抗原的摄取、加工、处理和呈递过程
简述细胞免疫的过程
简述细胞免疫的过程
细胞免疫是一种免疫响应过程，主要涉及T淋巴细胞和细胞因子的参与。
其过程可以分为以下几个步骤：
1. 抗原递呈：免疫细胞（如抗原呈递细胞、树突状细胞等）摄取并处理外源抗原，将其片段展示在细胞表面的主要组织相容性复合物（MHC）上。
2. T细胞激活：这些展示抗原的MHC分子与特异性受体（T 细胞受体，TCR）上的T细胞结合，从而通过信号传导通路激活T细胞。
3. T细胞增殖和分化：活化的T细胞通过增殖和分化产生大量的效应细胞。
其中，CD4+ T细胞分化为不同亚群（如辅助性T细胞1型、2型、17型、调节性T细胞等），而CD8+ T细胞则分化为细胞毒性T细胞。
4. 效应细胞杀伤：细胞毒性T细胞识别并杀伤感染细胞或异常细胞（如肿瘤细胞）。
它们通过释放细胞毒素（如穿孔素、颗粒酶等）或通过Fas/FasL通路诱导细胞凋亡来发挥杀伤作用。
5. 细胞因子产生：辅助性T细胞分泌细胞因子（如干扰素γ、白细胞介素等），促进炎症反应、调节免疫细胞活性和协调免疫应答。
6. 调节与终止：调节性T细胞通过分泌调节性细胞因子，抑
制其他免疫细胞的活性，维持免疫的平衡。
一旦病原体被清除，免疫应答将被终止，避免过度炎症反应。
细胞免疫通过调控免疫细胞的活性和杀伤作用，起到防御感染和清除异常细胞的作用。
这个过程中多个细胞和分子参与，相互协同发挥作用，维护机体的免疫平衡和健康。
树突状细胞抗原提呈过程
树突状细胞抗原提呈过程
第一步，抗原捕获。
树突状细胞通过其表面上的特异性受体，如Toll样受体（TLR）和C型凝集素受体（CLR），能够识别和捕获外源抗原。
当DC细胞
接触到病原体或其他外源抗原时，这些受体会识别并结合抗原分子，将其内部化到细胞内。
第二步，抗原处理。
捕获到的抗原分子在DC细胞内被降解成小片段，这一过程发生
在特殊的细胞器内，如内质网和溶酶体。
这些小片段被称为抗原肽，它们将在后续步骤中被呈递给T细胞。
第三步，抗原呈递。
处理后的抗原肽将与主要组织相容性复合物（MHC）分子结合，
形成MHC-抗原肽复合物。
这些复合物将被转运到树突状细胞表面，
并在那里呈递给T细胞。
第四步，T细胞激活。
当T细胞受体识别到MHC-抗原肽复合物时，T细胞将被激活并开始免疫应答。
这将引发一系列的免疫反应，包括T细胞的增殖和分化，以及其他免疫细胞的活化。
树突状细胞抗原提呈过程的完成标志着免疫系统对外源抗原的识别和应答。
这一过程的精密调控对于维持免疫系统的平衡和功能至关重要。
对树突状细胞抗原提呈过程的深入理解也为疾病的治疗和预防提供了新的思路和方法。
抗原提呈
第十五章抗原提呈细胞与抗原的处理及提呈一、概念1.抗原提呈：一些细胞能够摄取、加工、处理蛋白质，使其降解成小肽，并由细胞的MHC分子将肽运送到细胞表面供T细胞识别的过程。
2.T细胞识别线性抗原肽，需抗原提呈，识别过程具有MHC限制性；这种识别方式可以进一步活化B 细胞而产生特异性体液免疫反应或活化其他T细胞和巨噬细胞而引起特异性细胞免疫反应（Th细胞的作用）。
二、抗原的处理和提呈过程1.外源性抗原和内源性抗原1)内源性抗原：胞浆内合成的抗原，如被病毒感染细胞合成的病毒蛋白、细胞内感染细菌的产物或裂解片段和肿瘤细胞内合成的蛋白等；2)外源性抗原：通过吞噬小体进入细胞的抗原，如可被吞噬细胞吞噬的细菌、细胞、可溶性蛋白质抗原等；2.