抗原提呈細(xì)胞與抗原的加工及提呈

抗原提呈細(xì)胞與抗原的加工及提呈第1頁(yè)/共64頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：抗原提呈細(xì)胞的概念、種類(lèi)及特點(diǎn)熟悉：抗原提呈細(xì)胞對(duì)抗原的攝取和加工處理途徑第2頁(yè)/共64頁(yè)

能夠加工抗原并以抗原肽-MHC分子復(fù)合物的形式將抗原肽提呈給T細(xì)胞的一類(lèi)細(xì)胞，在機(jī)體的免疫識(shí)別、免疫應(yīng)答與免疫調(diào)節(jié)中起重要的作用?？乖岢始?xì)胞(antigenpresentingcell,APC)第3頁(yè)/共64頁(yè)一、抗原提呈細(xì)胞的分類(lèi)1.通過(guò)MHCⅡ類(lèi)分子提呈外源性抗原的APC①專(zhuān)職APC(professionalAPC)

組成性表達(dá)MHC-Ⅱ類(lèi)分子和協(xié)同刺激分子和黏附分子，抗原提呈能力強(qiáng)，包括巨噬細(xì)胞(Mφ)、樹(shù)突狀細(xì)胞(dendriticcell,DC)和B細(xì)胞。②非專(zhuān)職性APC(non-professionalAPC)

誘導(dǎo)性表達(dá)MHCⅡ類(lèi)分子，抗原提呈能力弱，包括內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等。2.通過(guò)MHCⅠ類(lèi)分子提呈內(nèi)源性抗原的APC廣義的APC能夠降解加工細(xì)胞內(nèi)抗原并以抗原肽-MHCⅠ類(lèi)分子復(fù)合物的形式提呈給CD8+T細(xì)胞第4頁(yè)/共64頁(yè)第5頁(yè)/共64頁(yè)

DC由美國(guó)學(xué)者Steinman于1973年首次在小鼠淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn)，因其在成熟時(shí)伸出許多樹(shù)突狀或偽足狀突起而得名，是迄今所知的能刺激初始T細(xì)胞活化的主要專(zhuān)職APC。一、樹(shù)突狀細(xì)胞第6頁(yè)/共64頁(yè)第7頁(yè)/共64頁(yè)（一）DC的來(lái)源、分布與表面標(biāo)志（二）樹(shù)突狀細(xì)胞的分化、發(fā)育與遷移（三）樹(shù)突狀細(xì)胞的功能

主要內(nèi)容第8頁(yè)/共64頁(yè)1.來(lái)源GM-CSFTNF-aIL-4第9頁(yè)/共64頁(yè)2.DC的分布與分類(lèi)髓系前體階段DC:功能為產(chǎn)生各種髓系DCImmatureDC:

廣泛分布于機(jī)體內(nèi)，如上皮下及多數(shù)組織器官心臟、腎臟，但大腦除外.高表達(dá)各種受體,功能為攝取加工處理抗原遷移期DC:隨遷移逐漸成熟MatureDC:

淋巴組織,抗原提呈能力增強(qiáng)第10頁(yè)/共64頁(yè)DC的分類(lèi)⑴按照譜系來(lái)源分類(lèi)*髓樣樹(shù)突狀細(xì)胞（myeloiddendriticcell，MDC）*淋巴樣樹(shù)突狀細(xì)胞（lymphoid-deriveddendriticcell，LDC）第11頁(yè)/共64頁(yè)按照組織分布分類(lèi)1）淋巴樣組織中的DC

并指狀DC(interdigitatingcell，IDC)：外周淋巴組織胸腺依賴(lài)區(qū)

濾泡樣DC(follicularDC，F(xiàn)DC)：淋巴濾泡生發(fā)中心胸腺DC(thymicDC，TDC

)

：胸腺髓質(zhì)2）非淋巴樣組織中的DC

郎罕細(xì)胞（Langerhanscell）:

