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《临床免疫学》本科课件11apc与抗原的处理及提呈

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(免疫学)APC及抗原的处理与提呈

(免疫学)APC及抗原的处理与提呈
APC及抗原的处理与提呈是适应性免疫应答的关键环节，对于维持机体免疫平衡、抵御病原微生物感 染等具有重要意义。
APC及抗原处理与提呈的异常可导致免疫系统功能紊乱，引发自身免疫性疾病、肿瘤等疾病。
02 APC的种类与特性
专职性APC
树突状细胞（DCs）
作为体内分布最广、抗原提呈能力最强的专职性APC，树突状细胞能够高效地摄取、处理并提呈抗原，激发初始 T细胞活化，启动适应性免疫应答。
APC及抗原处理提呈与类风湿性关 节炎
类风湿性关节炎患者体内APC异常活化，导致自身抗 体产生增多，引发炎症反应。
APC及抗原处理提呈与系统性红斑狼 疮
系统性红斑狼疮患者体内APC对自身抗原的处理和提 呈异常，导致自身免疫应答增强。
APC及抗原处理提呈与其他疾病
APC及抗原处理提呈与肿瘤
肿瘤细胞表面抗原可被APC摄取并提呈给T细胞，激活 抗肿瘤免疫应答。
(免疫学)APC及抗原的处理与提呈
contents
目录
• APC及抗原处理与提呈概述 • APC的种类与特性 • 抗原的处理 • 抗原的提呈 • APC与抗原处理提呈的调节因素 • APC及抗原处理提呈与疾病
01 APC及抗原处理与提呈概 述
APC的定义与功能
APC（抗原提呈细胞）是免疫系统中 的重要细胞，主要功能是摄取、加工、 处理抗原，并将抗原信息提呈给T细 胞，从而启动和调控适应性免疫应答。
巨噬细胞
作为另一类重要的专职性APC，巨噬细胞能够通过吞噬作用摄取抗原，并加工为抗原肽-MHC复合物，提呈给T 细胞，参与免疫应答的调节。
非专职性APC
血管内皮细胞
血管内皮细胞作为非专职性APC， 能够摄取、加工并提呈抗原给淋巴 细胞，参与免疫应答。

《临床免疫学》本科课件11apc与抗原的处理及提呈

《临床免疫学》本科课件11apc与抗原的处理及提呈

类II MHC抗原
结构和功能
由外源性抗原加以处理并提呈。使T细胞和B细胞免 疫应答启动。
表达和调控
通常在专职抗原递呈细胞上表达。表达可被调控。
类I MHC抗原
结构和功能
细胞内抗原加以处理并提呈。使感染的细胞被T细胞识 别和杀死。
表达和调控
在几乎所有核细胞表达。表达可被调控。
抗原处理和提呈机制
1
交换途径
2
早期内肽捡拾和取出，后期内肽合成和获得。 内源性和外源性长肽一样经过MHC分子和 LAP复合物筛选。
天然途径
非特异性递降和非特异性发生。自毒素分子 自行进入细胞内被切割为内源性长肽片断。
抗原提呈细胞
标记细胞
如巨噬细胞和树突状细胞，是外源性抗原的专职递 呈细胞。
显示细胞
如B细胞和核细胞，是外源性抗原的偶发递呈细胞。
《临床免疫学》本科课件 11apc与抗原的处理及提 呈
了解MHC抗原功能、抗原处理和提呈机制以及抗原提呈细胞标记细胞和显示 细胞，是免疫学研究中的重点内容。
抗体途径与MHC抗原的功能
1
抗体途径
体液免疫的主要途径，主要由B细胞介导。B细胞通过释放抗体来阻止病原体进 入细胞。
2
MHC抗原
调节和启动T细胞的免疫应答。主要包括类I和类II两种类型。
免疫原性
抗原ic和T细胞识别
适当处理和提呈能够激活T细胞免疫应答，不适当处理 或提呈可能导致自身免疫疾病。
T细胞活化
若抗原能正确识别且MHC相容，则导致T细胞活化并释 放介素-2。
总结
了解抗原的功能、抗原处理和提呈机制是免疫学研究中的重要课题。抗 原提呈细胞标记细胞和显示细胞，用不同的途径呈现抗原。适当处理和提呈 能够激活T细胞免疫应答。

