抗原提呈细胞

forming a complex
MHC II 分子合成 和转运
Class II associated invariant chain peptide (MHCII类分子相关的恒定链多肽CLIP)
Cell surface
Uptake
Endosomes
(Ii)3 complexes directed towards
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DC的生物学功能
免疫调节作用:分泌多种细胞因子和趋化因 子；DC1(IL-12)/DC2(IL-4)
免疫耐受的维持与诱导
T细胞的阴性选择与中枢耐受；未成熟DC与免疫 耐受
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DC与疾病防治
DC参与多种疾病过程的 发生： 感染性疾病、肿瘤、器 官移植、自身免疫病、 过敏性疾病等
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单核/吞噬细胞
lysosomal degradation
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内源性抗原的处理及提呈
细胞内Ag→细胞内蛋白酶体→8～10个 氨基酸残基的多肽→内质网腔→结合 MHCⅠ类分子→细胞表面
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内源性抗原的处理
蛋白酶体proteasome 细胞内Ag→细胞内蛋白酶体→6～30aa多肽
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抗原相关加工转运物
Transporter associated with antigen processing，TAP
概念
抗原提呈细胞(antigen-presenting cell, APC) 能捕捉、加工、处理抗原，并将抗原提呈给 抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞。
1
APC的分类
专职APC（professional APC）: 树突状细胞、单核/巨噬细胞、B细胞
非专职APC(non-professional APC): 内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等 靶细胞：通过MHCI类分子向CD8+T细胞提 呈抗原的细胞。
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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。 骨髓中的髓样干细胞受某些细胞因子的作 用发育成前单核细胞。 前单核细胞进一步发育成为单核细胞进入 血流。 移行至全身各组织器官内，发育成熟为巨 噬细胞。
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巨噬细胞（Macrophage, Mφ）
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巨噬细胞的生物学功能
吞噬杀伤作用 杀伤靶细胞 参与并促进炎症反应 加工、提呈抗原 免疫调节
滤泡DC 淋巴滤泡
++/- + + -
并指状DC 同上，淋巴组织胸腺 ++++ -
-
-
依赖区
胸腺DC 胸腺
++
+ ？+
朗格汉斯 表皮粒层及基层；胃 ++++ + +
+
细胞
肠上皮层
间质DC 实质性器官间质毛细 ++++ ？ ？ +
血管附近
隐蔽DC 淋巴结输入管
+++ ？ ？ -
DC的分化发育
前体阶段：维持DC数量 胎肝，骨髓，外周血等
成熟期
外周免疫器官
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Antigen
From Janeway, CA Immunobiology, 5th ed.
Langerhans’ Cell Migration
DC迁移成熟过程中生物学特性的变化
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DC的生物学功能
抗原提呈与免疫激活 ✓ 抗原捕获： • 受体介导的内吞作用； • 巨吞饮作用； • 吞噬作用 ✓ DC对抗原的加工和处理 ✓ 激活初始T细胞
抗原肽（8~12aa）
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抗原处理两条途径的比较
MHCI类途径
抗原的主要来源
内源性抗原
降解抗原的酶结构 蛋白酶体
处理抗原的细胞
所有有核细胞
MHCII类途径 外源性抗原 内体、溶酶体 专职性抗原提呈细胞
抗原与MHC分子结 合的部位
参与的MHC分子
内质网 MHCI类分子
伴侣分子
TAP、钙联素
提呈对象
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DC的分类
根据来源的不同分为：
髓系DC（myeloid DC）（DC1）
处理加工提呈抗原，启动免疫应答。
淋巴系DC(lympoid DC)（DC2）
