第十一章 APC与抗原的加工及提呈
11_APC和抗原提呈

(2)迁移期DC
在输入淋巴管和淋巴液中迁移的DC称为隐蔽细胞;外周血DC 包括迁移DC和DC前体。
(3)成熟DC:迁移到外周免疫器官的DC。如: 外周免疫器官的T细胞区的并指状DC(IDC) 即属于成熟DC
特点: ①表面有许多树突样突起; ②低表达模式识别受体,识别摄取抗原能力弱,加工能力 弱; ③MHC分子、共刺激分子、黏附分子的表达显著提高,提 呈抗原和激发免疫应答的能力很强。
3、DC的功能
(1)识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫; (2)抗原提呈与免疫激活作用,DC是唯一能 直接激活初始T细胞的APC.(最重要的功能)
• ①为T细胞活化提供第一信号; • ②高表达CD80、CD86、CD40等共刺激分子,为T细胞活化提 供了充足的第二信号。 • ③DC分泌细胞因子,高表达粘附分子,从而完整启动免疫 应答 • ④DC还能通过诱导Ig类别的转换和释放某些可溶性因子等 促进B细胞的增殖与分化。
2、通过MHCⅠ类分子提呈内源性抗原的APC
• 能够降解、加工细胞内(内源性)抗原肽,并以抗 原肽-MHCⅠ分子复合物的形式将抗原肽提呈给 CD8+T细胞,属广义的APC。 • 此类细胞通常被胞内寄生病原体感染而产生病原体 抗原或细胞突变产生突变蛋白抗原,提呈抗原给 CD8+T细胞而自身被识别、杀伤,故又称为靶细胞, 即被CD8+T细胞杀伤的靶细胞。
(一)APC提呈抗原的分类 外源性抗原(exogenous antigen) :来源于APC 之外的抗原,如被吞噬的细胞、细菌、蛋白质抗 原等。
内源性抗原(endogenous antigen) :细胞(靶
细胞或广义APC)内合成的抗原,如被病毒感染的 细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗 原和某些胞内的自身成分等。
C11 APC(医学免疫学)

2.加工和提呈抗原,启动适应性免疫应答。
将其膜表面的抗原肽-MHC Ⅰ类分子复合物、抗原肽-MHCⅡ 类 分子复合物提成给相应的CD8+T细胞和CD4+T 细胞,直接激 活T 细胞应答。
高表达CD80、CD86、CD40 等共刺激分子,为T细胞活化提供 了第二信号。
DC产生的细胞因子进一步诱导活化T 细胞增殖分化,从而完整 启动适应性免疫应答。
染的细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞合成的 肿瘤抗原和某些胞内的自身成分等。
通过胞质蛋白酶体由MHC I类分子递呈给 CD8+T细胞。
MHC I类分子抗原提呈途径
1.内源性抗原的加工与转运 (1)内源性抗原首先被泛素化而呈线性进入蛋白酶体
(Proteasome),被降解为抗原肽。
(2)抗原加工相关转运物(TAP)与抗原结合,以ATP 依赖的方式主动转运抗原肽进入内质网(ER)内。
思考题
• 成熟与未成熟DC的生物学特征及DC 的生物学功能。 • 试述内源性抗原递呈途径的过程。 • 试述外源性抗原递呈途径的过程。
1.属于专职性APC的是 E A. 巨噬细胞 B. 树突状细胞 C. B淋巴细胞 D. A和B E. A, B和C
2. 抗原提呈能力最强的APC是 B A. 巨噬细胞 B. 树突状细胞 C. B淋巴细胞 D. A和B E. A, B和C
专职性APC:DC、MΦ、B细胞(抗原提呈能力最强) 非专职性APC:在通常情况下不表达MHCⅡ 类分子,但 在炎症或INF-γ刺激时,可表达MHCⅡ 类分子和粘附分 子以及共刺激分子。
专职抗原提呈细胞的生物学特征 表达MHCⅡ 类分子,主要提呈外源性抗原给CD4+T 细胞
掌握
APC的分类
专职
(双语)第十一章 抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈(双语)

蛋白酶体:大分子蛋白水解酶复合体,为中空的 圆柱体结构,具有酶活性的组分主要是两种蛋白 酶体β亚单位PSMB8和PSMB9。 抗原加工相关转运物(TAP):是一种由两个亚 单位组成的异二聚体(TAP1/2),跨膜蛋白, 在内质网膜上形成孔道,以ATP依赖的方式对肽 进行主动转运,选择性的转运适合与MHCⅠ类 分子结合的含8-12个氨基酸的抗原肽。
(Mononuclear Macrophage)
•包括血液中的单核细胞和组织器官中的巨噬细胞。 •吞噬和清除病原微生物,参与炎症反应,发挥专 职性APC功能。
二、单核/巨噬细胞
三、B淋巴细胞(B Lymphocyte)
主要通过膜表面受体BCR摄取抗原,尤其 当抗原浓度较低时,能浓集抗原并使之内 化,发挥抗原提呈作用。
Proteasome
Large, multisubunit enzyme assemblage. Degrade a broad range of cytosolic proteins. TAP(Transporter Associated with Antigen Processing) Have two subunits: TAP-1 and TAP-2. Form a heterodimeric channel that selectively pumps a wide assortment of peptides of 8-12 residues from the cytosol into the RER lumen in an ATP-dependent manner.
