内源性抗原的递呈过程之欧阳光明创编
抗原加工和呈递的途径
抗原加工和呈递的途径一、引言免疫系统是人体抵抗外界病原体侵袭的重要防线，而抗原加工和呈递则是免疫系统中的重要环节。
本文将从抗原加工和呈递的途径出发，探讨免疫系统中的这一过程。
二、抗原加工和呈递的基本概念抗原加工和呈递是指机体内的抗原被专门的抗原呈递细胞加工处理后，以特定方式展示给免疫系统中的其他细胞，从而引发免疫反应。
抗原加工和呈递的途径主要包括内源途径和外源途径。
三、内源途径内源途径是指机体内源性产生的抗原经过细胞内加工处理后被呈递给免疫系统中的其他细胞。
内源途径主要涉及到胞内抗原加工和呈递过程。
1. 胞内抗原加工胞内抗原加工主要发生在细胞的胞浆中。
当病原体侵入细胞内时，病原体会被细胞吞噬形成内体。
内体随后与溶酶体融合，形成内酶体。
在内酶体中，病原体被酶解为小片段，并与类II主要组织相容性复合物（MHC-II）相结合。
2. 胞内抗原呈递经过抗原加工的病原体片段与MHC-II相结合后，会被胞浆膜包裹形成内酶体囊泡。
内酶体囊泡随后与细胞膜融合，将MHC-II上的抗原片段呈递到细胞膜上，供其他免疫细胞识别和激活。
四、外源途径外源途径是指机体外源性的抗原经过特定的细胞加工处理后被呈递给免疫系统中的其他细胞。
外源途径主要涉及到胞外抗原加工和呈递过程。
1. 胞外抗原加工胞外抗原加工主要发生在组织的固有抗原呈递细胞中。
当外源性抗原侵入机体后，固有抗原呈递细胞会通过吞噬作用将抗原摄入，并形成胞吞噬体。
胞吞噬体随后与溶酶体融合，形成溶酶体。
在溶酶体中，抗原被酶解为小片段，并与类II主要组织相容性复合物（MHC-II）相结合。
2. 胞外抗原呈递经过抗原加工的抗原片段与MHC-II相结合后，会被胞吞噬体膜包裹形成胞吞噬体囊泡。
胞吞噬体囊泡随后与细胞膜融合，将MHC-II上的抗原片段呈递到细胞膜上，供其他免疫细胞识别和激活。
五、抗原加工和呈递的意义抗原加工和呈递的途径是免疫系统中的重要过程，它能够激活免疫系统中的其他细胞，引发针对抗原的免疫反应。
抗原的提呈过程
抗原的提呈过程《抗原提呈的奇妙之旅》咱今儿个来唠唠抗原的提呈过程，这事儿可太有趣了，就像一场精心策划的“寻宝游戏”。
想象一下，咱们的身体就像一个超级大城堡，里面住着各种各样的细胞居民。
有一天，来了一群不速之客，也就是抗原，它们就像是偷偷潜入城堡的小贼。
这时候，咱们身体的免疫系统就开始拉响警报啦。
就好比我上次感冒的时候，那些病菌就是抗原。
我感觉鼻子塞塞的，喉咙痒痒的，整个人都没了精神。
身体里的那些免疫细胞们可没闲着，就像城堡里的卫士们开始行动起来。
首先登场的是抗原提呈细胞，这就像是城堡里的情报员。
它们在身体各处巡逻，一旦发现了抗原这些“小贼”，就会把它们抓住。
我仿佛能看到那些小小的细胞伸出它们的“小手”，把病菌紧紧地揪住，就像警察抓小偷一样。
然后，抗原提呈细胞就开始对这些抗原进行加工处理，这过程就像是情报员在破解小偷身上携带的密码本。
它们把抗原分解成一小段一小段的，挑出关键的信息，就像从密码本里找出重要的情报。
接着呢，这些带着关键信息的抗原片段就会被装到一个特殊的“小包裹”里，这个“小包裹”就叫MHC 分子。
这就好比把情报小心翼翼地装进一个密封的信封，准备传递出去。
然后抗原提呈细胞就带着这个“小包裹”开始寻找T 细胞。
这就像是情报员在城堡里到处找能看懂情报并且能采取行动的将军。
