抗原提呈细胞与抗原处理和提呈课件.ppt

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1、抗原提呈细胞与抗原处理和提呈第1页，此课件共38页哦第一节第一节 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（抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC)是能够加工抗原并以是能够加工抗原并以抗原肽抗原肽-MHC分子复合物分子复合物的形式将抗原肽提呈给的形式将抗原肽提呈给T细胞的一类细胞，在细胞的一类细胞，在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。要作用。第2页，此课件共38页哦一、抗原提呈细胞的分类一、抗原提呈细胞的分类第3页，此课件共38页哦通过通过MHC MHC 分子提呈外源性抗原的分子提呈外源性抗

2、原的APCAPC 能够摄取、加工外源性抗原，提呈给能够摄取、加工外源性抗原，提呈给CD4+TCD4+T细胞细胞专职专职APCAPC：单核单核/巨噬细胞、树突状细胞、巨噬细胞、树突状细胞、B B细胞。它们细胞。它们组成性表达组成性表达MHC IIMHC II类分子、共刺激分子和黏附分子，具类分子、共刺激分子和黏附分子，具有直接摄取、加工和提呈抗原的功能。有直接摄取、加工和提呈抗原的功能。非专职非专职APCAPC：内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等，：内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等，不不/低表达低表达MHC IIMHC II类分子，加工提呈抗原能力较弱类分子，加工提呈抗原能力较弱。通过通过MHCM

3、HC分子提呈内源性抗原的分子提呈内源性抗原的APCAPC 能够降解、加工内源性抗原，提呈给能够降解、加工内源性抗原，提呈给CD8+TCD8+T细胞细胞第4页，此课件共38页哦二、专职性抗原提呈细胞二、专职性抗原提呈细胞第5页，此课件共38页哦组成性组成性表达表达MHCII类分子类分子和共刺激分子、和共刺激分子、粘附分子粘附分子第6页，此课件共38页哦(一一)树突状细胞树突状细胞树突状细胞树突状细胞 (dendritic cells,DCs)(dendritic cells,DCs)是功能最强的是功能最强的APCAPC，能够识别、摄取、加工外，能够识别、摄取、加工外源性抗原并将抗原肽提呈给源性抗

4、原并将抗原肽提呈给初始初始T T细胞细胞，诱导，诱导初始初始T T细胞细胞的增殖和活化。的增殖和活化。参与固有免疫应答参与固有免疫应答 “桥梁桥梁”启动适应性免疫应答启动适应性免疫应答第7页，此课件共38页哦第8页，此课件共38页哦1.DC的类型的类型经典经典DC：参与免疫应答的诱导和启动：参与免疫应答的诱导和启动 浆细胞样浆细胞样DC：产生：产生I型干扰素，参与抗病毒固有免疫型干扰素，参与抗病毒固有免疫 应应答答成熟成熟DC、未成熟、未成熟DC调节性调节性DC：负向调节免疫应答、维持免疫耐受：负向调节免疫应答、维持免疫耐受滤泡滤泡DC：呈树突状形态，但不具备抗原提呈能力：呈树突状形态，但不具

5、备抗原提呈能力第9页，此课件共38页哦2.经典经典DC的成熟过程的成熟过程（1）未成熟DC 实体器官或非淋巴组织上皮 特点：识别、摄取外源性抗原；抗原加工能力强；提呈抗原和激发免疫应答的能力较弱。朗格汉斯细胞，间质DC（2）迁移期DC：未成熟DC在迁移的过程中逐渐成熟。（3）成熟DC：迁移到外周免疫器官的DC 特点：树突样突起；识别摄取加工外源性抗原能力弱；提呈抗原能力强，激活T细胞，启动适应性免疫应答。并指状DC第10页，此课件共38页哦骨髓骨髓DC前体前体血流血流非淋巴组织非淋巴组织分化分化非成熟非成熟DC定居定居上皮组织、胃肠道、生殖道和上皮组织、胃肠道、生殖道和泌尿管道、气道以及实质脏