Ia-associated invariant chain (Ii)
A polypeptide. Functions: 1.Promote stable folding of the classⅡprotein; 2.Block the classⅡpeptide-binding site; 3.Facilitate the classⅡMHC protein export.
11APC和抗原提呈

一、MHC I 类分子途径
内源性抗原主要通过MHC I 类分子途径 加工处理与提呈。
所有有核细胞都表达MHC I 类分子。因 此,所有有核细胞均具有通过MHC I 类 分子处理与提呈抗原的能力。
1.内源性抗原的加工处理与转运
抗原加工相关转运物(transporter associated with antigen processing, TAP)
? 在IFN- γ等作用下,表达MHC I 类、II 类分子 和共刺激分子的水平显著升高,可将抗原肽 MHC II 类分子复合物提呈给CD4+T 细胞。
三、B淋巴细胞
? 可持续表达MHC Ⅱ类分子 。
? 一般不表达 B7等共刺激分子,但受到细 菌等刺激后可以表达。
? 摄取抗原的方式: BCR 途径(内吞) 浓缩Ag(Ag浓度
? 表型特征是高表达 MHC II 类分子、共刺激分 子及黏附分子;低表达与吞噬有关的分子。
? 提呈抗原和激发免疫应答的能力较强,但摄取、 加工抗原能力明显下降。
? DC在成熟的过程中同时发生迁移
3.根据组织分布的分类
? 广泛分布于脑以外的全身各脏器,数量极少,仅占 人外周血单个核细胞的 1%以下。
2.MHC I类分子的生成与组装
MHC I 类分子α链与
β2m在ER 中合成。
体液中的DC
1.根据来源的分类
髓系DC
? “经典”的、常规意义上的 DC ,主要参与免疫 应答的诱导和启动。
淋巴系DC
? 主要指浆细胞样 DC。静息状态下形态与浆细胞 相似,但活化后获得 DC形态。
? 活化的 pDC 快速释放大量的 I型干扰素,参与抗 病毒免疫应答。
2. 根据分化成熟状态的分类
医学免疫学-APC 与抗原的加工及提呈

Ag 肽(13-18aa) 结合 MHCⅡ类分子
提呈
(内体、溶酶体和MⅡC) 酸性环境、蛋白酶降解Ii HLA-DM降解CLIP
CD4+ T细胞
(二)MHC II类分子途径
外源性抗原通过MHC II类分子途径加工处理和提呈
表11-2 MHCⅠ类分子和MHC II类分子途径比较
MHCⅠ类分子途径 Ag来源 Ag降解的胞内位置 内源性Ag 蛋白酶体 MHCⅡ类分子途径 外源性Ag 内体、溶酶体和MⅡC MⅡC MHCⅡ类分子 Ii链、钙联蛋白 专职性APC CD4+T(主要为Th)
1、内源性抗原的加工与转运
2、MHCⅠ类分子的生成与组装
3、抗原肽- MHCⅠ类分子复合物的形成与Ag提呈
(一)MHCⅠ类分子途径
1、内源性抗原的加工与转运
细胞内蛋白与泛素结合形成
泛素化蛋白,被蛋白酶体降解
蛋白酶体(20S):大分子蛋
白水解酶复合体,主要负责将
溶酶体外的蛋白质降解为多肽。
免疫蛋白酶体(26S)具有较强
APC
Ag肽
MHC分子
TCR T cell
一、APC的 分类
通过MHC II类分子提 呈外源性抗原的APC APC 通过MHC I类分子提
病毒感染的细胞
呈内源性抗原的APC
肿瘤细胞
一、APC的 分类
树突状细胞 (DC) 通过 MHC II 类分子提 呈外源性 抗原的 APC
专职性APC
(professional APC)
TAP转运
内质网腔(Ⅰ类分子在此合成) 形成 Ag肽:MHCⅠ类分子复合物 提呈 Golgi 转运
CD8+ T-TCR
靶细胞膜表面
医学免疫学-APC与抗原的加工及提呈

抗原的种类有哪些?