两类MHC分子结合的肽来源不同1)MHC I 类分子：结合来源于胞浆蛋白的肽（约8-10aa长），由CD8+T细胞识别；2)MHC II 类分子：结合膜结构小泡中的肽（约10-30aa长），由CD4+T细胞识别；3.MHC I类分子提呈肽的过程1)泛素：76aa，负责给要降解的蛋白加标签；2)泛素加标签步骤：a)泛素+E1->泛素-E1；b)泛素-E1+E2->泛素-E2；c)泛素-E2+被降解蛋白->泛素-蛋白；d)更多泛素加到蛋白上形成降解标签；3)26S蛋白酶体=19S帽蛋白+20S核心复合物；为圆筒形；a)20S核心复合物：圆桶形两头两个a环各含7个不同的a-型多肽；圆桶形中间两个b环个含7个不同的b-型多肽；b1, b2, b5亚基为蛋白酶体活性部位；b)19S帽蛋白：圆桶的最外端，20个亚单位组成；可识别带有多个泛素的蛋白，使它们去折叠，移去泛素，使线性化的蛋白进入蛋白酶体核心；4)免疫蛋白酶体：将蛋白降解为抗原肽；由IFN-γ诱导蛋白酶体形成；b1i (LMP2)、b5i(LMP7)、b2i (MECL-1)、PA28a、PA28b；5)TAP：为TAP1和TAP2形成的异二聚体；通过与肽装载复合物相互作用，将胞浆内的肽转运到内质网中；6)肽装载复合物：tapasin（跨膜糖蛋白）+calreticulin（凝集素型分子伴侣，稳定MHCI类分子）+ERp57（巯基的氧化还原酶，通过改变MHCIα2结构域使抗原结合沟槽更适合抗原肽；7)总过程a)部分折叠的MHCI类分子α链在与β2m结合之前与Calnexin结合b)MHCIα/β2m复合物与Calnexin解离，结合分子伴侣复合物，通过tapasin结合TAP；c)胞浆内的蛋白被蛋白酶体降解为肽片段；d)TAP转运抗原肽入内质网，抗原肽结合MHCI类分子，并使MHCI稳定折叠，稳定的抗原肽/MHCI复合物被转运表达与细胞膜；e)4.MHC II类分子提呈肽的过程1)内体（MIIC）：吞噬小体与溶酶体融合形成吞噬溶酶体，再在胞浆内形成一种包裹抗原性的膜性细胞器，叫做内体；内体富含MHCII类分子，进入其内的蛋白质在酸性环境种被附着与内体膜上的酸性蛋白酶水解；它和溶酶体都是抗原提呈细胞加工处理抗原的主要场所；2)不变链（恒定链Ii）：防止MHC II类分子在内质网中与肽结合，并将MHC II类分子从内质网引入MIIC；每三个MHC II类分子和三条Ii形成一个九聚体；3)CLIP：不变链降解后留下一段与MHC分子结合的小肽；（下图过程要掌握）4)HLA－DM/HLA－DO：使MHC II类分子与CLIP解离并与肽片段结合；5)总过程：a)抗原提呈细胞将细胞外蛋白抗原摄入内吞泡中；b)在内体和溶酶体中加工摄取的蛋白抗原；c)MHCII类分子的生物合成及转运至内体；d)加工后的抗原肽与MHCII类分子在内质体腔中结合（掌握CLIP中图示过程）；e)在细胞表面表达抗原肽-MHC分子复合物；5.MHC I类分子交叉呈递外源性抗原肽1)肽交换模型：装载有肽的MHC I类分子通过细胞膜内化作用到达吞噬小体，与MHCII类分子同处一室，在此处它们之间结合的肽发生交换；Sec61复合物：孔状，将内质网中错误折叠的蛋白质运回胞浆降解；2)内质网参与模型：内体或吞噬溶酶体可与内质网融合，其中的抗原肽可直接负载MHCI类分子，或被逆向转运到胞浆再经蛋白酶体处理后循经典MHCI类途径处理和提呈；三、抗原提呈细胞1.概念1)MHCI类分子在所有有核细胞中表达；MHCII类分子在专职抗原提呈细胞中表达；2)三种专职抗原提呈细胞：树突状细胞、巨噬细胞、B细胞3)抗原提呈细胞具备条件：a)摄取并加工处理抗原；b)通过MHC分子将抗原在细胞表面提呈；c)表达粘附分子使T细胞和APC紧密接触；d)表达协同刺激分子，给T细胞第二信号4)免疫突触：T细胞和APC相接触的区域；a)过程：细胞之间的接触导致细胞骨架蛋白极化，细胞内囊泡和表面受体移动到接触面；持续时间短，下游细胞反应取决于接触时间的长短、信号的强弱、周围环境等因素；b)组成分子：c-SMAC(TCR,CD2,CD4,CD8,CD28,PKC-θ);p-SMAC(LFA-1,ICAM-1,talin);2.