(IiIi)3 3复合物复合物需要阻止新和成的自身蛋白结合immature MHC 恒定链能稳定新和成的 MHC II 类分子在内质网中在内质网中MHC class II 成熟和恒定链成熟和恒定链恒定链（恒定链（Ii链）与链）与 CLIP i链链 a-associated Invariant chain，a分子相关的分子相关的不变链不变链协助协助类
14、分子折叠和装配类分子折叠和装配阻止阻止类分子与类分子与ERER中的新合成的肽或内源性抗原肽中的新合成的肽或内源性抗原肽结合结合促进促进MHCMHC类分子在细胞内转运类分子在细胞内转运 CLIP Class-associated invariant chain peptide，类分子相关的不变链多肽类分子相关的不变链多肽ii链中链中8181位至位至104104位氨基酸残基的肽段结构位氨基酸残基的肽段结构 能与所有能与所有MHCMHC类分子抗原结合槽相结合类分子抗原结合槽相结合3 3、MHCMHC类分子荷肽类分子荷肽 ii链引导下链引导下类分子进入类分子进入内体内体(MCMC)ii链降解，链降解，
15、类分子肽结合槽中保留类分子肽结合槽中保留CLIPCLIP HLA-DM HLA-DM催化，催化，CLIPCLIP与肽结合槽解离与肽结合槽解离 高亲和力肽与高亲和力肽与类分子结合类分子结合AgAg肽肽-MHC-MHC类分子形成类分子形成EndosomesCell surfaceUptakeClass II associated invariant chain peptide(CLIP)(Ii)3 complexesdirected towardsendosomes byinvariant chainCathepsin L degrades Invariant chainCLIP blocks g
16、roove in MHC moleculeMHC Class IIcontaining vesiclesfuse with antigencontaining vesiclesHLA-DM catalyses the removal of CLIPMIIC compartmentHLA-DMReplaces CLIP with a peptide antigen using a catalytic mechanismSequence in cytoplasmic tail retains HLA-DM in endosomesHLA-DMHLA-DR4 4、递呈给、递呈给CD4CD4+T T细
17、胞细胞AgAg肽肽-类分子经胞吐作用表达于类分子经胞吐作用表达于APCAPC表面表面供供CD4CD4+T T细胞识别细胞识别MIIC compartment sorts peptide-MHC complexes for surface expression or lysosomal degradation膜表面膜表面 MHC II-抗原肽复合物抗原肽复合物细胞表面表达 进入溶酶体降解 阶段：阶段：内源性内源性AgAg肽的加工及转运肽的加工及转运 MHCMHC类分子荷肽类分子荷肽 递呈给递呈给CD8CD8+T T细胞细胞MHCMHC类途径类途径二、二、MHC 类分子途径类分子途径 内源性内源性
18、AgAg加工后由加工后由MHCMHC类分子类分子递呈递呈Degradation in the proteasome具有酶活性的组分是具有酶活性的组分是PSMB8和和PSMB9胞浆细胞蛋白质，包括非己蛋白持续被多功能催化蛋白酶降解胞浆细胞蛋白质，包括非己蛋白持续被多功能催化蛋白酶降解1 1、内源性抗原肽的加工、内源性抗原肽的加工经蛋白酶体（经蛋白酶体（LMPLMP）降解为短肽）降解为短肽ERCYTOSOLNewly synthesisedMHC class I molecules抗原肽需要进入内质网与 MHC I 类分子结合2 2、内源性抗原肽转运至内质网、内源性抗原肽转运至内质网经抗原加工相关
19、转运体（经抗原加工相关转运体（TAPTAP）转运至）转运至ERERER membraneLumen of ERCytosol抗原加工相关转运物抗原加工相关转运物(TAP1&2)疏水性的疏水性的8-15 氨基酸的肽段可被转运氨基酸的肽段可被转运TAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2Peptide内质网膜内质网膜内
20、质网腔内质网腔细胞浆细胞浆TAP-1TAP-2PeptideATP-binding cassette(ABC)domain疏水跨膜区疏水跨膜区 抗原肽抗原肽内质网内质网钙连蛋白结合新生的 I 类分子alpha链until 2-M bindsTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2
21、Peptide2-M binds and stabilises floppy MHCTapasin,calreticulin,TAP 1&2 form a complex with the floppy MHC抗原肽与 MHC分子结合结构紧密3 3、MHCMHC类分子荷肽类分子荷肽进入溶酶体降解 细胞表面表达4 4、递呈给、递呈给CD8CD8+T T细胞细胞AgAg肽肽-MHC-MHC类分子经高尔基体类分子经高尔基体通过胞吐作用表达于细胞表面通过胞吐作用表达于细胞表面供供CD8CD8T T细胞识别细胞识别三、非经典抗原加工递呈途径三、非经典抗原加工递呈途径 Non classical path
22、way 外源性抗原也可被外源性抗原也可被MHCMHC类分子递呈类分子递呈外源性抗原穿透细胞膜进入胞浆外源性抗原穿透细胞膜进入胞浆外源性抗原自内体逸出进入胞浆外源性抗原自内体逸出进入胞浆-以内源性抗原方式加工递呈给以内源性抗原方式加工递呈给CD8CD8+T T细胞细胞 内源性抗原也可被内源性抗原也可被MHCMHC类分子递呈类分子递呈胞质内蛋白形成自吞小泡，与内体胞质内蛋白形成自吞小泡，与内体/溶酶体融溶酶体融合合 -以外源性抗原方式加工递呈给以外源性抗原方式加工递呈给CD4CD4+T T细胞细胞四、脂类经四、脂类经CD1途径途径 糖脂类抗原糖脂类抗原 与与CD1分子形成复合物分子形成复合物 表达
23、于抗原提呈细胞表面表达于抗原提呈细胞表面。供供T、NKT细胞识别。细胞识别。内体内内体内学习了抗原提呈细胞的特性和功能后，学习了抗原提呈细胞的特性和功能后，你是如何体会抗原提呈细胞的免疫学功你是如何体会抗原提呈细胞的免疫学功能和生物学意义的呢？能和生物学意义的呢？YYPinocytosisPhagocytosisMembrane Ig receptor mediated uptakeYComplement receptormediated phagocytosisYFc receptor mediated phagocytosis外源性抗原的摄入外源性抗原的摄入APCAPC以胞吞作用摄入以胞吞
24、作用摄入AgAg，形成内体，形成内体并指状树突细胞并指状树突细胞滤泡状滤泡状树突细胞树突细胞B细胞细胞 上皮组织中的上皮组织中的LCLC 捕捉外来抗原后即进入引流淋巴结的捕捉外来抗原后即进入引流淋巴结的T T细胞区，成为细胞区，成为IDCIDC 模式识别受体模式识别受体（pattern recognition receptors，PRR）IRIRISISAgAg免疫器官：骨髓、胸腺、淋巴结、免疫器官：骨髓、胸腺、淋巴结、脾、粘膜相关淋巴组织脾、粘膜相关淋巴组织免疫细胞：固有免疫细胞、适应免疫细胞：固有免疫细胞、适应性免疫细胞性免疫细胞免疫分子免疫分子：固有免疫应答固有免疫应答适应性免疫应答适应性免疫应答Adaptive immunity:the key playersAntigen-presenting cell (APC)B cellCD4+T cell（Th）CD8+T cell（CTL）AntibodyCytokineInfected cell lysis