1 微生物抗原
包括细菌、病毒、真菌等微生物产生的抗原,是免疫系统最常见的抗原。
2 肿瘤抗原
肿瘤细胞产生的特定抗原,可以用于癌症诊断和治疗。
3 自身抗原
自身组织中产生的蛋白或其他物质,当异常表达时会被免疫系统识别为抗原。
抗原的结构特点是什么?
抗原决定簇
抗原上的特定区域,与免疫系统中的抗体或T细胞受体进行结合和识别。
APC的种类有哪些?
树突状细胞
树突状细胞是免疫系统中最重要的APC之一,具有高度抗原提呈和免疫调节的能力。
巨噬细胞
巨噬细胞是其他重要的APC,主要负责吞噬和处理细菌和病毒等病原体。
B淋巴细胞
B淋巴细胞也是一类重要的APC,具有抗原提呈和抗体产生的能力。
什么是抗原?
抗原是免疫系统识别的物质,可以触发免疫反应。它们可以是细菌、病毒、癌细胞等外源性物质,也可以是自身组 织中的异常蛋白。
抗原加工的过程是什么?
1
内吞作用
APC通过内吞抗原,将抗原包裹在囊泡中。
2
蛋白酶切割
Hale Waihona Puke 内吞的抗原在囊泡中被蛋白酶切割成小片段。
3
抗原递呈
抗原片段与MHC分子结合,形成抗原-MHC复合物。
APC对抗原的处理方式有哪些?
1 降解
APC内部的酶降解抗原为小 片段。
2 内吞作用
APC通过内吞抗原,将抗原 包裹在囊泡中。
医学免疫学-APC与抗原的 加工及提呈
医学免疫学-APC与抗原的加工及提呈 PPT大纲
什么是APC?
APC全称为抗原呈递细胞(Antigen Presenting Cell),是免疫系统中的一类细 胞,负责把抗原呈递给其他免疫细胞识别和激活免疫反应。
《医学免疫学》抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈

抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈一、免疫术语APC(抗原提呈细胞,antigen-presenting cell):是能够加工抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的形式将抗原肽提呈给T细胞的一类细胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。
专职性APC(professional antigen-presenting cell):包括树突状细胞、单核/巨噬细胞和B淋巴细胞,能组成性表达MHCⅡ类分子、共刺激分子和黏附分子,具有直接摄取、加工和提呈抗原的功能。
二、专职性APC的种类和特点树突状细胞(dendritic cell,DC)DC是一类成熟时具有许多树突样突起的、能够识别、摄取和加工外源性抗原并将抗原肽提呈给初始T细胞并诱导T细胞活化增殖、功能最强的抗原提呈细胞。
DC是机体适应性免疫应答的始动者,是连接固有免疫和适应性免疫的“桥梁”。
分类:根据来源分类:经典DC(cDC):髓系DC浆细胞样DC(pDC):淋巴系DC 根据成熟状态分类:未成熟DC、(迁移期DC)、成熟DC。
未成熟DC特点:表达模式识别受体,能有效识别、摄取和加工外源性抗原;低水平表达MHCⅡ类分子、共刺激分子和黏附分子。
成熟DC特点:高水平表达MHCⅡ类分子等,能有效提呈抗原和激活T细胞;低表达模式识别受体,识别、摄取和加工外源性抗原能力弱。
未成熟DC与成熟DC特点的比较功能:识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫。
♦抗原提呈与免疫激活作用(MHC分子、共刺激分子、黏附分子、细胞因子)♦免疫调节作用♦免疫耐受的维持与诱导单核/巨噬细胞包括血液中的单核细胞(monocyte)和组织器官中的巨噬细胞(macrophage,Mφ)。
功能:♦吞噬和清除病原微生物♦发挥专职性APC功能,刺激已活化的效应T细胞或记忆T细胞♦T细胞产生的细胞因子激活巨噬细胞,促进其杀伤病原体能力B细胞激活的Th辅助B细胞活化,对TD-Ag应答产生抗体,表达CD80/CD86等共刺激分子;作为专职性APC时,主要以BCR识别、浓集和内化抗原,刺激已活化的效应T细胞或记忆T细胞。
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阻止新合成的未折叠的自身蛋 Ii链通过非共价键结合未成熟MHC-II 白结合未成熟MHC-II类分子 类分子,使之稳定,形成(Ii)3九聚体
Ii 的作用