我记得我在医院做检查的时候，医生跟我说身体里的细胞们都在忙忙碌碌地工作着。
那些T 细胞就像是训练有素的将军，它们分布在身体的各个角落，等待着抗原提呈细胞送来的“情报包裹”。
当抗原提呈细胞找到合适的T 细胞后，就会把“小包裹”递给它，就像情报员把信封交给将军。
T 细胞打开包裹，读取里面的信息，然后就知道了敌人的模样和弱点，于是开始召集更多的免疫细胞，比如 B 细胞等，一起商量作战计划，准备对那些抗原发动大规模的攻击。
从最初抗原偷偷潜入身体，到被抗原提呈细胞发现、处理、包装，再到最后成功传递信息给T 细胞，这一系列的过程就像一场环环相扣的冒险。
6.第八章抗原呈递细胞及抗原呈递PPT课件
•2
第一节 抗原呈递细胞（APC)
一、树突细胞（DC）
是抗原提呈能力最强的APC细胞
1.特点： ①能高水平表达MHC-II类分子； ②可表达参与抗原摄取和转运的特殊膜受体； ③能有效摄取和处理抗原，然后迁移至T细胞区； ④能活化未致敏T细胞； ⑤抗原提呈效率高•1415•16•17
第二节 抗原呈递及其机制
一、抗原呈递细胞对外源性抗原的处理 溶酶体途径（MHC-II类分子途径）
二、抗原呈递细胞对内源性抗原的处理 胞质溶胶途径（MHC-I类分子途径）
•18
一、抗原呈递细胞对外源性抗原的处理
溶酶体途径（MHC-II类分子途径）
• 1、抗原在APC被降解 • 抗原在吞噬溶酶体在酸性环境中被水解——抗原肽
•5
(4)免疫调节作用 1)DC可分泌多种细胞因子参与免疫功能 的调节； 2)分泌多种趋化因子，介导其他免疫细胞 的趋化作用。 (5)免疫监视功能
某些前体DC对局部各种化学信号十分 敏感，在体内发挥免疫监视作用
•6
二、单核吞噬细胞系统MPS
1、来源及组织分布
• 包括骨髓内的前单核细胞，外周血中的单核细胞和组 织内的巨噬细胞。
复合物 3、抗原肽-MHC-I类复合物被高尔基体转运至细胞膜表面，
供CD8+T细胞识别
•23
思考题
1.APC定义 2.专职APC种类 3.抗原呈递类型及作用
•24
•3
2.DC的生物学功能
(1)抗原提呈 1) 利用受体介导的内吞作用摄取可溶性抗原； 2)具有强大的液相吞饮功能； 3)通过吞噬作用摄取大颗粒或微生物。
(2)参与T细胞发育、分化和激活 1)DC作为重要的胸腺间质细胞，对T细胞在胸腺中
第 14 章 抗原提呈
第 14章 抗原提呈
第二节 抗原的处理和提呈
一、Ag的摄取
1、抗原的分类：外源性抗原、内原性抗原
2、APC 对抗原的摄取
（1）B细胞：BCR结合 胞饮
（2）单核巨噬细胞：吞噬 吞饮 受体介导的胞吞
（3）DC
二、抗原的加工处理过程
外源性抗原由专职抗原提呈细胞摄取―――在内体溶酶体里降解成抗原肽―――在 内体溶酶体小泡内和MHC-Ⅱ分子结合―――运输到细胞表面――提呈给CD4+T细胞 内源性抗原在靶细胞内合成――在蛋白酶体内降解成抗原肽―――由抗原肽转运体 运输到内质网腔里和MHC-Ⅰ分子结合――运输到细胞表面――提呈给CD8＋T细胞。
图1、外源性抗原的加工处理过程
图2、 内源性抗原的处理过程。
抗原递呈细胞及抗原递呈
淋 巴 系 DC 抗原递呈细胞及抗原递呈 髓 系 D C
巨噬细胞
组织中未成熟DC
- 有效摄取抗原 -强的加工、处理抗原能力 （能合成MHC II类分子） - 低表达共刺激分子 - 提呈抗原、刺激初始T细胞 活化能力弱
