《APC及抗原递呈》课件

APC及抗原递呈抗原提呈细胞(APC)是人体免疫系统中起关键作用的一类特殊细胞。APC能够捕获、吞噬和分解抗原蛋白,并把抗原肽片段呈递给T细胞,触发特异性免疫应答。抗原递呈简介抗原识别抗原递呈指免疫细胞可以识别和结合抗原分子的过程。抗原加工免疫细胞将抗原分子降解成小肽,并装载到MHC分子上。抗原递呈携带抗原肽的MHC分子在细胞表面呈递给T细胞,激活免疫应答。抗原递呈细胞类型树突状细胞树突状细胞(DC)是最专业的抗原递呈细胞,能有效捕获、加工和递呈抗原,从而启动特异性免疫应答。巨噬细胞巨噬细胞也是重要的抗原递呈细胞,能吞噬和处理外源性抗原,并将抗原肽递呈给T细胞。B细胞B细胞具有抗原受体,可通过抗原受体识别抗原、内化并加工,将抗原肽递呈给T细胞。其他APC一些其他细胞,如肝细胞、内皮细胞等,在某些特殊情况下也可以发挥抗原递呈功能。树突状细胞(DC)树突状细胞是一类专业的抗原递呈细胞,在免疫系统中扮演着关键角色。它们能够有效捕获并呈递抗原,激活并调节T细胞和B细胞的免疫反应。树突状细胞广泛分布在人体各组织器官,是连接自然免疫和适应性免疫的重要细胞类型。树突状细胞(DC)的亚群及其功能1浊斑DC主要位于皮肤和粘膜表面,是第一道免疫防线,在感染、损伤等情况下迅速反应。2髓样DC广泛分布于淋巴组织,负责加工和递呈抗原,强力激活T细胞免疫应答。3质样DC在感染初期大量产生干扰素,发挥抗病毒作用,并能通过递呈抗原激活T细胞。4调节性DC能抑制自身免疫反应和炎症,维持免疫耐受,对于防止自身免疫疾病很重要。DC的成熟与活化1接触抗原树突状细胞(DC)接触抗原后开始进行成熟。2表面分子的变化成熟的DC会上调MHC分子和共刺激分子的表达。3功能的改变成熟的DC增强了抗原递呈和T细胞激活的能力。4迁移到淋巴结成熟的DC会迁移到淋巴结,在那里与T细胞接触。树突状细胞(DC)是最强大的抗原递呈细胞(APC)。当DC接触到抗原后,它们会经历一个从不成熟到高度成熟的过程。这个过程包括表面分子的变化、功能的改变以及迁移到淋巴结等步骤。成熟的DC能更有效地将抗原递呈给T细胞,从而启动机体的免疫应答。MHC分子概况什么是MHC分子?主要组织相容性复合体(MHC)是一组在细胞表面表达的糖蛋白,负责将自身或外源性抗原肽呈递给T细胞。MHC分子的作用MHC分子是免疫系统识别"自我"和"非自我"的关键,在抗原递呈、T细胞活化及免疫应答中发挥核心作用。MHC分子的特点MHC分子具有高度多态性和种间保守性,这些特性确保了对多种病原体的广泛识别。MHC分子结构及分类主要组织相容性复合体(MHC)分子由重链和轻链两部分组成,呈现出高度多态性。按照重链的结构和功能,MHC分子可分为三类:I类、II类和III类。I类和II类MHC分子都能够结合并递呈抗原肽,参与免疫应答。MHC分子的细胞表达广泛表达MHC分子广泛存在于人体的各种细胞表面,尤其是淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞等抗原递呈细胞。它们扮演着关键角色,参与免疫应答的启动与调节。细胞膜表达MHC分子通常位于细胞膜表面,以利于抗原肽的结合和递呈。这种膜表达方式使MHC分子能有效地与T细胞受体发生识别和结合。分类表达MHC分子主要分为MHC-I和MHC-II两大类,它们在不同类型的细胞上有不同的表达模式,以满足免疫系统的多样化需求。MHC分子结合抗原肽1抗原肽的结合位点MHC分子在其疏水性的肽结合槽中结合特定长度的抗原肽。每种MHC分子都有其自身独特的结合位点偏好。2结合位点的变化MHC分子的结合位点可因特定氨基酸序列而发生变化,从而影响可结合的抗原肽种类。