11章APC及抗原处理与提呈

11章APC及抗原处理与提呈

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
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
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
3.根据DC的组织分布 3.根据DC的组织分布 根据DC
淋巴样组织中的DC （1）淋巴样组织中的DC
• 并指状DC: 分布于淋巴组织胸腺依赖区和次 并指状DC: 级淋巴组织 • 滤胞样DC: 分布于外周淋巴器官淋巴滤泡生 滤胞样DC: 发中心
• 髓系DC（CD11c+） 髓系DC DC（
– 郎格汉斯细胞 (LC) – 并指状DC (IDC) 并指状DC
2.根据分化成熟状态 2.根据分化成熟状态
不成熟DC 不成熟 非淋巴组织 摄取抗原的能力强 低表达MHC分子不表 分子不表 低表达 达B7，表达 ，表达PRR 抗原递呈能力弱 成熟DC 成熟 淋巴结 失去摄取抗原的能力 分子、 高表达 MHC分子、 B7 分子 粘附分子 抗原递呈能力很强
DC的成熟 的成熟
• 未成熟DC(Immature DC) 未成熟DC(Immature
–皮肤、胃肠道、呼吸道等上皮内及实质器官间质内 皮肤、胃肠道、 皮肤 –摄取抗原并迁移至引流淋巴器官 摄取抗原并迁移至引流淋巴器官 摄取抗原
• 胞饮（吞饮） 胞饮（吞饮） • 受体介导内吞 • 吞噬
–表达低水平的MHC分子、协同刺激分子和粘附分子 表达低水平的MHC分子、 表达低水平的MHC分子
广义APC 是指能表达被特异性T 广义APC：是指能表达被特异性T淋巴细胞识别 APC：
的抗原肽－MHC分子复合物的任何细胞。 分子复合物的任何细胞 的抗原肽－MHC分子复合物的任何细胞。
• 广义APC 广义APC

[免疫学]APC及抗原的处理与提呈

[免疫学]APC及抗原的处理与提呈
内质网腔
精品课件
1、内源性抗原的加工、处理及转运 抗原加工相关转运体 (TAP1 /2)
内内质质网网腔腔 内内质质网网膜膜
PPeepptitdidee
胞胞浆浆
Peptide
蛋白酶体加工 后的多肽
精品课件
2、MHC I 分子的合成与组装
地点：内质网 组装：在伴侣蛋白的协助下折叠形成/2m异二
聚体，结合于内质网孔道的内侧口。
内质网（ER）
新合成的MHC I分子
胞浆
精品课件
肽段必须进入内质网 （ER）才能够与 MHC I分子装配
1、内源性抗原的加工、处理及转运
抗原加工相关转运物（TAP ）选择性转运8-12个aa 残基的肽。 形成TAP1/2异二聚体， 6次跨膜形成孔道，以ATP依 赖的方式进行主动转运。
胞浆
肽长度：8-12aa 效 率：＞2000个肽/ 分钟
抗原、细胞内的自身成分等，主要被CD8+T识别
病毒在宿主细胞内的生活周期
精品课件
❖ 外源性抗原（exogenous antigen）：APC之外的抗原。
被吞噬的细菌、细胞、蛋白质抗原等，主要由CD4+ T识别
溶酶体
细菌
伪足 吞噬体
吞噬溶酶体
MHC II
肽-MHC II
降解的成分
精品课件
第二节 抗原的提呈和处理
抗原摄取
MHC 分子的合成
抗原加工处理
MHC 分子的组装
抗原肽转运
MHC分子转运
抗原的加工、处理和转运
MHC分子的合成、组装
MHC-肽复合物的形成 MHC-抗原肽复合物的转运及提呈
精品课件
一、 MHC I类分子途径

