上海交通大学机体防御与免疫-11.抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈ppt课件

1、抗原提呈细胞抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈与抗原的加工及提呈Antigen Presenting Cells Antigen Presenting Cells & Antigen Processing and & Antigen Processing and PresentationPresentation免疫学与微生物学系免疫学与微生物学系王利王利 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抗原提呈细胞的种类与特点抗原提呈细胞的种类与特点抗原的加工和提呈抗原的加工和提呈Immunobiology, 5th editon, Janeway et al抗原提呈细

2、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、一、 抗原提呈细胞的种类与特点抗原提呈细胞的种类与特点抗原提呈细胞的分类抗原提呈细胞的分类专职性抗原提呈细胞专职性抗原提呈细胞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 抗原提呈细胞抗原提呈细胞 antigen-presenting cell，APC： 可以加工抗原并以抗原肽可以加工抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的分子复合物的方式将抗原肽提呈给方式将抗原肽提呈给T细胞的一类细胞，在机体的细胞的一类细胞，在机体的免疫识别、免疫应对与免疫调理中起重要作用。免疫识别、免疫应对与免疫调理中起重要作用。抗原提呈细胞与抗原的加工及提

3、呈抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈1. 1. 抗原提呈细胞的分类抗原提呈细胞的分类 经过经过MHCMHC类分子提呈外源性抗原的类分子提呈外源性抗原的APCAPC 能摄取、加工外源性抗原并以抗原肽能摄取、加工外源性抗原并以抗原肽- -MHCMHC类分子复合物方式将抗原肽提呈类分子复合物方式将抗原肽提呈给给CD4+TCD4+T细胞，即通常所称的细胞，即通常所称的APCAPC。 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 分为：专职性分为：专职性APCDC、M和和B细胞细胞 非专职性非专职性APC内皮细胞、上皮细胞、内皮细胞、上皮细胞、 成纤维细胞等成纤维细胞等抗原提呈细胞与抗原的加

4、工及提呈抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈专职专职APC： 组成性表达组成性表达MHC类分子、共刺激分子、类分子、共刺激分子、黏附黏附 分子分子非专职性非专职性APC： 不表达或低表达不表达或低表达MHC类分子、共刺激类分子、共刺激分子、分子、 黏附分子黏附分子 ，但炎症过程中可诱导性表达，但炎症过程中可诱导性表达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Figure 8-3专职专职APCAPC 经过经过MHC类分子提呈内源性抗原的类分子提呈内源性抗原的APC 降解、加工巧胞内抗原并以抗原肽降解、加工巧胞内抗原并以抗原肽-MHC类分子复合物方式将抗原肽提呈给类分子复合物方式将抗原

5、肽提呈给CD8+T细胞，属广义细胞，属广义APC。又称为被。又称为被CD8+T细细胞杀伤的靶细胞。胞杀伤的靶细胞。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 专职性抗原提呈细胞专职性抗原提呈细胞 树突状细胞树突状细胞Dendritic cell， DC：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 浆细胞样浆细胞样DCplasmacytoid DC, pDC 活化后快速产生大量活化后快速产生大量型干扰素，参与抗型干扰素，参与抗病毒固有免疫应对病毒固有免疫应对 经典经典DCconventional DC

6、, cDC 主要参与免疫应对的诱导和启动，又分为主要参与免疫应对的诱导和启动，又分为未成熟未成熟DC和成熟和成熟DC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cd83.de 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Figure 8-2 part 1 of 3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Figure 8-2 part 2 of 3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Figure 8-2 part 3 of 3抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈抗原提

7、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抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈 未成熟未成熟DC： 表达方式识别受体，识别和摄取外源性表达方式识别受体，识别和摄取外源性抗原抗原 具有很强的抗原加工才干具有很强的抗原加工才干 提呈抗原、激发免疫应对才干较弱低：提呈抗原、激发免疫应对才干较弱低：程度表程度表 达达MHC类分子和共刺激分子、黏附类分子和共刺激分子、黏附分子分子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 迁移期迁移期DC： 未成熟未成熟DC在迁移的过程中逐渐成熟。在在迁移的过程中逐渐成熟。在输入淋巴管和

8、淋巴液中迁移的输入淋巴管和淋巴液中迁移的DC称为隐蔽称为隐蔽细胞。而外周血细胞。而外周血DC那么包括迁移方式的那么包括迁移方式的DC和来自骨髓的和来自骨髓的DC前体。前体。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 成熟成熟DC： 外表有许多树突样突起外表有许多树突样突起 低表达方式识别受体低表达方式识别受体 识别和摄取外源性抗原的才干弱识别和摄取外源性抗原的才干弱 加工抗原的才干弱加工抗原的才干弱 高程度表达高程度表达MHC类分子和共刺激分子、黏类分子和共刺激分子、黏附分子附分子 有效提呈抗原和激活初始有效提呈抗原和激活初始T细胞细胞抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈抗原提呈细