表皮和上皮間質(zhì)性DC

（interstitialDC）:心肺腎肝胃間質(zhì)3）體液中的DC

隱蔽DC（veiledcell）：輸入淋巴液血液DC

（peripheralbloodDC）：外周血第12頁(yè)/共64頁(yè)3.DC的表面標(biāo)志DC尚未發(fā)現(xiàn)特征性的表面標(biāo)志。對(duì)DC的鑒定除了在細(xì)胞形態(tài)上加以區(qū)別外，常用細(xì)胞表面標(biāo)志組合等進(jìn)行鑒別。常見(jiàn)的DC表面標(biāo)志有MHC-I、MHC-Ⅱ、CD11a、CD11c、ICAM-1、CD58、CD40、CD44、CD83、CD80、CD86、整合素（β1、β2）、DC-SIGN、FcR、C3bR及各種趨化因子受體等。第13頁(yè)/共64頁(yè)（二）樹(shù)突狀細(xì)胞的分化、發(fā)育與遷移第14頁(yè)/共64頁(yè)骨髓DC前體血流非淋巴組織分化非成熟DC定居上皮組織、胃腸道、生殖道和泌尿管道、氣道以及實(shí)質(zhì)臟器的間質(zhì)具有很強(qiáng)的攝取、處理和加工抗原的能力，但提呈抗原能力弱細(xì)胞因子和抗原刺激下DC細(xì)胞成熟并遷移進(jìn)入局部淋巴結(jié)攝取、處理和加工抗原的能力變?nèi)?，但提呈抗原能力逐漸增強(qiáng)第15頁(yè)/共64頁(yè)

外周未成熟DC從皮膚、各種臟器及血液等處捕獲抗原后移行到淋巴結(jié)或脾臟等次級(jí)淋巴器官的過(guò)程，伴隨著DC的成熟，表面標(biāo)志發(fā)生一系列的變化。其過(guò)程受到諸多因素的影響，包括抗原的種類(lèi)、各種細(xì)胞因子、與其它細(xì)胞間的相互作用等，形成復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。

第16頁(yè)/共64頁(yè)影響DC成熟的因素

1、抗原的刺激：抗原的刺激是DC成熟的早期事件，簡(jiǎn)言之，凡能被DC捕獲并內(nèi)化的抗原均能激活DC

并導(dǎo)致其成熟。2、細(xì)胞因子：影響DC成熟的細(xì)胞因子種類(lèi)較多，包括

GM-CSF、IL-4、TNF-α、TGF-β、IL-10等。目前得到公認(rèn)的是GM-CSF為DC成熟所必需的細(xì)胞因子，但單獨(dú)使用GM-CSF并不能誘導(dǎo)DC完全成熟，只有聯(lián)合運(yùn)用IL-4、TNF-α或IFN-α等細(xì)胞因子，才能得到具有典型形態(tài)、表型及功能的DC。第17頁(yè)/共64頁(yè)DC的成熟第18頁(yè)/共64頁(yè)組織中未成熟DC-強(qiáng)吞噬和吞飲作用-處理抗原能力強(qiáng)-低水平的MHC-缺乏共刺激分子-提呈抗原能力弱淋巴組織中成熟DC-不再有吞噬能力-表達(dá)共刺激分子(B7-1,B7-2)-高表達(dá)MHC和黏附分子-抗原提呈能力強(qiáng)第19頁(yè)/共64頁(yè)

未成熟DC成熟DC主要功能抗原捕獲、加工處理提呈抗原Fc受體和甘露糖受體的表達(dá)++

－存在部位非淋巴組織器官外周淋巴組織胞漿內(nèi)MHC數(shù)量多少表面MHC-Ⅱ類(lèi)分子的數(shù)量～106

～7×106表面MHC-Ⅱ類(lèi)分子的半衰期～10hr＞100hr共刺激分子（B7等）的表達(dá)