11APC及抗原处理与提呈

11APC及抗原处理与提呈

T
Y
Soluble peptides
of Ag
Cell surface peptides of Ag presented by cells that
express MHC antigens
Cell surface peptides of Ag
No T cell No T cell No T cell response response response
Cross-linking of surface membrane Ig
T
Proliferation and antibody production
T
No proliferation
No cytokine release
Y
Y
抗原必须被MHC分子提呈才被T细胞识别
Soluble native Ag
Cell surface native Ag
体外是Mφ的10－100倍
第二节 抗原的处理与提呈
• 抗原加工（ antigen processing ）： APC将胞浆内自身产生或摄入胞内的抗原
消化降解为一定大小的抗原肽片段，与胞内 MHC分子结合成抗原肽-MHC分子复合物的过 程。
• 抗原提呈（ antigen presenting）： APC将其表面的抗原肽-MHC分子复合物提
唯一能够激活初始型T细胞的专职APC
• DC的主要特性
– 典型树突状形态 – 膜表面高表达MHC II类分子和其他共刺激分子 – 能移行至淋巴器官 – 可刺激初始型T细胞活化 – 功能最强的APC
DC分类
1.根据起源 • 淋巴系DC
– 浆细胞样DC (pDC)
• 髓系DC（CD11c+）

APC与抗原的处理及提呈

APC与抗原的处理及提呈

①高表达MHC-II类分子； ②表达协同刺激分子及黏附分子； ③能高效提呈抗原； ④能激活初始T细胞——抗原提呈功能最强
DC的来源 ：髓系和淋巴系。
骨髓DC前体 血流 非淋巴组织 分化
非成熟DC
上皮组织、胃肠道、生殖道和 定居 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 抗原的能力，但提呈抗原能力弱

生物学作用:
◦ 吞噬杀伤作用； ◦ 抗原提呈作用； ◦ 免疫调节作用
B细胞表达MHC-II类分子，能提呈可 溶性抗原给CD4+T细胞；表达B7分子
。 机制：
◦ BCR；胞饮作用。

一、抗原的摄取 抗原根据其来源可以分为外源性抗原和内 源性抗原。
外源性抗原——吞噬、吞饮、受体结合 内源性抗原——在细胞内产生，无需摄取
成熟DC：
◦ 外周免疫器官； ◦ 高表达MHC II类分子、共刺激分子 ◦ 提呈抗原


抗原提呈与免疫激活: 捕获、加工、提呈 抗原；高表达MHC分子；高表达协同刺激 分子 参与固有免疫：识别、吞噬病原体 免疫调节作用: 分泌细胞因子 免疫耐受的维持与诱导：T细胞的阴性选 择
包括外周血中的单核细胞和组织内的巨噬 细胞。 通过受体识别、吞噬病原体 表达MHC I、II类分子，共刺激分子


（一）内源性抗原的加工及提呈—— MHC-I类分子途径 （二）外源性抗原的加工及提呈—— MHC-II类分子途径

MHC-Ⅰ类和Ⅱ类分子及其编码基因结构
能加工、处理抗原，并将抗原以抗原
肽-MHC分子的形式提呈给T淋巴细胞 的一类免疫细胞。
专职APC：树突状细胞（DC）、单核/ 巨噬细胞、B细胞。——组成性表达 MHC-II分子 非专职APC：内皮细胞、上皮细胞 等。——可诱导表达MHC-II分子

第11章APC与抗原的处理及递呈

基本概念
抗原处理：蛋白质抗原在细胞内被降解成能与MHC分 子结合的肽的过程。
抗原提呈：MHC分子与抗原肽结合，将其展示于细胞 表面供T细胞识别的过程。
内源性抗原：细胞内合成的蛋白质抗原，包括自身 抗原和非己抗原----MHCⅠ分子提呈。
外源性抗原：由细胞外摄入细胞内的蛋白质抗原， 包括非己抗原和自身抗原---MHCⅡ分子提呈。
3. MHCⅡ类分子荷肽与递呈
荷肽：MHC分子与抗原肽结合的过程， 在MⅡC中进行。
MⅡC即MHC Ⅱ 类区室（MHC class Ⅱ compartment)，富含MHCⅡ类分子的空泡， 富含外源性抗原肽和HLA-DM分子的内体。
MHCⅡ类分子荷肽
Cell surface
内吞
内体
（1）MHCⅡ类分子进 入M Ⅱ C（内体）
Y
吞噬
补体受体介导的内吞作用
吞饮
Y
Fc R介导的内吞作用
外源性Ce抗ll s原urfa的ce 降解
内吞
蛋白抗原在内体中
内体
Increase in acidity
to 溶酶体
10-30个氨基酸残基的多肽片段
2. MHC Ⅱ类分子的生物合成和转运
在粗面内质网上合成，α/β二聚 体与Ii链结合。
CLIP
学习要求:
1.掌握:抗原提呈细胞（APC）的概念和特点； 2.理解: (1)树突状细胞的分化及主要功能； (2)单核吞噬细胞对抗原的处理及提呈； (3)APC对内、外源性抗原的处理及MHC分子在
APC提呈抗原中的作用。 3.了解B细胞对抗原的处理及提呈
第一节 抗原提呈细胞的种类与特点
APC：即抗原递呈细胞，指能够摄取、加工、处理 抗原，并把抗原信息提呈给T细胞的一类特化的细 胞群。根据膜分子的表达特点和功能差异分:

apc与抗原的处理及提呈


03 抗原的提呈过程
抗原的MHC I类分子提呈
总结词
MHC I类分子提呈是将内源性抗原处 理后与MHC I类分子结合，再呈递给 CD8+T细胞的过程。
详细描述
抗原的MHC I类分子提呈主要涉及内源性抗 原的处理和与MHC I类分子的结合。抗原在 细胞内被降解成多肽片段，然后与MHC I类 分子结合，形成抗原-MHC I类分子复合物。 这个复合物随后被转运到细胞表面，呈递给 CD8+T细胞。
APC与抗原处理及提呈的应用前景
总结词
探讨了APC与抗原处理及提呈在免疫治疗、疫苗研发等 领域的应用前景。
详细描述
APC与抗原处理及提呈的研究成果有望应用于免疫治疗 ，通过调控APC功能来增强抗原的摄取、加工和提呈， 激活T细胞免疫应答。此外，该研究还可应用于疫苗研发 ，通过优化抗原处理及提呈过程，提高疫苗的免疫效果 。
APC与抗原的处理及提呈
contents
目录
• APC与抗原处理概述 • APC的抗原处理 • 抗原的提呈过程 • APC与抗原处理及提呈的意义 • APC与抗原处理及提呈的研究进展
01 APC与抗原处理概述
APC的定义和功能
APC
抗原提呈细胞，是指一类能够摄取、加工处理抗原，并将处理过的抗原信息提 呈给淋巴细胞的免疫细胞。
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抗原的MHC II类分子提呈
总结词
MHC II类分子提呈是将外源性抗原处理后与MHC II类分子结合，再呈递给CD4+T细胞的过程。
详细描述
抗原的MHC II类分子提呈涉及外源性抗原的处理和与MHC II类分子的结合。抗原通过吞噬、胞饮等方式进入细 胞内，在特定的酸性环境中被降解成多肽片段，然后与MHC II类分子结合，形成抗原-MHC II类分子复合物。这 个复合物随后被转运到细胞表面，呈递给CD4+T细胞。

医学免疫学11.APC与抗原的处理及提呈 (1)


参与和促进炎症反应
免疫调节作用
BEA Confidential. | 17
BEA Confidential. | 18
三
B淋巴细胞
BEA Confidential. | 19
第二节 抗原的处理和提呈
BEA Confidential. | 20
抗原加工或抗原处理 是指APC将胞质内自身产生或摄入胞内的 抗原分子降解并加工处理成一定大小的多肽片 段，使多肽适合与MHC分子结合，然后以抗原 肽-MHC复合物的形式表达于APC表面的过程。 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细胞的过程。
These components are induced by IFN-γ and replace constitutive components to confer proteolytic properties The components of the proteasome include MECL-1, LMP2, LMP7 LMP2 & 7 encoded in the MHC
HLA-DM
Replaces CLIP with a peptide antigen using a catalytic mechanism HLA-DM
HLA-DR
MIIC compartment
ER
Newly synthesised MHC class I molecules
CYTOSOL
BEA Confidential. | 28
Peptides need access to the ER in order to be loaded onto MHC class I molecules

[免疫学]APC及抗原的处理与提呈



淋巴系DC：来源于淋巴样干细胞，主要指浆细胞样 DC（plasmacytic DC） 静息状态下形态与浆细胞类似，活化后获得DC形态。 活化后释放I型IFN，参与抗病毒应答及自身免疫病。
曹雪涛(1964.7.19 -) 2005年晋升为少将 同年11月当选为中国工程院院士
（一）DC的类型和特点
B cell
第二节 抗原的处理和提呈
T细胞识别抗原的要求：