9、胞与抗原的加工及提呈未成熟未成熟DCDC成熟成熟DCDC摄取抗原摄取抗原+ +MHCMHC+ +B7B7+ +CD40CD40+ +加工加工AgAg+ +提呈提呈AgAg+部位部位外周外周二级淋巴器官二级淋巴器官Ag迁入迁入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DC的功能：的功能： 识别、摄取和加工抗原，参与固有免疫识别、摄取和加工抗原，参与固有免疫 抗原提呈与免疫激活作用：抗原提呈与免疫激活作用： 摄取、加工、提呈抗原肽给摄取、加工、提呈抗原肽给CD4+T细细胞，提胞，提 供供T细胞活化的第一信号；成熟细胞活化的第一信号；成熟DC表达表达共刺激共刺激 分子，提供分子，提

10、供T细胞活化第二信号细胞活化第二信号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 免疫调理作用：经过细胞间直接接触、分泌细免疫调理作用：经过细胞间直接接触、分泌细 胞因子和趋化因子，调理其它免疫细胞的功能胞因子和趋化因子，调理其它免疫细胞的功能 免疫耐受的诱导与维持：免疫耐受的诱导与维持： 胸腺内胸腺内DC参与参与T细胞的阴性选择，诱导中枢细胞的阴性选择，诱导中枢免免 疫耐受疫耐受 未成熟未成熟DC参与诱导外周免疫耐受参与诱导外周免疫耐受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 单核单核/巨噬细胞巨

11、噬细胞Monocyte/Macrophage ：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 单核单核/巨噬细胞：巨噬细胞： 来源：单核细胞来源于骨髓，从血液移行到全身来源：单核细胞来源于骨髓，从血液移行到全身组织器官，成为巨噬细胞组织器官，成为巨噬细胞M。 外表标志：补体受体、外表标志：补体受体、Fc受体、清道夫受体、方受体、清道夫受体、方式识别受体等式识别受体等 摄取抗原：胞饮作用、吞噬作用、受体介导的内摄取抗原：胞饮作用、吞噬作用、受体介导的内吞作用等，吞噬和去除病原体的才干很强吞作用等，吞噬和去除病原体的才干很强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

12、呈 B细胞：细胞：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B细胞：细胞： 摄取抗原：摄取抗原： 以以BCR识别、浓集和内化抗原识别、浓集和内化抗原 经过胞饮作用摄取抗原经过胞饮作用摄取抗原 共刺激分子表达：细菌感染或共刺激分子表达：细菌感染或Th细胞辅助细胞辅助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医学免疫学上海第二医科大学免疫教研室吞噬吞噬受体介导受体介导 MHCB7 激激 活活诱导应对诱导应对 + + 组成性组成性+ 初始初始T 初次初次 + + 诱导性诱导性诱导诱导 记忆记忆T、活化、活化T 再次再次 + 组成性组成性诱导诱导 记忆记忆T、活化、

13、活化T 再次再次DCMB摄取摄取AgAg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二、抗原的加工和提呈二、抗原的加工和提呈APCAPC提呈抗原的分类提呈抗原的分类APCAPC加工和提呈抗原的途径加工和提呈抗原的途径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Figure 5-1Ag的种类的种类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 抗原加工抗原加工antigen processingantigen processing： APCAPC将摄入胞内的外源性抗原或胞质将摄入胞内的外源性

14、抗原或胞质内本身产生的内源性抗原降解并加工成一内本身产生的内源性抗原降解并加工成一定大小的多肽片段，使抗原肽适宜与定大小的多肽片段，使抗原肽适宜与MHCMHC分子结合，抗原肽分子结合，抗原肽-MHC-MHC分子复合物分子复合物再转运到细胞外表的过程。再转运到细胞外表的过程。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抗原的加工途径抗原的加工途径golgiClass ICytoplasmic peptideClass IIIi chainPeptide in vesicleDisplaces Ii chain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 抗原提呈抗

15、原提呈antigen presentationantigen presentation： 表达于表达于APCAPC外表的抗原肽外表的抗原肽-MHC-MHC分子分子复合物被复合物被T T细胞识别，从而将抗原肽提呈细胞识别，从而将抗原肽提呈给给T T细胞，诱导细胞，诱导T T细胞活化的过程。细胞活化的过程。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1. APC1. APC提呈抗原的分类：提呈抗原的分类：内源性抗原内源性抗原(endogenous antigen)(endogenous antigen)：细：细胞内合成的抗原，例如病毒蛋白、肿胞内合成的抗原，例如病毒蛋白、肿瘤抗原。

16、瘤抗原。外源性抗原外源性抗原(exogenous antigen)(exogenous antigen)：位于：位于细胞外的蛋白质抗原，例如，胞外感细胞外的蛋白质抗原，例如，胞外感染微生物及其产物。染微生物及其产物。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markyhbAPCAPC加工和提呈抗原的途径：加工和提呈抗原的途径：MHCMHC类分子抗原提呈途径类分子抗原提呈途径MHCMHC类分子抗原提呈途径类分子抗原提呈途径非经典的抗原提呈途径交叉提呈非经典的抗原提呈途径交叉提呈脂类抗原的脂类抗原的CD1CD1分子提呈途径分子提呈途径抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈抗原提呈细胞与抗

