医学免疫学 抗原的加工与递呈

Influenza virus
外源性抗原 (exogenous antigens)
bacteria
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
M
M
M
M
二、抗原递呈细胞（APC）
APC：即抗原递呈细胞，能够摄取、加 工、处理抗原，并把抗原肽递呈给T细胞 的一类细胞群，包括专职APC （DC、巨 噬细胞、活化的B细胞）和其他非专职 APC。
图2-5 呈散在生长的成熟DC（×400） Fig2-5 scattered mature DC（×400）
DC的特点及功能
➢ 通过形态学、组合性表面标志及在混合淋巴细胞 反应中能够刺激初始T细胞增殖鉴定。
➢ 人DC的主要特征性标志为CD11c、CD1a、CD83， 是唯一能激活初始T细胞的APC。
The three kinds of Professional APC
Cellular Cooperation and Antigen Recognition
+
APC
Extracellular MHC Class II - CD4+ Helper T
Antigen
antigen peptides Lymphocyte
淋巴组织中的DC ----并指状DC：分布于淋巴组织胸腺依赖区和次级淋巴组织 ----滤泡样DC：分布于外周淋巴器官淋巴滤泡生发中心 非淋巴样组织中的DC ----间质性DC：分布于实质器官间质毛细血管附近 ----Langerhans’细胞：位于表皮和胃肠上皮部位 体液中的DC ----输入淋巴液中的隐蔽细胞 ----外周血中的血液DC
➢ 是目前所知的机体内功能最强的APC，其抗原递 呈功能是巨噬细胞的10-100倍。
DC的发育及迁移
骨髓及外周血中的前体细胞 外周非淋巴组织中的未成熟DC 输入淋巴管及外周血中的移行DC
外周淋巴组织中的成熟DC
未成熟DC和成熟DC
未成熟DC (Immature DC)
皮肤、胃肠道、呼吸道等上皮内及实质器官间质内 摄取抗原并迁移至引流淋巴器官
(CLIP)
Ii链的作用
➢ 阻止MHC II类分子与ER中新合成的肽或内源性 抗原肽结合
➢ 帮助MHC II类分子折叠和装配 ➢ 引导MHC II类分子进入内体
➢ 外源性抗原：由细胞外摄入细胞内的蛋白质抗原 ---MHCⅡ类分子递呈。
内源性抗原 （endogenous antigens）
指细胞内产生的蛋白质抗原
细胞产生的自身固有蛋白质 胞内寄生病毒或其它病原体产生的蛋白质 细胞恶性转化后产生的突变蛋白，即肿瘤抗原
有核细胞内加工，由MHCⅠ分子递呈
上皮组织中的LC 捕捉外来抗原后即进入引流淋巴结的T细胞区，成为IDC
成熟DC与未成熟DC的区别
➢ 摄取抗原的能力降低 ➢ 抗原加工、递呈功能增强 ➢ MHC、协同刺激分子（CD80、CD86）、
粘附分子（LFA-1、ICAM-1）表达上调 ➢ 刺激T细胞增殖的能力增强
树突状细胞迁移成熟过程中生物学特性的变化
Exogenous pathway
Cell surface
Uptake
Protein antigens In endosome
Endosomes
Increase in acidity
To lysosomes
Cathepsin B, D and L proteases are activated by the decrease in pH
➢ 两类MHC分子分别将抗原肽递呈给CD8+和CD4+T 细胞所识别。
CD4+T cell(Th)
CD8+T cell(Tc)
T cell Receptor
T cell Receptor
Peptide
CD4
Peptide
CD8
MHC Class II
MHC Class I
Antigen Presenting Cell
Langerhans’ cells (LC) Interdigitating DC(IDC)
LCs lie in the epithelia of the skin and gastrointestinal and respiratory tracts, express FcR and C3bR. After uptaking antigens, migrating to draining LN and becoming IDC (high level of MHC-I,II molecules，lack of FcR and C3bR)
MHC-I类分子与MHC-II类分子分布的区别
