医学免疫学：抗原递呈细胞

1、哪些细胞是专职的抗原呈递细胞？为什么说它们是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁？ 抗原递呈细胞（antigen presenting cell）能够通过mhc分子将内源性或者外源性抗原肽递呈于细胞表面的细胞。 专职抗原递呈细胞（professional apc）表达mhc ii类分子以及共刺激分子的细胞。如单核-巨噬细胞，树突状细胞，B淋巴细胞。 非专职性抗原提呈细胞表达MHC I类分子的细胞，如内皮细胞、成纤维细胞、各种上皮及间皮细胞等，也具有一定的抗原提呈功能。 一、单核一、单核/巨噬细胞巨噬细胞进入进入M 的抗原在酸性环境中大的抗原在酸性环境中大部分被降解，少量与部分被降解，少量与MHC 类

2、分类分子结合成为子结合成为MHC-多肽复合物并表多肽复合物并表达于细胞表面，从而被达于细胞表面，从而被CD4T淋巴淋巴细胞识别并将抗原提呈给细胞识别并将抗原提呈给CD4T细细胞。胞。抗原加工与提呈功能抗原加工与提呈功能二、树突状细胞（二、树突状细胞（Dendritic cells, DC）外周组织中的非成熟外周组织中的非成熟DC具有很强的具有很强的内吞活性，它们主要通过巨吞饮、受体内吞活性，它们主要通过巨吞饮、受体介导的内吞作用以及吞噬作用三条途径介导的内吞作用以及吞噬作用三条途径摄取抗原，然后迁移至淋巴器官，在迁摄取抗原，然后迁移至淋巴器官，在迁移过程中逐渐成熟，表现为摄取抗原的移过程中逐渐

3、成熟，表现为摄取抗原的能力下降，而递呈功能却增强。能力下降，而递呈功能却增强。 未成熟未成熟DC内含有一些重要的细胞器内含有一些重要的细胞器官包括内质体（官包括内质体（Endosome）、）、MC及及CV颗粒和溶酶体等。颗粒和溶酶体等。 分泌一些趋化因子和具有炎症介质作分泌一些趋化因子和具有炎症介质作用的细胞因子，如用的细胞因子，如LC能产生能产生TNF- 、IL-1、IL-6、IL-15等等 未成熟未成熟DC具有摄取和加工处理抗原具有摄取和加工处理抗原的功能，但其刺激处女型的功能，但其刺激处女型T细胞的能细胞的能力很弱。力很弱。 外来抗原物质被摄入外来抗原物质被摄入DC后，经蛋后，经蛋白溶解

4、处理后得到一定氨基酸长度的片白溶解处理后得到一定氨基酸长度的片段，与段，与MHC II类分子结合，形成复合物类分子结合，形成复合物表达于表达于DC表面，再递呈给表面，再递呈给CD4T淋巴淋巴细胞。细胞。DC对抗原的加工处理与提呈对抗原的加工处理与提呈 激活后能表达丰富的激活后能表达丰富的MHC 分子。分子。 通过两种方式内吞抗原通过两种方式内吞抗原,即通过非特即通过非特异的胞饮作用或通过其表面的抗原异的胞饮作用或通过其表面的抗原特异性受体特异性受体(即膜表面免疫球蛋白即膜表面免疫球蛋白)的的介导。介导。 在抗原浓度非常低的情况下也能有在抗原浓度非常低的情况下也能有效提呈抗原。效提呈抗原。三、三

5、、B淋巴细胞淋巴细胞 抗原提呈及其机制抗原提呈及其机制外源性抗原和内源性抗原外源性抗原和内源性抗原来源于细胞外的抗原称为外源性抗原来源于细胞外的抗原称为外源性抗原(exgenous antigen),如被吞噬细胞吞噬如被吞噬细胞吞噬的细菌等。的细菌等。细胞内合成的抗原称为内源性抗原细胞内合成的抗原称为内源性抗原(endogenous antigen),如被病毒感染如被病毒感染细胞合成的病毒蛋白和肿瘤细胞内合成细胞合成的病毒蛋白和肿瘤细胞内合成的蛋白等。的蛋白等。抗原递呈细胞将抗原分子降解并加抗原递呈细胞将抗原分子降解并加工成一定大小的多肽片段，以工成一定大小的多肽片段，以MHC-肽肽复合物的形

6、式表达于抗原提呈细胞表面复合物的形式表达于抗原提呈细胞表面的过程的过程 。抗原处理（抗原处理（antigen processing)抗原递呈细胞在与抗原递呈细胞在与T细胞接触的过细胞接触的过程中其表面的程中其表面的MHC-肽复合物被肽复合物被T细胞识细胞识别，从而将抗原信息传递给别，从而将抗原信息传递给T细胞的过细胞的过程。程。 抗原提呈抗原提呈(antigen prsenting)内源性抗原内源性抗原 MHC I类分子途径类分子途径外源性抗原外源性抗原 MHC II类分子途类分子途径径MHC II类分子类分子 链，链，链均为链均为多态性糖链，多态性糖链，分为分为1，2，1，2四个胞四个胞外功