17、原的加工及提呈MHC类分子抗原提呈途径类分子抗原提呈途径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 MHC类分子抗原提呈途径类分子抗原提呈途径 内源性抗原经蛋白酶体内源性抗原经蛋白酶体proteasome降解成肽，降解成肽，经过抗原加工相关转运体经过抗原加工相关转运体TAP1、TAP2转运进入内转运进入内质网，与质网，与MHC类分子在内质网合成结合成肽类分子在内质网合成结合成肽MHC类复合物，经过高尔基体表达于细胞外表。类复合物，经过高尔基体表达于细胞外表。 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内源性抗原的加工与转运内源性抗原的加工与转运 胞内蛋白先与

18、泛素结合，泛素化蛋白呈线性胞内蛋白先与泛素结合，泛素化蛋白呈线性进入胞质内的蛋白酶体进入胞质内的蛋白酶体proteasome，被降解。，被降解。 降解的抗原肽经内质网膜上的抗原加工相关降解的抗原肽经内质网膜上的抗原加工相关转运物转运物TAP转移至内质网腔内与新组装的转移至内质网腔内与新组装的MHC类分子结合。类分子结合。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蛋白酶体蛋白酶体proteasome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蛋白转运体蛋白转运体 TAP1 and TAP2 form a peptide transporter in the en

19、doplasmicreticulum membrane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MHC类分子的生成和组装类分子的生成和组装 MHC类分子类分子链和链和2微球蛋白微球蛋白2m在内质网中合成。在内质网中合成。 链立刻与伴侣蛋白结合钙联蛋白、钙链立刻与伴侣蛋白结合钙联蛋白、钙网蛋白和网蛋白和TAP相关蛋白。相关蛋白。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抗原肽抗原肽-MHC类分子复合物的构成与抗原提呈类分子复合物的构成与抗原提

20、呈 在伴侣蛋白的参与下，在伴侣蛋白的参与下，MHC类分子组装类分子组装成二聚体，其成二聚体，其链的链的1和和2功能区构成抗原肽功能区构成抗原肽结合槽，与适宜的抗原肽结合构成复合物。结合槽，与适宜的抗原肽结合构成复合物。 结合抗原肽的结合抗原肽的MHC类分子经高尔基体转类分子经高尔基体转运至细胞膜上，提呈给运至细胞膜上，提呈给CD8+T细胞。细胞。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MHC class I molecules do not leave the endoplastic reticulum unless they bind peptidesAg process

21、ing pathway- MHC class I内源性内源性AgAg蛋白酶体蛋白酶体肽肽TAP内质网内质网MHC I 链链MHC I 肽肽2mTumorVirus靶细胞靶细胞CD8+TAPC 肽肽 MHC I高尔基体高尔基体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MHC类分子抗原提呈途径类分子抗原提呈途径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 外源性抗原的摄取与加工外源性抗原的摄取与加工 外源性抗原被外源性抗原被APC识别和摄取：识别和摄取： 经过方式识别受体识别外源性抗原经过方式识别受体识别外源性抗原 经过胞饮作用、吞噬作用、受体介导的内吞作经过胞饮

22、作用、吞噬作用、受体介导的内吞作用、用、 内化等方式摄取抗原内化等方式摄取抗原 内体或吞噬溶酶体的构成内体或吞噬溶酶体的构成 MHC类小室类小室MC：抗原肽与：抗原肽与MHC类分类分子子 结合的部位结合的部位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 MHC类分子的合成与转运类分子的合成与转运 内质网中合成的内质网中合成的MHC类分子类分子链和链和链链折叠成二聚体，并与折叠成二聚体，并与Ia相关恒定链相关恒定链Ia-associated invariant chain, Ii结合构成结合构成 Ii3九聚体。九聚体。抗

23、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Ii功能：功能：促进促进MHC类分子类分子链和链和链组装、二聚体链组装、二聚体构成构成 阻止阻止MHC类分子在内质网内与内源性多肽类分子在内质网内与内源性多肽结合结合 促进促进MHC类分子转运到类分子转运到MC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 The invariant chain is cleaved to leave a peptide fragment, CLIP, bound to the MHC class II moleculeCLIP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

24、MHC类分子的组装和抗原肽的提呈类分子的组装和抗原肽的提呈 在在MC中，中，HLA-DM分子辅助使分子辅助使CLIP与抗与抗原肽结合槽解离，被抗原肽所置换，构成抗原肽原肽结合槽解离，被抗原肽所置换，构成抗原肽-MHC类分子复合物，转运至细胞膜外表，提呈类分子复合物，转运至细胞膜外表，提呈给给CD4+T细胞。细胞。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HLA-DM facilitates the loading of antigenic peptides onto class II molecules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Ag processing pathway- MHC class II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内源性和外源性抗原加工途径特点比较内源性和外源性抗原加工途径特点比较markyhbT T细胞上的细胞上的CD8CD8分子与分子与MHC IMHC I类分子的非多态区结合类分子的非多态区结合T T细胞上的细胞上的CD4CD4分子与分子与MHC IIMHC II类分子的非多态区结合类分子的非多态区结合活化活化抗原的提呈抗原的提呈CD4+CD4+细胞经过细胞经过TCRTCR识别识别