6、器的间质泌尿管道、气道以及实质脏器的间质具有很强的摄取、处理和加工具有很强的摄取、处理和加工抗原的能力，但提呈抗原能力弱抗原的能力，但提呈抗原能力弱细胞因子和抗原刺激下DC细胞成熟并迁移进入局部淋巴结细胞成熟并迁移进入局部淋巴结摄取、处理和加工抗原的能力变弱摄取、处理和加工抗原的能力变弱但提呈抗原能力逐渐增强但提呈抗原能力逐渐增强第11页，此课件共38页哦未成熟未成熟DC成熟成熟DC存在部位存在部位非淋巴组织、器官非淋巴组织、器官外周淋巴组织外周淋巴组织表达表达MHC类分子类分子 数数量量/细胞细胞1067106表达共刺激分子、黏表达共刺激分子、黏附分子附分子或低或低表达表达FcR，CR，TL

7、R主要功能主要功能摄取、处理抗原摄取、处理抗原提呈抗原提呈抗原未成熟未成熟DCDC和成熟和成熟DCDC的特点的特点第12页，此课件共38页哦2.DC的功能的功能（1）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 PRR及及FcR，识别病原微生物或，识别病原微生物或IC,胞饮、吞噬、受体介导的内胞饮、吞噬、受体介导的内吞作用摄取抗原吞作用摄取抗原（2）抗原提呈与免疫激活作用抗原提呈与免疫激活作用将抗原肽将抗原肽-MHCII类分子复合物提呈给类分子复合物提呈给CD4+T细胞，提供细胞，提供初始初始T细胞细胞活化的第一信号。活化的第一信号。成熟成熟DC高表达高表达CD80、

8、CD86、CD40等共刺激分子，提供第二信等共刺激分子，提供第二信号号。DC产生的产生的CK诱导诱导T细胞增殖分化细胞增殖分化DC是唯一能直接激活初始是唯一能直接激活初始T细胞的专职性细胞的专职性APC第13页，此课件共38页哦2.DC的功能的功能（3）免疫调节作用 分泌细胞因子和趋化因子，通过细胞间直接接触或可溶性因子间接作用，调节其他免疫细胞的功能。如 DC分泌IL-12诱导初始T细胞分化为Th1细胞，产生Th1型免疫应答。（4）免疫耐受的诱导与维持未成熟DC参与外周免疫耐受的诱导。胸腺DC参与胸腺内未成熟T细胞的阴性选择，通过清除自身反应性T细胞克隆，参与中枢免疫耐受第14页，此课件共3

9、8页哦（二）单核（二）单核/巨噬细胞巨噬细胞单核细胞来源于骨髓单核细胞来源于骨髓单核细胞从血液移行到全身组织器官，成为巨噬细胞。单核细胞从血液移行到全身组织器官，成为巨噬细胞。表达多种受体（表达多种受体（CR,PRR,FCR,PRR,FC CR R）,摄取抗原物质，摄取抗原物质，吞噬和清除病原微生物能力强吞噬和清除病原微生物能力强低水平表达低水平表达MHCIMHCI类分子、类分子、类分子和共刺激分子，类分子和共刺激分子，提呈抗原能力较弱提呈抗原能力较弱骨髓前体细胞骨髓前体细胞单核细胞单核细胞巨噬细胞巨噬细胞血液血液组织组织第15页，此课件共38页哦（三）（三）B B淋巴细胞淋巴细胞B细胞可通胞