－或低表達(dá)++黏附分子(LFA-3,ICAM-1等)的表達(dá)－或低表達(dá)++活化初始T細(xì)胞的能力無(wú)強(qiáng)未成熟DC與成熟DC的比較第20頁(yè)/共64頁(yè)（三）DC的生物學(xué)功能1.識(shí)別、攝取和加工抗原，參與固有免疫2.抗原提呈與免疫激活作用3.免疫調(diào)節(jié)作用4.免疫耐受的誘導(dǎo)與維持第21頁(yè)/共64頁(yè)1、識(shí)別、攝取和加工抗原，參與固有免疫DC表達(dá)多種模式識(shí)別受體以及Fc受體，可識(shí)別多種微生物或抗原抗體復(fù)合物，通過(guò)胞飲作用、吞噬作用和受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用等攝取抗原物質(zhì)。pDC活化后可快速產(chǎn)生I型干擾素，參與抗病毒固有免疫應(yīng)答。第22頁(yè)/共64頁(yè)2、抗原提呈與免疫激活作用1.提供初始T細(xì)胞活化的啟動(dòng)信號(hào)2.成熟DC高表達(dá)共刺激分子為T(mén)細(xì)胞活化提供第二信號(hào)3.產(chǎn)生的細(xì)胞因子進(jìn)一步誘導(dǎo)活化的T細(xì)胞增殖和分化，從而啟動(dòng)完整免疫應(yīng)答4.DC能通過(guò)誘導(dǎo)Ig的類(lèi)別轉(zhuǎn)換和釋放某些可溶性因子等促進(jìn)B細(xì)胞增殖與分化第23頁(yè)/共64頁(yè)DC可分泌多種細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)免疫功能。人DC：IL-1α、IL-1β、IL-8、INF-α、

TNF-α和GM-CSF等；小鼠DC：可分泌IL-6和IL-12等。DC還可分泌多種趨化因子，介導(dǎo)其他免疫細(xì)胞的趨化作用。3、免疫調(diào)節(jié)第24頁(yè)/共64頁(yè)4、免疫耐受的誘導(dǎo)與維持未成熟DC可誘導(dǎo)外周免疫耐受不表達(dá)共刺激分子,不能激活T細(xì)胞,誘導(dǎo)T細(xì)胞失能,引起自身耐受;誘生調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,分泌IL-10,TGF-β,抑制T細(xì)胞應(yīng)答,促進(jìn)外周耐受形成;胸腺DC參與胸腺內(nèi)T細(xì)胞的陰性選擇,清除自身反應(yīng)性T細(xì)胞，參與T細(xì)胞的中樞耐受.第25頁(yè)/共64頁(yè)

骨髓

血液

組織多能干細(xì)胞髓樣干細(xì)胞單核母細(xì)胞前單核細(xì)胞單核細(xì)胞

單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞結(jié)締組織：組織細(xì)胞肺：肺泡巨噬細(xì)胞肝：枯否細(xì)胞脾與淋巴結(jié)：游走與固定巨噬細(xì)胞漿膜腔：胸、腹腔巨噬細(xì)胞神經(jīng)組織：小膠質(zhì)細(xì)胞骨：破骨細(xì)胞關(guān)節(jié)：滑膜A型細(xì)胞二、單核吞噬細(xì)胞第26頁(yè)/共64頁(yè)表面標(biāo)志1.MHCⅡ類(lèi)分子2.FcR和CR1/3/43.趨化因子受體4.其他受體

粘附分子（LFA-1,ICAM-1)

共刺激分子(B7,CD40)

LPS受體(CD14)、

CKR等第27頁(yè)/共64頁(yè)

單核-巨噬細(xì)胞的生物學(xué)功能1.吞噬作用第28頁(yè)/共64頁(yè)巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌第29頁(yè)/共64頁(yè)2.處理及提呈抗原第30頁(yè)/共64頁(yè)3.免疫調(diào)節(jié)：通過(guò)提呈抗原、產(chǎn)生和分泌各種細(xì)胞因子，產(chǎn)生補(bǔ)體系統(tǒng)分子及凝血因子、組織修復(fù)因子等；生成胞內(nèi)酶類(lèi)；產(chǎn)生某些神經(jīng)肽及激素等發(fā)揮作用。正調(diào)：產(chǎn)生IL-1/12，TNF-α

負(fù)調(diào)：前列腺素、TGF-β4.抗腫瘤作用：直接殺傷、ADCC、激發(fā)抗瘤免疫5.其他：致炎癥、調(diào)節(jié)生血、止血、參與組織修復(fù)和再生等第31頁(yè)/共64頁(yè)三、B細(xì)胞