7、能区。外功能区。 肽结合区由肽结合区由1与与1两个区段两个区段组成。组成。 肽结合巢肽结合巢（Peptide Binding Cleft) 可容纳较大可容纳较大的抗原肽（的抗原肽（1317）。 2:T细胞细胞CD4分分子的识别部位。子的识别部位。MHC II类分子途径类分子途径1.外源性抗原的加工处理外源性抗原的加工处理抗原提呈细胞以胞吞的方式将抗抗原提呈细胞以胞吞的方式将抗原内吞至细胞浆中的腔室结构原内吞至细胞浆中的腔室结构( (内质体内质体及溶酶体及溶酶体) )，在酸性环境中被蛋白酶等，在酸性环境中被蛋白酶等水解为抗原多肽片段。水解为抗原多肽片段。2. MHC II类分子的生成和转运类分子

8、的生成和转运 在内质网中新合成的在内质网中新合成的MHCMHC类分子与类分子与IaIa相关的恒定链（相关的恒定链（IiIi链）结合。链）结合。 通过高尔基体转运至通过高尔基体转运至MHC IIMHC II类分子类分子腔室（腔室（MIICMIIC）。）。 含有外来抗原的内体含有外来抗原的内体/ /融酶体与融酶体与MIICMIIC融合，融合，IiIi部分被水解，仅在肽结合部分被水解，仅在肽结合沟槽中残留一个小片段沟槽中残留一个小片段CLIP CLIP （IIII类类分子相关的恒定链多肽）。分子相关的恒定链多肽）。3. MHC II类分子的组装和递呈抗原肽类分子的组装和递呈抗原肽在在HLA-DMHL

9、A-DM的作用下，的作用下，CLIPCLIP与肽结合沟与肽结合沟槽解离，抗原肽结合到肽结合沟槽。槽解离，抗原肽结合到肽结合沟槽。融合体向细胞表面移行，通过胞吐作融合体向细胞表面移行，通过胞吐作用表达于细胞表面。用表达于细胞表面。细胞表面细胞表面MHC IIMHC II类分子结合的多肽被类分子结合的多肽被CD4CD4+ +T T细胞识别，从而导致细胞识别，从而导致CD4CD4+ +T T细胞的细胞的活化。活化。 为什么说它们是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁？ T、B淋巴细胞作为免疫系统的主要效应细胞，能够清除机体感染细胞和有毒的物质等。但是，象病毒、细菌等游离抗原不能直接激活特异性的效应细胞，而

10、是表达在抗原提呈细胞的表面后才能激活T、B淋巴细胞。在抗原提呈的初期，若产生记忆或效应淋巴细胞，一系列的相关细胞将抗原提呈给活化的细胞，同时产生反馈，引起提呈细胞的再活化或是凋亡，全面启动机体的免疫应答。 淋巴细胞不易吞噬细菌、寄生虫等病原体，但是当这些抗原进入体内后却可被巨噬细胞捕获、吞噬。巨噬细胞将大部分抗原降解，剩下未降解的抗原决定簇，与胞体中的MHC分子结合，形成复合体，移至巨噬细胞表面，并提交给TH细胞，因而活化的TH细胞所产生的免疫活性因子可激活体液免疫和细胞免疫。总结 抗原提呈细胞能够有效摄取细菌或其他的抗原，并将这些抗原表达于其表面。这种方式可以活化免疫系统的主要效应T、B淋巴

11、细胞。不同类型的抗原提呈细胞与不同类型的淋巴细胞群相互作用，激发产生不同的免疫应答。（1） 树突状细胞和它们的亚型是免疫反应的唯一始动者，它们能摄取和加工暴露在体表组织的一系列抗原。在捕捉抗原的过程中，它们逐渐成熟并迁移至淋巴组织。 树突状细胞亚群独特的群集在一起，活化局部幼稚的淋巴细胞。淋巴结肿大是感染的特征性反应。淋巴组织生成各种效应淋巴细胞，清除局部的感染病灶。（2） 巨噬细胞和B淋巴细胞通过与淋巴细胞相互作用，参与免疫应答的过程。它们不仅给淋巴细胞传递刺激信号，而且还可聚集细胞因子等可溶性物质，以促进淋巴细胞的发育和成熟。 M 是体内功能最为活跃的细胞之一是体内功能最为活跃的细胞之一

12、表达数十种受体表达数十种受体 产生数十种酶产生数十种酶 分泌近百种生物活性产物分泌近百种生物活性产物 网状内皮细胞系统（网状内皮细胞系统（reticulo-endothelial system, RES）单核吞噬细胞系统（单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system, MPS） （一）单核（一）单核/巨噬细胞的巨噬细胞的特点特点 M 起源于血液中的单核细胞，单核起源于血液中的单核细胞，单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞。细胞又来源于骨髓中的前体细胞。 成熟机体主要由骨髓不断产生单核成熟机体主要由骨髓不断产生单核细胞，进入血液，存留数小时至数细胞，进入血液，存留数小时