10、可通过BCR识别、浓集和内化抗原或胞集和内化抗原或胞饮摄入入BCR-Ag复合物。抗原被降解成复合物。抗原被降解成肽段，然后抗原段，然后抗原肽与与MHC类分子分子结合，表达于合，表达于B细胞表面并提呈胞表面并提呈给Th细胞。胞。第16页，此课件共38页哦第二节第二节 抗原的加工及提呈抗原的加工及提呈 TCR不能直接识别和结合游离不能直接识别和结合游离的可溶性抗原，只能识别的可溶性抗原，只能识别APC加工处理后加工处理后表达于表达于APC表面的表面的与与MHC分子结合的抗原分子，分子结合的抗原分子，从而有别于从而有别于B细胞对抗原的识细胞对抗原的识别。别。第17页，此课件共38页哦抗原加工（抗原处

11、理）：抗原加工（抗原处理）：APCAPC将外源性或内源性抗原降将外源性或内源性抗原降解并加工成多肽片断，并与解并加工成多肽片断，并与MHCMHC分子结合为抗原肽分子结合为抗原肽MHCMHC分子复合物，继而转移至细胞表面的过程。分子复合物，继而转移至细胞表面的过程。抗原提呈：抗原提呈：表达于表达于APCAPC表面的抗原表面的抗原肽肽MHCMHC分子复合物分子复合物被被T T细胞识别，从而将抗原肽提呈给细胞识别，从而将抗原肽提呈给T T细胞，诱导细胞，诱导T T细胞细胞活化的过程。活化的过程。第18页，此课件共38页哦一、一、APCAPC提呈抗原的分类提呈抗原的分类 外源性抗原和内源性抗原外源性抗

12、原和内源性抗原z外源性抗原：外源性抗原：通过吞饮通过吞饮或吞噬等作用被或吞噬等作用被APC从细从细胞基质外摄入的蛋白质抗原，胞基质外摄入的蛋白质抗原，如细菌和某些可溶性蛋白等。如细菌和某些可溶性蛋白等。z内源性抗原：内源性抗原：在细胞内合成的抗原，如病毒感染的细胞在细胞内合成的抗原，如病毒感染的细胞内合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原、自身抗内合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原、自身抗原原第19页，此课件共38页哦外源性抗原外源性抗原 内源性抗原内源性抗原 与与 MHCII 结合结合 与与 MHCI 结合结合 CD4+T细胞细胞 CD8+T细胞细胞 降降 解解 为为 肽肽 段段第2

13、0页，此课件共38页哦二、二、APCAPC加工处理提呈抗原的途径加工处理提呈抗原的途径MHC I类分子途径MHC II类分子途径非经典的抗原提呈途径（交叉提呈）脂类抗原的CD1分子提呈途径第21页，此课件共38页哦(一)MHC I 类分子抗原提呈途径内源性抗原所有有核细胞均具有通过MHC I 类分子途径加工和提呈抗原的能力第22页，此课件共38页哦第23页，此课件共38页哦内源性抗原的加工和提呈内源性抗原的加工和提呈病毒等微生物侵病毒等微生物侵入易感宿主细胞入易感宿主细胞（靶细胞）后，（靶细胞）后，将其本身的遗传将其本身的遗传物质注入宿主细物质注入宿主细胞核内，借助宿胞核内，借助宿主细胞本身的

14、转主细胞本身的转录和翻译元件，录和翻译元件，最后在宿主胞浆最后在宿主胞浆中合成具有异物中合成具有异物性的蛋白质抗原性的蛋白质抗原内源性抗原被存在于胞浆内的蛋白酶体内源性抗原被存在于胞浆内的蛋白酶体（proteasome)，即小分子聚合多肽体（，即小分子聚合多肽体（LMP)降解成抗原肽降解成抗原肽通过抗原肽转运体（通过抗原肽转运体（TAP）将胞浆内生成的抗原）将胞浆内生成的抗原肽转运到内质网中，经加工修饰成为能与肽转运到内质网中，经加工修饰成为能与MHC-I类分子结合的抗原肽类分子结合的抗原肽抗原肽与内质网中合成的抗原肽与内质网中合成的MHC-I类分子结合形成类分子结合形成抗原肽抗原肽MHC-I