B細(xì)胞能持續(xù)表達(dá)MHC-II類(lèi)分子，有效提呈抗原給CD4+Th細(xì)胞，也表達(dá)B7-1分子，對(duì)活化的Th細(xì)胞有協(xié)調(diào)刺激作用。機(jī)制：BCR結(jié)合抗原決定簇，發(fā)生受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用，被吞入的抗原分子水解成抗原性多肽，與MHC-II類(lèi)分子形成復(fù)合物，表達(dá)在B細(xì)胞表面，并提呈給CD4+Th細(xì)胞，誘導(dǎo)Th細(xì)胞活化，而活化的Th細(xì)胞可選擇性誘導(dǎo)特異性B細(xì)胞活化。第32頁(yè)/共64頁(yè)第33頁(yè)/共64頁(yè)

第二節(jié)抗原的加工和提呈

（antigenprocessingandpresentation）

將抗原加工處理、降解為抗原肽片段并與胞內(nèi)MHC分子結(jié)合的過(guò)程稱(chēng)為抗原加工或處理.抗原肽片段與MHC分子結(jié)合形成復(fù)合物被T細(xì)胞的TCR識(shí)別的過(guò)程,稱(chēng)為抗原提呈。第34頁(yè)/共64頁(yè)一、APC提呈抗原的分類(lèi)*外源性抗原(exogenousantigen)：來(lái)源于細(xì)胞外的抗原，例如：被吞噬的細(xì)胞、細(xì)菌或蛋白質(zhì)抗原等。通過(guò)溶酶體途徑由MHCⅡ類(lèi)分子提呈給CD4+T細(xì)胞。*內(nèi)源性抗原(endogenousantigen)：

細(xì)胞內(nèi)合成的抗原，例如：病毒感染的細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白、腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的腫瘤抗原和某些細(xì)胞內(nèi)的自身抗原等。通過(guò)胞質(zhì)溶膠途徑由MHCⅠ類(lèi)分子提呈給CD8+T細(xì)胞。第35頁(yè)/共64頁(yè)外源性抗原內(nèi)源性抗原第36頁(yè)/共64頁(yè)

-MHCⅡ分子抗原提呈途徑

-MHCⅠ分子抗原提呈途徑

-脂類(lèi)抗原的CD1分子提呈途徑

-非經(jīng)典的抗原提呈途徑二、APC加工和提呈抗原的途徑第37頁(yè)/共64頁(yè)

外源性抗原被APC攝取、加工、處理為抗原肽，與MHC-II類(lèi)分子形成抗原肽-MHC-II類(lèi)分子復(fù)合物，表達(dá)于APC表面，供CD4+T細(xì)胞識(shí)別的過(guò)程。溶酶體（MHC-II類(lèi)分子)途徑第38頁(yè)/共64頁(yè)YY胞飲吞噬膜Ig受體介導(dǎo)的內(nèi)吞Y（一）外源性抗原的攝取、加工和處理補(bǔ)體受體介導(dǎo)的吞噬YFcR介導(dǎo)的吞噬調(diào)理作用第39頁(yè)/共64頁(yè)形成內(nèi)體,與溶酶體融合成吞噬溶酶體胞質(zhì)中存在一種稱(chēng)為MHCⅡ類(lèi)小室，與吞噬溶酶體融合，降解抗原多肽，大小適合MHCⅡ分子結(jié)合。第40頁(yè)/共64頁(yè)阻止新合成的未折疊的自身蛋白結(jié)合未成熟MHC-II類(lèi)分子Ii鏈通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合未成熟MHC-II類(lèi)分子，使之穩(wěn)定，形成(Ii)3九聚體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣聯(lián)蛋白促進(jìn)異二聚體折疊和組裝(二)抗原肽-MHCII類(lèi)分子復(fù)合物的形成和轉(zhuǎn)運(yùn)第41頁(yè)/共64頁(yè)