淋巴组织中成熟DC
- 抗原摄取能力下降 -高表达MHC分子及共刺激 分子 -有效提呈抗原、激活初始T 细胞活化
抗原递呈细胞及抗原递呈
DC的生物学功能
抗原提呈
*胞饮作用 *吞噬作用 *受体介导的 内吞 (FcR/CR/ 甘露糖受体）
抗原递呈细胞及抗原递呈
免疫调节
* 激活初始T细 胞，启动免疫 应答
*分泌细胞因子， 调节免疫细胞 分化发育
*分泌趋化性细 胞因子，趋化 T/B细胞
*利用未成熟 DC诱导免疫耐 受
抗原递呈细胞及抗原递呈
内源性抗原递呈途径
（MHC-I类分子途径）
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。 如病毒抗原、肿瘤抗原，组织抗原等 主要经此途径递呈。
抗原递呈细胞及抗原递呈
Degradation in the proteasome
抗原递呈细关胞及节抗原：递呈滑膜A型细胞
单核－巨噬细胞系统生物学特征
(mononuclear phagocyte system, MPS)
1. 表面标志 MHC-I/II 类 抗 原 、 粘 附 分 子 （ LFA-1,ICAM1)、共刺激分子(B7,CD40)、FcR、补体受体 (CR1/3/4)、LPS受体(CD14)、CKR等
主要内容
概念 抗原递呈细胞
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。
抗原的加工与呈递
成熟DC -/+ -/+ ++
大于100小时 7×106 ++ -/+ ++ 提呈抗原
2、巨噬细胞 (Macrophage, Mφ)
来源、分布
前单核细胞（骨髓） 单核细胞（血液） 巨噬细胞（组织器官）
单核巨噬细胞
单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜） 透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆
指由细胞外进入细胞的蛋白质抗原
细胞摄入的各种病原体和疫苗 在吞噬体和内体中生长的病原体 摄入的自身蛋白
抗原递呈细胞内加工，由MHCⅡ分子递呈
Listeria
M
M
M
M
二、抗原递呈细胞
抗原递呈细胞 (antigen presenting cell，APC)
能够摄取、加工、处理抗原并将Ag信 息递呈给抗原特异性淋巴细胞（T细胞） 的一类免疫细胞。包括巨噬细胞、树突 状细胞、成熟B细胞等
Uptake and degradation of exogenous antigens
APC以胞吞作用摄入Ag，形成内体 内体与溶酶体融合形成内体/溶酶体 Ag被蛋白酶降解成Ag肽
抗原加工区室（compartments）
APC以胞吞作用摄入Ag，形成内体
Membrane Ig receptor
2、MHCⅡ类分子的合成及转 运
Biosynthesis and transportation of MHC classⅡ molecules
粗面内质网中MHCⅡ类分子合成 与Ii链结合成 (αβIi)3复合物
Conception
Ⅰi链
Ⅰa-associated invariant chain，Ⅰa分子相关的不变链 协助Ⅱ类分子折叠和装配 阻止Ⅱ类分子与ER中的新合成的肽或内源性抗原肽结合 引导Ⅱ类分子进入内体
抗原的处理与递呈