参与II类分子的组装和折叠; 封闭II类分子的肽结合槽
阻止II类分子与胞浆中内源性抗原结合 引导组装后的MHC-II类分子转运至MIIC
~7×106 >100hr ++ ++ 强
(三)DC的生物学功能
1. 识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫 2. 抗原提呈与免疫激活作用 3. 免疫调节作用 4. 免疫耐受的诱导与维持
1、识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫
DC表达多种模式识别受体以及Fc受体,可识别多种微生 物或抗原抗体复合物,通过胞饮作用、吞噬作用和受体 介导的内吞作用等摄取抗原物质。 pDC活化后可快速产生I型干扰素,参与抗病毒固有免疫 应答。
2)非淋巴样组织中的DC 郎罕细胞(Langerhans cell): 表皮和上皮 间质性DC (interstitial DC): 心肺肾肝胃间质
3)体液中的DC 隐蔽DC (veiled cell):输入淋巴液 血液DC (peripheral blood DC):外周血
3. DC的表面标志
DC尚未发现特征性的表面标志。对DC的鉴定除了在 细胞形态上加以区别外,常用细胞表面标志组合等进 行鉴别。 常见的DC表面标志有MHC-I、MHC-Ⅱ、CD11a、 CD11c、ICAM-1、CD58 、CD40、CD44、CD83、 CD80、CD86、整合素(β1、β2)、DC-SIGN、 FcR、C3bR及各种趋化因子受体等。
2、抗原提呈与免疫激活作用
1.提供初始T细胞活化的启动信号 2.成熟DC高表达共刺激分子为T细胞活化提供第二 信号 3.产生的细胞因子进一步诱导活化的T细胞增殖和分 化,从而启动完整免疫应答 4.DC能通过诱导Ig的类别转换和释放某些可溶性因 子等促进B细胞增殖与分化
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第十一章
APC细胞与抗原的加工及提呈
陈水亲 生化与分子生物学教研室
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
抗原提呈细胞(antigen-presenting cell, APC)是指能够加工抗原并以抗原肽-MHC分子 复合物的形式将抗原提呈给T淋巴细胞的一类细
胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中
起重要作用。
第二节 抗原的加工和提呈
二、APC加工和提呈抗原的途径(四条)
MHCⅠ类分子抗原提呈途径和MHCⅡ类分子抗原提呈途径的比较
第二节 抗原的加工和提呈
(一)MHCI类分子抗原提呈途径
1、内源性抗原的来源: 细胞内合成的微生物(病毒)蛋白质。 胞浆变性衰老的蛋白质。
肿瘤细胞合成的蛋白质。
2、内源性抗原的处理: 处理场所:细胞内的蛋白酶复合体(proteasome) 简称蛋白 酶体。 处理过程:抗原通过蛋白酶体时被酶降解成抗原肽
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
1、DC的类型
为经典DC,参与免 疫应答的诱导和启动。
为浆细 胞样DC, 主要通 过释放 大量I型 干扰素, 参与抗 病毒免 疫。
1 2
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
2、经典DC的成熟过程 未成熟DC
迁移期DC
成熟DC
第一节 抗原提呈细胞的种 抗原提呈细胞的种类与特点
3、DC的功能
(1)识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫应答
(2)抗原提呈与免疫激活作用
DC是机体适应性免疫应答的始动者。
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
(3)免疫调节作用
DC
分泌
IL-12
诱导
Th0细胞
分化
Th1细胞
引起
Th1型免疫应答
(4)免疫耐受的诱导与维持
注:通过人为调节DC的功能,对肿瘤、移植免疫、感染、自身免疫 性疾病发生机制的认识及其免疫防治具有重要意义。
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