3结合性及亲和力抗原肽与MHC分子的结合性和亲和力决定了能否有效刺激T细胞免疫应答。锚定位点及抗原肽长度锚定位点的重要性MHC分子表面上存在特定的疏水性口袋,能够容纳抗原肽的特定氨基酸残基,这些区域称为"锚定位点"。这些位点的特性决定了MHC分子能够结合哪些肽段。最适肽长度通常情况下,结合MHCI分子的肽长为8-10个氨基酸,结合MHCII分子的肽长为13-17个氨基酸。这些长度可以使肽段完全容纳在MHC分子的抗原结合槽内。灵活的肽段长度部分肽段虽然超出了最适长度,但也可以通过弯曲或伸展的方式适配于MHC分子的结合槽,从而被有效装载和递呈。MHC上抗原肽的装载1抗原肽结合抗原肽被运输到ER腔内,与MHC分子结合2装载装置TAP等传输体将抗原肽运输至ER,装载进MHC3编码及折叠MHC基因编码,并在ER内正确折叠MHC分子在内质网内完成装载抗原肽的过程。首先,抗原肽通过TAP等运输体运输至内质网腔内,与MHC分子结合。MHC分子在此过程中进行正确的编码和折叠,最终形成稳定的MHC-抗原肽复合物。外源性抗原递呈通路抗原摄取抗原递呈细胞(APC)通过吞噬作用或受体介导的方式摄取外源性抗原。抗原加工抗原被分解成短肽,并与MHC类II分子结合。MHC-II-抗原肽复合物表达MHC-II-抗原肽复合物转运到细胞表面,供CD4+T细胞识别。T细胞激活CD4+T细胞识别MHC-II-抗原肽复合物,在共刺激信号的作用下被激活。内源性抗原递呈通路1细胞内抗原处理细胞内病原体或自身蛋白质被分解成肽段。2MHC-I分子装载肽段被装载到MHC-I分子上运输到细胞表面。3细胞表面展示展示MHC-I-抗原肽复合物供CD8+T细胞识别。内源性抗原递呈是指细胞内源性抗原被加工处理,经由MHC-I分子递呈呈现于细胞表面,供CD8+细胞识别的一种抗原递呈过程。这种通路主要针对细胞内部产生的抗原,如病毒感染或肿瘤细胞产生的自身抗原。交叉递呈通路1外源性抗原细胞外入侵的病原体或肿瘤细胞抗原2DC捕获外源性抗原树突状细胞通过吞噬作用捕获外源性抗原分子3抗原进入MHC-I途径捕获的外源性抗原进入细胞内MHC-I递呈通路4CD8+T细胞识别树突状细胞在表面表达MHC-I-抗原肽复合物,被CD8+T细胞识别交叉递呈通路是树突状细胞特有的一种抗原递呈机制。它允许树突状细胞将外源性抗原进入MHC-I递呈通路,最终被CD8+T细胞识别和激活,这对于产生细胞毒性T细胞免疫应答很重要。T细胞受体与MHC分子结合T细胞受体T细胞表面的T细胞受体(TCR)可以识别MHC分子上展示的抗原肽。这种特异性识别是T细胞免疫反应的基础。MHC分子MHC分子的两个亚基以及其展示的抗原肽共同形成了T细胞识别的抗原复合物。细胞间接触T细胞受体与MHC-抗原肽复合物的结合需要T细胞与APC细胞之间的密切接触。这种接触触发了T细胞的激活信号。T细胞活化的共刺激信号信号1：肽抗原+MHCT细胞受体识别来自抗原递呈细胞(APC)表面的肽-MHC复合物,这是T细胞活化的第一个信号。信号2：共刺激分子T细胞上的共刺激受体(如CD28)与APC上的配体(如B7分子)结合,提供共刺激信号,增强T细胞活化。共刺激路径共刺激信号通过激活多种信号通路(如PI3K/AKT、RAS/MAPK等)促进T细胞增殖、分化和存活。负调节机制为避免过度激活,免疫系统还有CTLA-4、PD-1等负调节共刺激信号的机制。T细胞分化与功能T细胞分化T细胞在胸腺中经历多个分化阶段,最终发展成为不同功能的效应T细胞。T细胞活化T细胞需要通过抗原刺激和共刺激信号才能全面激活,进而发挥自身功能。T细胞功能效应T细胞可以直接杀伤靶细胞或者协调其他免疫细胞的免疫反应。B细胞抗原递呈B细胞表面受体B细胞通过表面的B细胞受体(BCR)来识别和结合抗原分子。