树突状细胞对抗原的提呈1)来源：多能造血干细胞分化为淋巴干细胞和造血干细胞，后二者中前者分化为淋巴系DC，后者分化为髓系DC；2)分类a)淋巴组织DC：并指状DC（interdigitating cell，IDC）；滤泡DC(follicular dendriticcell, FDC) ；b)非淋巴组织DC：表皮中的DC（Langerhans' cells，LC）；间质DC（interstitial）DC ；c)体液中的DC：隐蔽细胞（veiled cell），血液中的DC ；3)三途径：巨吞饮作用（非特异性结合可溶性抗原）；受体介导的内吞作用；吞噬大的颗粒；4)过程：DC摄入抗原后将其降解成小肽，并与MHC II类分子结合。
(2024年高考真题)2024年普通高中学业水平选择性考试生物试卷 辽宁、吉林、黑龙江卷(含答案)
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一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。
小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。
下列叙述错误的是（）A. 钙调蛋白的合成场所是核糖体B. Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位C. 钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关D. 钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化2. 手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。
下列叙述错误的是（）A. 肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制B. 肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程C. 卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达D. 卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性3. 下列关于森林群落演替的叙述，正确的是（）A. 土壤的理化性质不会影响森林群落演替B. 植物种群数量的改变不会影响森林群落演替C. 森林由乔木林变为灌木林属于群落演替D. 砍伐树木对森林群落演替的影响总是负面的4. 关于人类活动对生态环境的影响，下列叙述错误的是（）A. 清洁能源的使用能够降低碳足迹B. 在近海中网箱养鱼不会影响海洋生态系统C. 全球性的生态环境问题往往与人类活动有关D. 水泥生产不是导致温室效应加剧的唯一原因5. 弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。
抗原的处理名词解释
抗原的处理名词解释1. 引言抗原（antigen）是指能够诱导机体免疫应答的物质，通常为蛋白质、多糖或少数的核酸。
而抗原的处理是指机体对抗原分子的识别、捕获、处理和呈递过程。
抗原的处理在免疫系统中起着至关重要的作用，它连接着机体的体外免疫系统和体内免疫系统，为免疫应答的有效展开提供了基础。
2. 抗原的识别机体的免疫系统能够识别和辨别出各种不同的抗原分子。