关键词：抗原一、抗原的捕获与处理辅佐细胞可通过多种方捕获抗原，例如吞噬作用（对同种细胞或细菌等大型颗粒）和胞饮作用（对病毒等微小颗粒或大分子）等。
这种吞噬和吞饮作用无抗原特异性，可能的识别机制在于吞噬细胞与被吞噬颗粒之间的表面亲水性差异。
另外还有受体介导的内摄作用，这是弱吞噬力的辅佐细胞捕获抗原的主要方式，例如B细胞可借助抗原受体（表面免疫球蛋白）与相应的抗原特异性结合，并将抗原内化处理。
这些捕获方式与中性粒细胞的吞噬作用（详见第八章）相似。
抗原处理（antigenprocessing）是指辅佐细胞将天然抗原转变成可被TH细胞识别形式的过程；这一过程包括抗原变性、降解和修饰等。
例如细菌在吞噬体内被溶菌酶消化降解，将有效的抗原肽段加以整理修饰，并将其与MHCⅡ类分子相连接，然后转运到细胞膜上。
可与MHCⅡ类分子结合的都是蛋白性抗原；多糖和脂类不易于MHCⅡ类分子连接，难以被TH细胞识别，因而多不是良好的免疫原；但有时可以诱导抗体性免疫应答。
二、抗原的递呈抗原递呈（antigenpresentation）是辅佐细胞向辅助性T细胞展示抗原和MHCⅡ类分子的复合物，并使之与TCR结合的过程。
这个过程是几乎所有淋巴细胞活化的必需步骤。
抗原递呈之前，经处理后的抗原肽段已经连接在MHC分子顶端的槽中，这个复合物便是TCR的配体。
TCR 与配体结合的精确模式尚未清楚，一个合理的说法是TCR中α和β链的V段接触MHC分子的α螺旋（形成MHC分子顶端槽的肽段），使高可变的连接部（V-J及V-D-J）与抗原肽段相结合。
这样保证了TCR识别抗原的特异性。
超抗原（例如细菌毒素等，详见第二章）的递呈有独特的模式，它不需要胞内处理，可以直接与MHCⅡ类分子结合。
超抗原不结合在MHC Ⅱ类分子的顶端槽中，而是结合在槽的外侧；与TCR结合时，不结合其α链，只结合β链的V节段。
超抗原对TCR和MHCⅡ类分子的结合都非常牢固，象一支双向钩子将T细胞和辅佐细胞紧紧地连在一起，很容易使T细胞活化。
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*欧阳光明*创编 2021.03.07
内源性抗原的呈递过程：
欧阳光明（2021.03.07）
内源性抗原是指APC细胞内合成的抗原，如病毒感染的细胞所合成的病毒蛋白、肿瘤细胞合成的肿瘤抗原以及胞内某些自身成分等。
提呈内源性抗原的APC主要是一些病毒感染的细胞、肿瘤细胞等广义的APC。
内源性抗原提呈途径又称为胞质溶胶或MHC-I类途径，其具体过程是：指内源性抗原如病毒感染细胞或肿瘤细胞合成的蛋白被胞质溶胶中蛋白酶体（LMP）降解为小分子抗原肽（8-13个氨基酸）后，经TAP转运至内质网，在内质网中抗原肽与MHC-I类分子结合，形成抗原肽/MHC-I类分子复合物，转运至APC表面，供CD8+T细胞的TCR识别。
具体概括成以下三点：
第一，内源性Ag多肽的产生：内源性抗原通常来源于胞内蛋白，核蛋白，病毒蛋白、瘤Pr等。
它们
泛生物素化及在蛋白酶体中降解，产生8-12aa短肽（适合与MHC I 类分子结合）。
第二，多肽的转运：TAP将内源性Ag肽从蛋白酶体向内质网转运，内质网中MHC I类分子与多肽结合形成稳定的复合物。
第三，内源性Ag递呈，复合物以胞吐空泡的形式至靶细胞表面递呈给CD8T细胞。
*欧阳光明*创编 2021.03.07。