➢ MHC-I类分子广泛分布于各组织有核细胞及血小板和 网织红细胞的表面，但在神经细胞、成熟的红细胞 和滋养层细胞表面没有表达。
➢ MHC-II类分子主要分布于APC细胞、胸腺上皮细胞 和活化的T细胞表面。
总结
➢ B细胞可识别天然抗原，但T细胞不能识别天然抗 原，它们只能识别细胞表面的MHC分子与抗原肽 的复合物。
FDC
B cell
Folicular DC, FDC
FDCs Lie in follicle of LN, no expression of MHC-II molecules, high level of FcR and C3bR, present antigens to B cells
图2-4 呈集落悬浮生长的成熟DC（×400） Fig2-4 Mature DC suspended in media by colony（×400）
Uptake mechanisms direct antigen into intracellular vesicles for exogenous antigen processing
Receptor-mediated uptake enhances the efficiency of the T cell response
APC的分类
1、专职APC：包括DC、巨噬细胞、活化的B细胞 ❖ 表达MHC-II类分子，递呈外源性抗原肽给CD4+T细胞 ❖ 表达协同刺激分子B7，提供第二信号给T细胞 2、非专职APC：
通常指一般情况下不表达MHC-II类分子，不具备抗原提 呈功能，但是在炎症状态下可以被诱导表达MHC-II类分 子、协同刺激分子的一类细胞，如内皮细胞、上皮细胞、 纤维母细胞等。 3、靶细胞： 表达MHC-I类分子，递呈内源性抗原肽给CD8+T细胞
（一）外源性抗原的加工递呈
➢ 又称为MHCⅡ类途径。 ➢ 分为抗原的摄取、加工、 MHCⅡ类分子的合成
与转运、MHCⅡ类分子荷肽、递呈几个阶段。
1. 外源性抗原的摄取
➢ 通过胞吞外源性抗原由细胞外进入细胞内，形成 内体。
➢ 内体：胞吞的抗原被质膜包围形成的空泡，是外 源性抗原加工的场所。
➢ 内体经历早期、中期、晚期内体几个阶段，逐渐 成熟，最终与溶酶体融合，形成吞噬溶酶体。
Proteases produce ~24 amino acid long peptides from antigens Drugs that raise the pH of endosomes inhibit antigen processing
3. MHC Ⅱ类分子的生物合成和转运
➢ 合成场所：粗面内质网 ➢ α/β二聚体与Ii链结合，形成Ii3α3β3九聚体 ➢ Ii链：Ia分子相关的恒定链（Ia-associated invariant
Y
T 抗原肽-MHC复合物
Soluble native Ag
Cell surides
of Ag
Cell surface peptides of Ag
无应答
无应答
无应答
抗原加工、递呈
无应答
T cell response
MHC-I类分子与MHC-II类分子结构的区别
Uptake of exogenous antigens
Membrane Ig receptor mediated uptake
Y
Phagocytosis
Complement receptor mediated phagocytosis
Pinocytosis
Y
Fc receptor mediated phagocytosis
and b chains of MHC class II molecules CLIP
A peptide of the invariant chain blocks the MHC molecule binding site. This peptide is called the CLass Ⅱ associated Invariant chain Peptide
complex
1. 树突状细胞 (dendritic cell, DC)
➢ 由美国学者Steinman和Cohn于1973年发现， 因其伸出树枝样突起而得名。1993年Inaba 等用GM-CSF体外扩增获得成功。
➢ 根据来源：分为髓系来源的DC和淋巴系来 源的DC。
树突状细胞的来源
➢ 根据分布：
第十一章 抗原提呈细胞 与抗原提呈
T cells do not recognise native antigens
B
B
BB
B BB
B
B
YYY YY
YY
Y
Y
Y Y
Y Y Y Y
BCR交联
T
活化增殖、产生抗体
T
无增殖
无CK产生