这种识别主要通过免疫细胞表面的免疫受体来实现，主要包括B细胞表面的B细胞受体（BCR）和T 细胞表面的T细胞受体（TCR）。
BCR和TCR能够与抗原特异性地结合，从而启动相应的免疫应答。
3. 抗原的捕获抗原分子进入机体后，免疫系统需要将其捕获并进行处理。
这一过程主要由专门的抗原递呈细胞来完成，分为两类：抗原递呈细胞类I和抗原递呈细胞类II。
类I抗原递呈细胞主要包括巨噬细胞和树突状细胞，它们通过细胞膜上的MHC-I分子将内源性抗原呈递给CD8+T细胞。
而类II抗原递呈细胞主要为B细胞、树突状细胞和巨噬细胞，通过细胞膜上的MHC-II分子将外源性抗原呈递给CD4+T细胞。
4. 抗原的处理一旦抗原被捕获，抗原递呈细胞会将其内部进行处理。
这个过程主要包括抗原分子的降解、处理和与MHC分子的结合。
抗原递呈细胞会将抗原分子通过内源途径（endogenous pathway）或外源途径（exogenous pathway）进行不同的降解和处理。
在内源途径下，细胞会通过蛋白酶将抗原分子降解为短肽段，并与MHC-I分子结合，形成MHC-I-抗原复合物。
而在外源途径下，抗原分子通过抗原递呈细胞的内质网与内体相连，被降解为短肽段，并与MHC-II分子结合，形成MHC-II-抗原复合物。
5. 抗原的呈递处理后的抗原与MHC分子结合后，会被进一步转运到细胞膜表面，从而将抗原呈递给T细胞。
对于MHC-I-抗原复合物，它们主要被表达在类I抗原递呈细胞的细胞膜表面，能够通过与CD8+T细胞相互作用来介导免疫应答。
抗原提呈
抗原肽/MHC-II类分子复合物 表达与APC表面，供CD4+T细胞识别
溶酶体途径 示意图
Flash
(二)内源性抗原提呈(胞质溶胶或MHC-I类途径)
* 指内源性抗原被胞质溶胶中蛋白酶体降解为小 分子抗原肽后，与MHC-I类分子结合，形成抗原肽 /MHC-I类分子复合物，供CD8+T细胞识别的过程。
锚着位点
“pocket”
HLA-I类和 II类分子的 锚着位点
CD4+Th细胞 外源性抗原加工、处理和呈递示意图
APC处理与抗原提呈
外源性抗原
（内质网）新合成MHC-II类分子
吞噬小体
吞噬溶酶体 蛋白酶作用
形成10-17AA的抗原肽恒定链（Ii）抗原Fra bibliotek合 槽为Ii所占据
与吞噬溶酶体融合
Ii被降解并暴露MHC-II类分 子抗原结合凹槽
外源性抗原和内源性抗原的产生
细菌
内质体中 内吞 的细菌 溶酶体中
降解的细菌 细菌抗原
病毒从内质 体进入胞浆 病毒DNA整合到 染色体基因后转录
感染
胞浆中的病毒 RNA
外源性抗原
内源性抗原
合成的 病毒蛋白
病毒
ER
Flash
(一)外源性抗原提呈(溶酶体或MHC-II类途径)
* 指外源性抗原被APC摄取、加工、处理为抗原肽，与 MHC-II类分子形成抗原肽/MHC-II类分子复合物，表达 于APC细胞表面，供CD4+T细胞识别的过程
* APC细胞内合成的抗原（如病毒抗原、肿瘤抗原， 组织抗原等）主要经此途径提呈。
1.内源性抗原的加工 TAP依赖机制 1）蛋白质抗原的降解
* 蛋白酶体（LMP-2，LMP-7） 2）抗原多肽的转运 * HSP-70，HSP-90
细胞免疫应答的基本过程
细胞免疫应答的基本过程
细胞免疫应答是人体免疫系统对外来病原体的一种防御机制，它包括多种细胞和分子的相互作用，以保护身体免受感染和疾病的侵害。
在这个过程中，细胞免疫系统通过识别、定位和摧毁外来病原体，以保持身体的健康。
细胞免疫应答的基本过程可以分为以下几个步骤：
1. 病原体的识别和摄取
细胞免疫系统的第一步是识别和摄取外来病原体。
这个过程由专门的细胞负责，如巨噬细胞和树突状细胞。