B细胞吞噬抗原B细胞会吞噬和降解抗原分子,并将抗原肽段结合到自身的MHC-II分子上。B细胞抗原递呈B细胞将抗原肽段递呈给辅助T细胞,激活T细胞的免疫反应。B细胞活化及分化与T细胞的共刺激信号后,B细胞会发生活化和分化,产生特异性抗体。B细胞活化与分化1B细胞识别抗原B细胞通过表面的B细胞受体(BCR)识别特异性抗原,触发其活化过程。2B细胞共刺激信号B细胞还需要辅助性T细胞提供共刺激信号,才能全面激活并分化。3浆细胞分化经过活化和分化,B细胞可以分化为大量分泌特异性抗体的浆细胞。浆细胞分化与抗体产生抗原识别B细胞受体识别特异的抗原，激活B细胞进入分裂增殖。辅助T细胞活化辅助T细胞提供共刺激信号，激发B细胞快速分化成浆细胞。浆细胞形成B细胞高度分化为浆细胞，失去表达B细胞受体而专注于大量分泌抗体。抗体分泌浆细胞高度表达免疫球蛋白基因，大量分泌特异性抗体。记忆B细胞的形成1初次接触抗原B细胞初次接触到特定抗原会发生激活和分化,形成抗体分泌的效应B细胞和记忆B细胞。2记忆B细胞储备记忆B细胞会在体内储备下来,当再次遇到该抗原时可快速应答和产生大量抗体。3二次免疫应答当机体再次暴露于相同抗原时,记忆B细胞可迅速分化和增殖,产生更强更快的抗体反应。主要组织相容性复合体(MHC)MHC的定义主要组织相容性复合体(MajorHistocompatibilityComplex,MHC)是人体免疫系统中一组重要的基因复合体,在抗原递呈、免疫识别及自身免疫反应中发挥关键作用。MHC在人体中的重要性MHC分子能够识别和结合外来抗原肽,呈递给T细胞,激活机体免疫应答,保护机体免受病原体侵害。MHC分子的多态性及其意义基因多态性MHC基因高度多态性,拥有成百上千种不同的等位基因形式,可以编码出不同的MHC分子。识别多种抗原这种多态性使MHC分子能识别广泛的外来抗原,提高机体对病原体的识别和应答能力。个体差异不同个体MHC基因型的差异,是人类个体免疫应答能力和疾病易感性存在差异的基础。MHC与疾病的关系自身免疫性疾病某些MHC基因型与类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病有关。感染性疾病某些MHC基因型会影响对艾滋病、乙肝等病原体感染的易感性。肿瘤MHC基因型的多态性也与某些恶性肿瘤的发生有一定关联。MHC与免疫应答的关系MHC分子结构MHC分子由重链和轻链组成,其中重链含有可变区和常数区,负责与T细胞受体和抗原肽结合。轻链则负责稳定整个分子结构。MHC与T细胞的互作T细胞受体可以特异性识别和结合MHC分子上呈递的抗原肽,从而激活T细胞,引发特异性的免疫应答。MHC调控免疫反应MHC分子在抗原递呈、T细胞活化和免疫耐受等免疫过程中起到关键作用,是维持机体免疫平衡的重要因素。APC与免疫耐受的关系1抗原递呈细胞维持免疫耐受未成熟的APC如未活化的树突状细胞可诱导T细胞无应答状态,从而维持机体的免疫耐受。2抑制性信号调节免疫耐受APC上的抑制性分子如CTLA-4可抑制T细胞的活化,促进免疫耐受的建立。3调节性T细胞诱导免疫耐受APC可诱导调节性T细胞的分化和增殖,通过溶解性因子或细胞接触方式维持免疫耐受。4微环境调节免疫耐受APC分泌的抑制性细胞因子如IL-10和TGF-β可抑制炎症反应,增强免疫耐受。APC与免疫调节的关系1抗原递呈细胞(APC)在免疫调节中的关键作用APC可以激活T细胞,诱导其分化为不同亚群,从而发挥对免疫应答的调节作用。2APC通过共刺激信号调控T细胞活化APC表达的共刺激分子可以为T细胞提供第二信号,促进T细胞的完全活化和分化。3APC在免疫耐受中的调节功能APC还可以诱导调节性T细胞的产生,帮助