(二)单核-巨噬细胞 MΦ是体内功能最为活跃的细胞之一 。MΦ起源于骨 髓。在某些CK刺激下,骨髓中的髓样干细胞发育为单核细 胞,进入血液,存留数小时至数日后,移行到全身各组织 器官,发育成熟为MΦ。活化的MΦ表现多种生物学活性。 MΦ能产生多种酶。尤其是活化的MΦ可产生:CK(IL、 TNF)、补体成分、凝血因子、反应性氧代谢中间产物、 NO等,与其活化程度和功能密切相关。 (三)B淋巴细胞 B细胞表达丰富的MHC II类分子,具有加工处理并提 呈抗原的能力,其抗原提呈功能与BCR有关,它能浓集抗 原并使之内化,故在抗原浓度非常低时也能有效提呈抗原。
第二节 抗原的加工和提呈
3、 内源性抗原的递呈
(1)具有一定基序的多肽通过转肽蛋白(TAP)进入内 质网。
(2)内质网中的MHC-Ⅰα链和β2m与具有一定基序的抗 原肽(8~10个氨基酸)结合成稳定的抗原肽/ MHC-Ⅰ分 子 构象。 (3)抗原肽/ MHC-Ⅰ经高尔基体转运至细胞表面。
第二节 抗原的加工和提呈
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点 一、抗原提呈细胞的分类
1.通过MHCII类分子提呈外源性抗原的APC:给CD4+T。
2.通过MHCI类分子提呈内源性抗原的APC:给CD8+T。
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
专职性抗原提呈细胞的特性比较
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
二、专职性抗原提呈细胞
(一)树突状细胞(dendritic cell,DC)是由美国 学者Steinman于1973年发现的,是目前所知的功能最强 的抗原提呈细胞,细胞表面有许多树突状突起,高表达 MHC II类分子,能显著刺激初始T细胞进行增殖。
第二节 抗原的加工和提呈
第二节 抗原的加工和提呈
(三)非经典的抗原提呈途径(MHC分子对抗原的交叉提呈) MHCⅠ类分子提呈外源性抗原外,内源性抗原在某 些情况下也能通过MHCⅡ类途径加以提呈。 (四)脂类抗原的CD1分子提呈途径 CD1分子有:CD1a、CD1b、CD1c、CD1d和CD1e。 主要表达于APC细胞表面。 CD1分子的抗原结合槽深而窄,只适于递呈脂类和糖 脂类抗原。 接纳CD1分子递呈抗原的细胞:αβT细胞,γδT细胞 和NK T细胞。
第二节 抗原的加工和提呈
抗原的加工和提呈:指APC将抗原加工处理、降解为 多肽片段,并与MHC分子结合为抗原肽:MHC分子复合物, 而转移至细胞表面,并与T细胞表面的TCR结合,成为 TCR/抗原肽:MHC分子三元体,再提呈给T细胞的全过程。 一、APC提呈抗原的分类
外源性抗原
内源性抗原
第二节 抗原的加工和提呈
(3)恒定链提供MHC-Ⅱ分子进入胞内小体的信号肽。
(4)抗原肽/MHC-Ⅱ复合体 形成并运送至细胞表面
胞内小体与溶酶体融合成为吞噬溶酶体。
在吞噬溶酶体的酸性环境下CLIP/ MHC-Ⅱ 解离。 抗原肽(12~17氨基酸)与MHC-Ⅱ结合成为抗原肽/MHC-Ⅱ复合体 。
然后被吞噬溶酶体运送至细胞表面。
1、DC对抗原的摄取:三条途径: (1)巨吞饮作用:可吞入大量的液体。 (2)受体介导的内吞作用: 1)FcγRII:结合抗原抗体复合物。 2)甘露糖受体:摄取甘露糖化和岩藻糖化的抗原。 (3)吞噬作用:摄取大颗粒和微生物(LC)。 2、MΦ 对抗原的摄取 (1)吞噬:细胞吞入较大的固体或分子复合物。 (2)胞饮:细胞吞入液态物质或极微小颗粒。 (3)受体介导的胞吞作用:大分子物质先与胞膜特异性受体 结合,特异性强。 3、B细胞对抗原的摄取:受体介导作用。
(1)MHC-Ⅱ/恒定链复合体在内质网形成
阻止内质网中的内源性抗原肽占据肽槽。
(2)MHC-Ⅱ/恒定链复合体向胞内小体运输过程形成 MHC-Ⅱ / CLIP 。
恒定链的C端被降解成为CLIP (classⅡ-associated invariant chain peptide,CLIP)。
第二节 抗原的加工和提呈
第二节 抗原的加工和提呈
(二)MHCII类分子抗原提呈途径
1、外源性抗原的来源:来自细胞外的抗原( 细菌) 2、外源性抗原的处理:
处理场所:溶酶体(lysosome ) 胞内小体(endosome) 处理过程:抗原在酸性环境中被蛋白酶水解成 抗原肽。
第二节 抗原的加工和提呈 3、外源性抗原的递呈:恒定链起决定性作用。