这些细胞通过表面上的受体识别病原体，并将其摄取到细胞内。
2. 抗原呈递和处理
一旦病原体被摄取到细胞内，它们被分解成小片段，这些小片段被称为抗原。
细胞会将这些抗原呈递给T细胞，以便T细胞能够识别它们。
3. T细胞的激活和增殖
一旦T细胞识别了抗原，它们会被激活并开始增殖。
这些活跃的T细胞被称为
效应T细胞，它们会释放化学物质，以摧毁病原体。
4. 效应T细胞的攻击
效应T细胞通过释放细胞毒素和吞噬病原体的细胞来攻击病原体。
这些细胞毒素可以杀死病原体，而吞噬细胞则可以将病原体摧毁并将其排出体外。
5. 记忆T细胞的生成
一旦病原体被摧毁，效应T细胞会逐渐消失。
但是，一些T细胞会转化为记忆T 细胞，它们可以长期存活并记住以前遇到的病原体。
这使得身体在未来再次遇到相同的病原体时能够更快地做出反应。
细胞免疫应答是一个复杂的过程，需要多种细胞和分子的相互作用。
这个过程可以帮助身体保持健康，并保护身体免受感染和疾病的侵害。
高考生物《特异性免疫》真题练习含答案
高考生物《特异性免疫》真题练习含答案1．根据特异性免疫的基本过程，判断下列叙述正确的是()A．树突状细胞几乎分布于机体的各种组织中，具有抗原呈递功能B．病原体进入细胞内，则主要依靠T细胞“作战”C．B细胞只要接受了相应抗原直接刺激就会分泌特异性抗体D．辅助性T细胞只在体液免疫过程中起关键作用，不参与细胞免疫答案：B解析：巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中，而树突状细胞分布于皮肤、消化道、呼吸道等组织中，A错误；病原体进入细胞内，则主要依靠T细胞“作战”，依赖细胞毒性T 细胞裂解靶细胞，释放病原体，B正确；B细胞接受相应抗原的刺激后增殖分化形成浆细胞和记忆细胞，其中只有浆细胞才能分泌特异性抗体，C错误；辅助性T细胞在细胞免疫中可分泌细胞因子，促进细胞毒性T细胞增殖分化，D错误。
2．[2023·新课标卷]人体内的免疫细胞是体液免疫和细胞免疫过程的重要参与者。
下列叙述正确的是()①免疫细胞表面的受体可识别细菌、病毒等入侵机体的病原体②树突状细胞能够处理和呈递抗原，淋巴细胞不能呈递抗原③辅助性T细胞参与体液免疫过程而不参与细胞免疫过程④体液免疫可产生记忆B细胞，细胞免疫可产生记忆T细胞⑤某些致病细菌感染人体既可引发体液免疫又可引发细胞免疫A．①②④B．①④⑤C．②③⑤D．③④⑤答案：B解析：①病原体进入机体后，其表面一些特定的蛋白质等物质，能够与免疫细胞表面的受体结合，从而引发免疫反应，故免疫细胞表面的受体可识别细菌、病毒等入侵机体的病原体，①正确；②B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能够处理和呈递抗原，B细胞属于淋巴细胞，②错误；③在体液免疫过程中，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化与B细胞结合作为激活B细胞的第二信号，分泌细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程；在细胞免疫过程中，辅助性T细胞分泌细胞因子促进细胞毒性T细胞分裂、分化。
因此辅助性T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫，③错误；④体液免疫过程中，B细胞活化后开始分裂、分化，一小部分分化为记忆B细胞；细胞免疫过程中，细胞毒性T细胞分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞，④正确；⑤某些致病细菌是寄生在宿主细胞内的，感染人体时既可引发体液免疫又可引发细胞免疫，⑤正确。