參與II類(lèi)分子的組裝和折疊；封閉II類(lèi)分子的肽結(jié)合槽

阻止II類(lèi)分子與胞漿中內(nèi)源性抗原結(jié)合引導(dǎo)組裝后的MHC-II類(lèi)分子轉(zhuǎn)運(yùn)至MIICIi的作用第42頁(yè)/共64頁(yè)(Ii)3九聚體從高爾基體進(jìn)入吞噬溶酶體,融合成MIIC，在此負(fù)載多肽片段.第43頁(yè)/共64頁(yè)EndosomesCellsurfaceUptakeClassIIassociatedinvariantchainpeptide(CLIP)II類(lèi)分子相關(guān)的恒定鏈肽段(inv)3complexesdirectedtowardsendosomesbyinvariantchainCathepsinLdegradesInvariantchainCLIPblocksgrooveinMHCmoleculeMHCClassIIcontainingvesiclesfusewithantigencontainingvesicles第44頁(yè)/共64頁(yè)CLIP解離?多肽片段如何穩(wěn)定結(jié)合于糟狀結(jié)合位點(diǎn)？第45頁(yè)/共64頁(yè)第46頁(yè)/共64頁(yè)HLA-DM催化CLIP的解離HLA-DM在內(nèi)體的催化序列HLA-DMHLA-DR第47頁(yè)/共64頁(yè)MHCII-多肽復(fù)合物的表面表達(dá)輸出到細(xì)胞表面轉(zhuǎn)移至內(nèi)體進(jìn)行降解第48頁(yè)/共64頁(yè)外源性抗原的提呈過(guò)程第49頁(yè)/共64頁(yè)溶酶體途徑外源性抗原新合成的MHC-II類(lèi)分子（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中）吞噬小體li占據(jù)抗原結(jié)合槽溶酶體酸性蛋白酶MIIC吞噬溶酶體liCLIP

蛋白酶作用HLA-DM降解成1318aa小肽+CLIP脫落,暴露抗原結(jié)合槽抗原肽-MHCII類(lèi)分子復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)至APC表面,供CD4+T細(xì)胞識(shí)別吞噬、吞飲第50頁(yè)/共64頁(yè)第51頁(yè)/共64頁(yè)胞質(zhì)溶膠（MHCⅠ類(lèi)分子）途徑

內(nèi)源性抗原被胞質(zhì)溶膠中蛋白酶體降解為小分子抗原肽后，與MHC-I類(lèi)分子結(jié)合，形成抗原肽/MHC-I類(lèi)分子復(fù)合物，供CD8+T細(xì)胞識(shí)別的過(guò)程。如病毒抗原、腫瘤抗原、組織抗原等主要經(jīng)此途徑提呈。第52頁(yè)/共64頁(yè)(一)抗原的加工處理（１）泛素化：內(nèi)源性抗原＋泛素去折疊，成螺旋線形脫去泛素,進(jìn)入蛋白酶體降解第53頁(yè)/共64頁(yè)（２）蛋白酶體的降解蛋白酶體裂解蛋白成小分子多肽，釋放到胞漿。第54頁(yè)/共64頁(yè)ENDOPLASMICRETICULUMCYTOSOL(二)抗原肽-MHCI復(fù)合物的形成和轉(zhuǎn)運(yùn)胞漿中產(chǎn)生的抗原肽與ER內(nèi)新合成的MHC-I類(lèi)分子隔離開(kāi)來(lái)新合成的MHC-I類(lèi)分子多肽片段需要到達(dá)ER負(fù)載到MHC-I類(lèi)分子上第55頁(yè)/共64頁(yè)ERmembraneLumenofERCytosol（３）抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體Transportersassociatedwithantigenprocessing(TAP1&2)轉(zhuǎn)運(yùn)體能轉(zhuǎn)運(yùn)>8aa，具有疏水C端的多肽片段TAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideER膜ER腔胞漿TAP-1TAP-2PeptideATP結(jié)合催化區(qū)疏水性跨膜區(qū)來(lái)自蛋白酶體的多肽第56頁(yè)/共64頁(yè)Endoplasmicreticulum鈣聯(lián)蛋白結(jié)合I類(lèi)分子的

chain，直到

2m鏈結(jié)合為止TAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2Peptideb2m鏈結(jié)合并穩(wěn)定MHC-I類(lèi)分子Tapasin,鈣網(wǎng)蛋白,TAP1&2與MHC-I類(lèi)分子形成復(fù)合物胞漿多肽片段負(fù)載到MHC-I類(lèi)分子上形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)（４）MHC-I類(lèi)分子的成熟及負(fù)載抗原第57頁(yè)/共64頁(yè)MHCI-抗原肽復(fù)合物的命運(yùn)輸送到內(nèi)體進(jìn)行降解輸出到細(xì)胞表面第58頁(yè)/共64頁(yè)胞質(zhì)溶膠途徑內(nèi)源性抗原α鏈、β2m鏈合成

（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中）結(jié)合泛素