13、至数日后移行到全身各组织器官如神经日后移行到全身各组织器官如神经器官、内分泌器官、肾脏、肝脏、器官、内分泌器官、肾脏、肝脏、脾脏及淋巴组织，发育成熟为脾脏及淋巴组织，发育成熟为M 。（二）单核巨噬细胞的来源（二）单核巨噬细胞的来源与趋化至炎症反应部位、主要承担与趋化至炎症反应部位、主要承担杀伤作用的杀伤作用的M 相比，组织器官中静息的相比，组织器官中静息的M 能存活更长时间（几天至几周不等）。能存活更长时间（几天至几周不等）。炎症状态下，炎症状态下，M 与其它细胞一起与其它细胞一起（尤其是中性粒细胞）从骨髓及循环系（尤其是中性粒细胞）从骨髓及循环系统进入损伤部位。统进入损伤部位。巨噬细胞对抗原

14、的摄取巨噬细胞对抗原的摄取吞噬吞噬(phagocytosis)胞饮作用胞饮作用 (pinocytosis)受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用 (receptor-mediated endocytosis) 吞噬吞噬(phagocytosis)(phagocytosis) 吞入较大的固体或分子复合吞入较大的固体或分子复合物如细菌、细胞碎片等物质的过物如细菌、细胞碎片等物质的过程。在吞噬的过程中程。在吞噬的过程中, ,被吞入细被吞入细胞内的颗粒状及细胞状异物常被胞内的颗粒状及细胞状异物常被细胞膜包裹形成吞噬体。细胞膜包裹形成吞噬体。 胞饮作用胞饮作用 (pinocytosis)(pinocyto

15、sis) 吞入液态物质或极微小颗粒的吞入液态物质或极微小颗粒的过程过程. .受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用 (receptor-mediated endocytosis) 是一种特异性很强的胞吞作用是一种特异性很强的胞吞作用, 大分大分子物质首先被细胞膜上的特异受体识别并子物质首先被细胞膜上的特异受体识别并与之结合与之结合,然后通过膜囊泡系统完成物质然后通过膜囊泡系统完成物质的传送的传送, 这种作用常发生于细胞膜上的特这种作用常发生于细胞膜上的特殊区域殊区域(称衣被区称衣被区)。在此过程中形成的囊。在此过程中形成的囊泡称为衣被小体泡称为衣被小体(coated vesicle)。胞吐作用胞

16、吐作用(exocytosis) 与胞吞作用相反与胞吞作用相反, , 细胞内一些细胞内一些由浆膜包裹的小体与细胞膜相融合由浆膜包裹的小体与细胞膜相融合, ,再将其内容物再将其内容物“吐吐”出胞外的过程出胞外的过程, ,细胞内的分子可以通过胞吐而分泌细胞内的分子可以通过胞吐而分泌, ,也可以储存于胞内的膜小体中等待也可以储存于胞内的膜小体中等待胞吐信号而对其分泌进行调节。胞吐信号而对其分泌进行调节。 谢谢MHC I类分子类分子两条肽链，结构类两条肽链，结构类似于似于Ig。链：多态性糖链，链：多态性糖链，分为胞外区、跨膜分为胞外区、跨膜区、胞内区三个区。区、胞内区三个区。胞外区又分胞外区又分1、2、

17、3三个功能区。三个功能区。肽结合区（肽结合区（Peptide Binding domain) ：由：由 1、 2对称排列，形对称排列，形成沟槽状结构。成沟槽状结构。肽结合巢（肽结合巢（Peptide Binding Cleft)可容纳可容纳810肽肽 3是是T细胞细胞CD8分子分子的识别部位。的识别部位。 跨膜区将跨膜区将I类分子固类分子固定在细胞膜上。定在细胞膜上。 胞内区具有信号传导胞内区具有信号传导功能。功能。 2m： 2微球蛋白，微球蛋白，编码基因位于编码基因位于15号号染色体（小鼠为染色体（小鼠为2号）号）上。非穿膜蛋白，上。非穿膜蛋白，有助于有助于I类分子的表类分子的表达和稳定性。

18、达和稳定性。一、一、MHC I类分子途径类分子途径MHC I 类分子结合的抗原多肽通常类分子结合的抗原多肽通常来源于胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白。来源于胞内蛋白、核蛋白和病毒蛋白。完整的抗原在胞浆中降解成多肽完整的抗原在胞浆中降解成多肽,而最主而最主要的胞内蛋白酶解复合物是蛋白酶体要的胞内蛋白酶解复合物是蛋白酶体(proteosome),又称低分子量多肽或巨大又称低分子量多肽或巨大多功能蛋白酶多功能蛋白酶 (lowmolecular weight polypeptide or large mutifunctional protease, LMP)。1.内源性抗原的加工处理和转运内源性抗原的加工处理和转运抗原在胞浆经蛋白酶体降解形成多抗原在胞浆经蛋白酶体降解形成多肽后肽后,首先转移至内质网首先转移至内质网(ER)腔内与新腔内与新组装的组装的MHC I 类分子结合。参与此过程类分子结合。参与此过程的 转 运 蛋 白的 转 运