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抗原的摄取、加工、处理和呈递过程细胞免疫应答是指T细胞接受抗原刺激后，转化为效应T细胞而发挥的免疫效应。
但这个抗原刺激并不是直接的，而是要形成复合体后才能识别。
学生问题
试题解析
试题：下图是特异性免疫中抗原刺激相应细胞的图示，以下叙述错误的是( )
A．成熟的T淋巴细胞和成熟的B淋巴细胞表面只有对应于一种抗原的受体
B.成熟的T淋巴细胞和成熟的B淋巴细胞都能被相应的抗原刺激
C.细胞毒性T细胞只能识别呈递在抗原－MHC复合体上的抗原
D.成熟的B淋巴细胞表面的每个受体能结合两个抗原分子
解析：
成熟的T淋巴细胞和成熟的B淋巴细胞表面只有对应于一种抗原的受体，体现出特异性免疫，A正确；成熟的T淋巴细胞只能识别呈递在抗原－MHC复合体上的抗原，成熟的B淋巴细胞能识别相应的抗原，B 错误；细胞毒性T细胞只能识别呈递在抗原－MHC复合体上的抗原，不能直接识别抗原，C正确；成熟的B 淋巴细胞表面的每个受体，是膜性抗体，有两臂，能结合两个抗原分子D正确。
故答案为B。
抗原的递呈和识别
抗原可以分为外源性抗原和内源性抗原。
内源性和外源性抗原的产生
外源性抗原是指抗原递呈细胞（APC）如巨噬细胞，从细胞外部摄取的，存在于细胞囊膜系统内的蛋白质抗原。
此类抗原在被溶酶体降解成短肽后，通过抗原肽－MHCⅡ类分子复合物提呈给辅助性T细胞（CD4+T细胞）识别，诱导CD4+T 细胞参与的免疫应答。
经专职APC摄取，加工，处理，提呈的外源蛋白质均属于此类，抗原识别受MHCⅡ类分子限制。
对外源性抗原的摄取、加工、处理和递呈：
巨噬细胞等对外源性抗原的识别大多是随机捕获，无特异性识别能力。
抗原被摄取后内化形成吞噬体，与溶酶体融合形成吞噬溶酶体，外源性抗原在酸性环境中被多种水解酶降解形成抗原多肽，同时在内质网中新合成的MHCⅡ类分子转运到内体，并与其内具有免疫活性的多肽结合，形成抗原－MHCⅡ类分子复合物，再经高尔基体转运并呈现于抗原呈递细胞如巨噬细胞的表面供辅助性T细胞和细胞毒性T细胞识别。
外源性抗原
内源性抗原指在抗原递呈细胞内新合成的抗原，如病毒感染细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原等。
内源性抗原以抗原肽-MHC I类分子复合物形式提呈给细胞毒性T细胞（CD8+T细胞）。
经蛋白酶体降解产生的内源性抗原肽必须进入内质网才能与 I 类分子结合。
内源性抗原的摄取、加工、处理和递呈：
以病毒感染的宿主细胞为例，病毒侵入易感染宿主细胞（靶细胞）后，以其DNA为为模板，通过转录、翻译在胞质内生成病毒蛋白质抗原，该内源性抗原被存在于胞质内的蛋白酶体即小分子聚合多肽体摄取并降解成肽段，抗原肽转运体将胞内生成肽段转运到内质网中，经加工修饰成具有免疫原性的抗原肽，抗原肽与内质网中的MHC I 类分子结合，形成抗原肽－MHC I 类分子复合物后转入高尔基体，再通过分泌小泡运送到细胞表面，供细胞毒性T细胞所识别，如果是活化的细胞毒性T细胞就是效应毒性T细胞。
内源性抗原
从上述抗原的递呈过程来看，外源性抗原需要经过递呈细胞如巨噬细胞参与，而内源性抗原就不需要递呈细胞如巨噬细胞参与。
直接有宿主细胞（包括癌细胞），形成抗原-MHC复合体递呈，当然B淋巴细胞可以直接识别抗原，而T细胞只能识别抗原－MHC复合体。
另外，从MHC-I和MHC-Ⅱ类来看，也可以解释效应细胞毒性T细胞为什么不作用于巨噬细胞，原因是巨噬细胞只能形成Ⅱ类复合体，起递呈作用，而效应细胞毒性T细胞能识别并作用于I 类复合体。