主要指浆细胞样DC (plasmacytoid DC, pDC) ，一旦活 化即快速释放大量Ⅰ型干扰素参与抗病毒感染，故 又称为干扰素产生细胞（Interferon -Producing Cell，
✓ 功能：较强的抗原提呈能力
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静止及活化的DC的形态特征
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未成熟 DC 成熟 DC
未成熟DC和成熟DC的特点
特点
主要功能
存在部位
表达MHCII类分子 半衰期 数量/细胞
共刺激分子的表达
未成熟DC
摄取、处理抗原 非淋巴组织，器官
～10小时 ～106 －/+
成熟DC
提呈抗原 外周淋巴组织
～ 100小时 ～ 7×106 ++
未成熟期：摄取加工抗原 实体组织,非淋巴组织(LC)；表达与摄取抗原有关 的受体等;产生细胞因子,具有趋化作用，或炎性介 质作用
迁移期：归巢 淋巴管、外周血中
成熟期：呈递抗原 外周免疫器官T细胞区
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DC的迁移及功能特征
前体阶段 未成熟期
迁移期
骨髓 血流 非淋巴组织
炎性因子、 抗原等刺激
上皮组织、胃 肠道、生殖道 和泌尿管道、 气道以及实质 脏器的间质
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树突状细胞(dendritic cells, DC)
一般特性 来源、分类 迁移、发育 生物学功能
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DC的一般特点
能高表达MHC-Ⅱ类分子； 可表达参与抗原摄取和转运的特殊膜受体； 能有效摄取和处理抗原，然后迁移至T细胞区； 能活化未致敏T细胞；树突状细胞是体内抗原提
呈功能最强的APC，可以激发初次免疫应答； 抗原提呈效率高。
CD8+T细胞
溶酶体及内体
MHCⅡ类分子 Ii链，钙联素 CD4+T细胞
Figure 3-19
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交叉提呈（cross-presentation）
指APC能够将外源性抗原摄取、加工和处理并通 过MHCⅠ类途径提呈给CD8+T细胞(CTL)，这不 同于传统性的外源性抗原是通过MHCⅡ类分子途 径进行加工、处理和提呈给CD4+T细胞。
HLA-DM 辅助 CLIP与抗原肽结合槽解离
HLA-DM
Replaces CLIP with a peptide antigen using a
catalytic mechanism
HLA-DM
MIIC compartment MHCII类分子腔室
Sequence in cytoplasmic tail retains HLA-DM in endosomes
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DC的分类
体液中的DC ✓ 血液DC:
包括来自骨髓的DC前体细胞，及迁移中携带抗原 的LC和间质DC ✓ 隐蔽细胞（veiled cell）: 输入淋巴管和淋巴液中迁移形式的DC
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常见的DC
IDC
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循环DC
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几类DC的分布及其主要特性
细胞名称 体内分布
MHC- II FcR C3R Birbeck颗粒
MHC II 分子合成 和转运
Ia相关的恒定链（Ii链） 内质网
Need to prevent newly synthesised, unfolded self proteins from binding
to immature MHC
Invariant chain stabilises MHC class II by non- covalently binding to the immature MHC class II molecule and
endosomes by
invariant chain
Cathepsin L degrades Invariant chain
CLIP blocks groove in MHC molecule
MHC Class II containing vesicles fuse with antigen containing vesicles
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外源性抗原的摄入和处理
Uptake
Cell surface
Protein antigens In endosome
内体Endosomes
Increase in acidity
To lysosomes （溶酶体）
Cathepsin（组织蛋白酶） proteases are activated by the decrease in pH Proteases produce 10~30 amino acids long peptides from antigens 38