T细胞不能识别游离抗原多肽 T细胞只能识别与MHC分子形成复合物的抗原多肽
T细胞只能识别表达于APC表面的MHC-肽复合物
CD4分子辅助TCR识别MHC II-肽复合物 CD8分子辅助TCR识别MHC I-肽复合物
第二节 抗原的提呈和处理
Peptide Peptide
内质网膜 内质网膜
胞浆 胞浆
蛋白酶体加工 后的多肽
Peptide
2、MHC I 分子的合成与组装

地点：内质网 组装：在伴侣蛋白的协助下折叠形成/2m异二 聚体，结合于内质网孔道的内侧口。
抗原结 合沟槽

2m
MHC I
MHC I分子的合成与组装 内质网
Peptide Peptide
3 MHC I-肽复合物形成与 提呈 MHC I-肽复合物形成 ER MHC I-肽复合物提呈 经高尔基体转运至细胞表面
MHC Class I pathway
二、 MHC II类分子途径
抗原类别：外源性抗原，如胞外菌 APC类型：专职APC 提呈对象：CD4+ Th
抗原结 合槽

应答类型：体液免疫
既然所有有核细胞都表达 MHCⅠ 类分子，则都有机会提呈 抗原，因此从广义上讲，所有有核细胞都可以被归类为APC。 肿瘤细胞、病毒感染的细胞也能通过 MHCⅠ 类分子提呈抗 原，由于它们主要激活CTL，并成为CTL杀伤的靶向，因此 这类APC通常又被称为CTL的靶细胞。
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（二） DC的分化发育过程
未成熟期：
◦ 非淋巴组织；摄取加工抗原
成熟期：
◦ 外周免疫器官；呈递抗原
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骨髓DC前体 血流 非淋巴组织 分化
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
非成熟DC
定居
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
细胞因子和抗原刺激下
Macrophage (WBC) engulfs a bacterium in the immune system:
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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+T细胞；表达B7-1分 子。
机制：
◦ BCR；内吞作用。
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第二节 抗原的处理及提呈
一、抗原的摄取 抗原根据其来源可以分为外源性抗原和内
源性抗原。
外源性抗原通过吞噬、吞饮和受体结合的 方式摄取抗原。
内源性抗原在细胞内产生，无需摄取。
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二、抗原的处理及提呈
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树突状细胞（DC）
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一、DC的一般特点
①高表达MHC-II类分子； ②可表达协同刺激分子及黏附分子； ③能高效提呈抗原； ④能激活初始T细胞
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静止及活化的DC的形态特征
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二、树突状细胞的来源与发育
（一） DC的来源 ：髓系和淋巴系 。
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B. 免疫调节作用: 分泌细胞因子,趋化因子参 与调节；
C. 免疫耐受的维持与诱导：阴性选择
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单核/巨噬细胞
包括外周血中的单核细胞和组织内的巨噬 细胞。
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Mφ的生物学作用
生物学作用:
◦ 吞噬杀伤作用； ◦ 抗原提呈作用； ◦ 免疫调节作用
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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 ，但提呈抗原能力逐渐增强
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三、DC的分布与分类
淋巴样组织中的DC：并指状DC、滤泡DC— —成熟DC
非淋巴样组织DC：朗格汉斯细胞、间质 DC——未成熟DC
体液中的DC：隐蔽细胞和血液DC
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四、DC生物学功能
A. 抗原提呈与免疫激活: 捕获抗原；高表达MHC 分子；高表达协同刺激分子
抗原提呈细胞 与抗原的处理及提呈
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抗原提呈细胞（APC）
能捕捉、加工、处理抗原，并将抗 原提呈给特异性淋巴细胞的一类免 疫细胞。
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APC的分类
专职APC：树突状细胞（DC）、单核 /巨噬细胞、B细胞。
非专职APC：内皮细胞、上皮细胞等
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（一）内源性抗原的处理及提呈——MHC-I 类分子途径
（二）外源性抗原的处理及提呈——MHCII类分子途径
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