15、类分子复合物类分子复合物上述复合物通过高尔基体后，以分泌小泡的形式上述复合物通过高尔基体后，以分泌小泡的形式被运送到细胞表面，供被运送到细胞表面，供CD8+T细胞识别细胞识别第24页，此课件共38页哦(二)MHCII 类分子抗原提呈途径外源性抗原第25页，此课件共38页哦 1.外源性抗原的加工处理过程外源性抗原的加工处理过程促进促进IIII类分子的形类分子的形成、转运；成、转运；封闭封闭IIII类分子的类分子的肽结合槽肽结合槽MHC类类分子的合成与转运分子的合成与转运外源性抗原的外源性抗原的加工处理加工处理肽肽-MHC复合物复合物的形成及表达的形成及表达MIIC第26页，此课件共38页哦外源性

16、抗原的加工和提呈过程外源性抗原的加工和提呈过程APC通过吞噬或吞饮作用将抗原通过吞噬或吞饮作用将抗原性异物摄入胞浆中，细胞膜质结构性异物摄入胞浆中，细胞膜质结构包裹的异物称为吞噬体包裹的异物称为吞噬体（phagosome)吞噬体与胞浆中固有的溶酶体逐渐吞噬体与胞浆中固有的溶酶体逐渐结合形成吞噬溶酶体（结合形成吞噬溶酶体（phagoly-sosome)，又称内体（，又称内体（endosome)借助于吞噬溶酶体内的酸性环借助于吞噬溶酶体内的酸性环境和某些蛋白酶类，将包裹于境和某些蛋白酶类，将包裹于其中的蛋白质异物进行水解和其中的蛋白质异物进行水解和降解成抗原肽片段降解成抗原肽片段细胞内同步进行的细

17、胞内同步进行的MHC-II类基因在类基因在内质网中合成后进入高尔基体，最内质网中合成后进入高尔基体，最后以分泌小泡的形式与吞噬溶酶体后以分泌小泡的形式与吞噬溶酶体融合融合在融合体中上述形成的抗原肽和在融合体中上述形成的抗原肽和MHCII类分子类分子相互作用形成复合物相互作用形成复合物MHC-II类分子携带抗原肽表达于类分子携带抗原肽表达于APC表面，供表面，供CD4+T细胞识别细胞识别第27页，此课件共38页哦类分子凹槽两端封闭，接纳的抗原肽长度有限，为类分子凹槽两端封闭，接纳的抗原肽长度有限，为812个氨基酸残基；个氨基酸残基；类分子凹槽两端开放，进入槽内的抗原肽长度变化较大，为类分子凹槽两

18、端开放，进入槽内的抗原肽长度变化较大，为1317个氨基酸残基甚至更多个氨基酸残基甚至更多第28页，此课件共38页哦MHC 类途径类途径MHC 类途径类途径抗原的来源抗原的来源内源性抗原内源性抗原外源性抗原外源性抗原降解抗原的酶结构降解抗原的酶结构蛋白酶体蛋白酶体溶酶体溶酶体处理抗原的细胞处理抗原的细胞所有有核细胞所有有核细胞专职性抗原提呈细胞专职性抗原提呈细胞抗原与抗原与MHC分子结合分子结合部位部位内质网内质网溶酶体及内体溶酶体及内体参与的参与的MHC分子分子MHC类分子类分子MHC类分子类分子提呈对象提呈对象CD8+T细胞细胞CD4+T细胞细胞抗原处理的两条途径比较抗原处理的两条途径比较第