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内源性抗原与外源性抗原
外源性抗原(exogenous Ag) ：指并非由抗原提呈 细胞合成、来源于细胞外的抗原，如吞噬的细 胞或细菌等。
内源性抗原(endogenous Ag)：指在抗原提成细胞 内合成的抗原，如病毒蛋白、肿瘤抗原等。
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外源性抗原的处理及提呈
外源性Ag→与APC结合→吞噬/吞饮→ 内体/溶酶体→10～17个氨基酸残基的 多肽→结合MHCⅡ类分子→细胞表面
表达FcR, CR, TLR, 甘露糖受体 迁移的倾向性
++ 炎症组织
-
外周淋巴组织
DC的分类
淋巴样组织中的DC
✓ 并指状DC（interdigitating DC,IDC）: 淋巴组织T细胞区; 朗格汉斯细胞衍生而来；高表达MHCI类 和Ⅱ类分子；抗原提呈功能强，启动初次免疫应答。
✓ 滤泡DC(follicular DC,FDC): 淋巴结浅皮质区; 高表达FcR、补体受体;识别免疫复合物形式 存在的抗原；参与体液免疫和维持免疫记忆。
Surface expression of MHC class IIpeptide complexesБайду номын сангаас
Exported to the cell surface (t1/2 = 50hr)
Sent to lysosomes for degradation MIIC compartment sorts peptide-MHC complexes for surface expression or
内源性抗原在某些情况下也能通过MHCⅡ类途径 加以提呈。
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交叉提呈
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脂类抗原的CD1分子提呈途径
脂类抗原不能被MHC限制的T淋巴细胞识别；脂 类抗原可与表达于APC表面的CD1分子结合而被 提呈。
CD1是一类MHC样分子，包括CD1a-e五个成员， 与β2m组成二聚体。
✓ CD1a-c主要将脂类抗原提呈给特定的T细胞以介 导对于病原微生物的适应性免疫应答；
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B细胞的抗原提呈作用
B细胞能持续表达MHC-Ⅱ类分子，能有效 提呈抗原给CD4+Th细胞，也表达B7-1分 子，对活化的Th细胞有协调刺激作用。
机制：BCR，内吞作用，抗原分子水解， 与MHC-Ⅱ类分子形成复合物，表达在B细 胞表面，并提呈给CD4+T细胞。
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抗原的摄取、加工处理与提呈
MHCⅠ类分子途径 MHCⅡ类分子途径 交叉提呈 脂类分子的提呈
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抗原的处理和提呈
抗原加工或处理：将胞质内自身产生的或摄入 胞内的抗原分子降解并加工成一定大小的多肽 片段,使多肽与MHC分子结合,然后以抗原肽MHC复合物的形式表达于APC表面。
抗原的提呈：在与T细胞接触的过程中，表达 于APC表面的抗原肽-MHC复合物被T细胞所 识别，从而将抗原信息提呈给T细胞
✓ CD1d将脂类抗原提呈给NKT细胞以参与固有免 疫应答。
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CD1分子抗原提呈途径
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脂类抗原的CD1分子提呈途径
CD1分子既可以提呈外源性脂类抗原也 可以提呈自身脂类抗原。
CD1抗原提呈意义：在机体抗微生物感 染和对脂类抗原的应答中起重要作用。
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小结
抗原提呈细胞的概念 专职抗原提呈细胞的种类 DC的种类、特点和生物学功能 外源性抗原和内源性抗原的提呈过程的异同
IPC）。
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DC的分类
未成熟DC（immature DC）
✓ 表型：高表达与吞噬有关的受体，不表达CD14， 低表达CD40、CD80等共刺激分子和黏附分子
✓ 功能：较强的抗原摄取、加工处理能力； 可诱导免疫耐受
成熟DC（mature DC）
✓ 表型：低表达与吞噬有关的受体，高表达CD40、 CD80、CD86等共刺激分子和黏附分子
✓ 胸腺DC： 皮质/髓质交界处和髓质部分，参与T细胞在胸腺的阴性选择， 生命周期很短，仅2-3周。
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DC的分类
非淋巴样组织中的DC ✓ 朗格汉斯细胞（Langerhans cell,LC）：
位于表皮和胃肠上皮未成熟DC细胞；胞浆内含有 Birbeck颗粒；具有较强的吞噬抗原能力。 ✓ 间质性DC: 主要分布在心脏、肝脏、肾脏、肺脏等实质器官间 质的毛细血管附近的未成熟DC；形态各异；摄取 抗原。