19、29页，此课件共38页哦（三）（三）MHC分子对抗原的交叉提呈分子对抗原的交叉提呈MHC分子对抗原的提分子对抗原的提呈存在交叉现象，即呈存在交叉现象，即外外源性抗原经源性抗原经MHC I分分子而内源性抗原经子而内源性抗原经MHC II分子提呈分子提呈。但该方。但该方式不是抗原提呈的主式不是抗原提呈的主要方式要方式第30页，此课件共38页哦CD1CD1有有aeae五个成员，五个成员，CD1a-cCD1a-c主要将不同脂类抗原提呈给特定主要将不同脂类抗原提呈给特定T T细胞，介导对于病原微生物的适应性免疫应答。细胞，介导对于病原微生物的适应性免疫应答。CD1dCD1d主要将主要将脂类抗原提呈给脂类

20、抗原提呈给NKTNKT细胞以参与固有免疫应答。细胞以参与固有免疫应答。（四）脂类抗原的CD1分子提呈途径第31页，此课件共38页哦小小 结结专职专职APC，兼职，兼职APC专职性专职性APC包括包括DC，M和和B细胞细胞DC是功能最强的是功能最强的APC，特点：直接刺激初始，特点：直接刺激初始T细胞的增殖细胞的增殖非成熟非成熟DC摄取和加工处理抗原能力强，成熟摄取和加工处理抗原能力强，成熟DC抗原提呈功能强抗原提呈功能强外源性抗原：外源性抗原：MHCII分子途径分子途径CD4+T细胞细胞内源性抗原：内源性抗原：MHCI分子途径分子途径CD8+T细胞细胞第32页，此课件共38页哦思考题名词解释1

21、APC2DC3抗原提呈4外源性抗原5内源性抗原第33页，此课件共38页哦问答1外源性抗原是如何被加工、处理和提呈的？2内源性抗原是如何被加工、处理和提呈的？3比较MHC I类分子抗原提呈途径和MHC类分子抗原提呈途径。4比较未成熟DC与成熟DC的特点。5试分析DC的分类与功能特点。6专职性APC包括哪三类细胞？这三类APC摄取、加工和提呈抗原的主要异同点是什么？第34页，此课件共38页哦 1APC：抗原提呈细胞(antigen-presenting cell，APC)是指能够加工抗原并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的一类细胞，在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。2DC：树突状细胞(d

22、endritic cells，DC)是专职性APC(professional APC)，其组成性表达MHC类分子和T细胞活化所需的共刺激分子和黏附分子，具有显著的抗原摄取、加工、处理与提呈功能。第35页，此课件共38页哦 3抗原提呈：在APC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，此过程统称为抗原提呈（antigen presentation）。4外源性抗原：来源于APC之外的抗原称为外源性抗原(exogenous antigen)，如被吞噬的细胞、细菌、蛋白质抗原等。5内源性抗原：细胞（靶细胞或广义APC）内合成的抗原称为内源性

23、抗原(endogenous antigen)，如被病毒感染的细胞合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原和某些胞内的自身成分等。第36页，此课件共38页哦 1外源性抗原是如何被加工、处理和提呈的？外源性抗原被APC识别和摄取，在胞内形成内体或吞噬溶酶体，再与MC融合，在MC中抗原被降解为多肽。在ER中合成和组装的(MHC/Ii)3九聚体经高尔基体形成MC。Ii链在MC中被降解而将CLIP留于MHC分子的抗原肽结合槽中。在HLA-DM的作用下抗原肽结合槽的CLIP被抗原肽所置换，形成稳定的抗原肽-MHC类分子复合物，然后转运至APC膜表面，供CD4+T细胞识别，从而完成抗原提呈过程。第37页，此课件共38页哦2内源性抗原是如何被加工、处理和提呈的？内源性蛋白抗原被蛋白酶体降解后，与TAP结合并由TAP选择性地将8-12个氨基酸的抗原肽转运至ER内，与ER内组装的MHC I类分子的抗原结合槽结合形成抗原肽-MHC I类分子复合物，再经高尔基体将此复合物转运至细胞膜上，供CD8+T细胞识别，从而完成抗原提呈过程。第38页，此课件共38页哦