抗原递呈的细胞生物学研究进展_抗原递呈原理_陈永良

淋 巴 系 DC 抗原递呈细胞及抗原递呈 髓 系 D C
巨噬细胞
组织中未成熟DC
- 有效摄取抗原 -强的加工、处理抗原能力 （能合成MHC II类分子） - 低表达共刺激分子 - 提呈抗原、刺激初始T细胞 活化能力弱
淋巴组织中成熟DC
- 抗原摄取能力下降 -高表达MHC分子及共刺激 分子 -有效提呈抗原、激活初始T 细胞活化
抗原递呈细胞及抗原递呈
DC的生物学功能
抗原提呈
*胞饮作用 *吞噬作用 *受体介导的 内吞 (FcR/CR/ 甘露糖受体）
抗原递呈细胞及抗原递呈
免疫调节
* 激活初始T细 胞，启动免疫 应答
*分泌细胞因子， 调节免疫细胞 分化发育
*分泌趋化性细 胞因子，趋化 T/B细胞
*利用未成熟 DC诱导免疫耐 受
抗原递呈细胞及抗原递呈
内源性抗原递呈途径
（MHC-I类分子途径）
内源性抗原被胞质溶胶中蛋白酶体降 解为小分子抗原肽后，与 MHC-I类分 子结合，形成抗原肽/ MHC-I类分子 复合物，供CD8+T细胞识别的过程。 如病毒抗原、肿瘤抗原，组织抗原等 主要经此途径递呈。
抗原递呈细胞及抗原递呈
Degradation in the proteasome
抗原递呈细关胞及节抗原：递呈滑膜A型细胞
单核－巨噬细胞系统生物学特征
(mononuclear phagocyte system, MPS)
1. 表面标志 MHC-I/II 类 抗 原 、 粘 附 分 子 （ LFA-1,ICAM1)、共刺激分子(B7,CD40)、FcR、补体受体 (CR1/3/4)、LPS受体(CD14)、CKR等
主要内容
概念 抗原递呈细胞

04
抗原提呈细胞与疾病
抗原提呈细胞与感染性疾病
抗原提呈细胞在感染性疾病中发挥着重要的免疫调节作用。 它们能够识别并吞噬病原体，将抗原信息传递给淋巴细胞， 启动免疫应答，从而清除感染。
不同的抗原提呈细胞在感染过程中的作用不同。例如，树 突状细胞主要在病毒感染初期发挥作用，而巨噬细胞则在 细菌感染中发挥更重要的作用。
抗原提呈是激活T细胞的关键步骤，对于启动和调节特异性免疫应答具有重要意义。
03
抗原提呈细胞与免疫应答
抗原提呈细胞与T细胞应答
抗原提呈细胞通过捕获和加工 抗原，将抗原信息展示在细胞
表面，供T细胞识别。
T细胞通过与抗原提呈细胞表面 的抗原-MHC复合物结合，被 激活并分化为不同亚型，如 CD4+和CD8+T细胞。
免疫学-8抗原提呈细胞与 抗原提呈(复旦)ppt课件
• 抗原提呈细胞概述 • 抗原提呈过程 • 抗原提呈细胞与免疫应答 • 抗原提呈细胞与疾病 • 抗原提呈细胞研究进展
01
抗原提呈细胞概述
抗原提呈细胞种类
树突状细胞
作为体内分布最广泛的一类抗原 提呈细胞，树突状细胞能够摄取、 加工并呈递抗原，激活初始T细 胞，在免疫应答的诱导中发挥关
肿瘤免疫治疗
肿瘤免疫治疗是一种新兴的治疗方法，其核心是通过激活体内的免疫系统来攻击肿瘤细胞。在这个过程中，抗原 提呈细胞起着关键作用。通过将肿瘤抗原提呈给T细胞，可以激发其对肿瘤细胞的杀伤作用。
自身免疫性疾病治疗
自身免疫性疾病是由于机体对自身抗原发生免疫反应而导致的疾病。通过调控抗原提呈细胞的活性，可以调节机 体对自身抗原的免疫应答，从而达到治疗自身免疫性疾病的目的。
抗原提呈细胞在感染性疾病中的研究为疫苗设计和治疗提 供了理论基础，有助于开发更有效的疫苗和治疗策略。

3.1 MPS来源
多能造血干细胞
淋巴系前体细胞
髓系前体细胞
髓 系 DC
单核细胞 中性粒细胞
NK
T
B
NK细 胞 T细 胞 B细 胞 淋 巴 系 DC
髓 系 DC
巨噬细胞
骨髓
多能干细胞 髓样干细胞 单核母细胞 前单核细胞 单核细胞
血液
组
织
单核细胞
巨噬细胞 结缔组织：组织细胞 肺：肺泡巨噬细胞 肝：枯否细胞 脾与淋巴结：游走与固定巨噬细胞 浆膜腔：胸、腹腔巨噬细胞 神经组织：小胶质细胞 骨：破骨细胞 关节：滑膜A型细胞
一、概念与分类
定义
能够摄取加工处理抗原并将抗原递呈给 T细胞的一类免疫细胞。
抗原提呈细胞的分类
名称
专职性APC
Professional APC
MHC分布 细胞
组成性表达 MHC-II类分子
树突状细胞 巨噬细胞 B细胞
非专职性APC
non-Professional APC
诱导性表达 MHC-II类分子
摄取抗原的主要方式
mIg介导的内吞
补体受体介导的内吞
Y
APC
吞噬作用 Phagocytosis NhomakorabeaY
受体介导的内吞作用 Receptor-mediated endocytosis
胞饮作用 Pinocytosis
Fc受体介导的内吞
3.2 MPS表面标志
补体受体
ICAM 黏附分子
MHC分子
细胞因子受体
Fc受体
第一节 抗原提呈细胞 (Antigen Presenting Cell, APC) 一、概念与分类 ** (Definition & Classification) 二、树突状细胞 *** (Dendritic Cell, DC) 三、单核-吞噬细胞系统 * (Mononuclear Phagocyte System, MPS) 四、B细胞 (B lymphocyte)

1. 外源性抗原的摄取
• 通过胞吞作用，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。
• 内体成熟后与溶酶体融合。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
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• 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。
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小分子抗原肽后，与MHC-I类分子结合，形 成抗原肽/MHC-I类分子复合物，供CD8+T 细胞识别的过程。如病毒抗原、肿瘤抗原， 组织抗原等主要经此途径递呈。其具体过 程如下：
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（二）单核－吞噬细胞系统生物学特征 (mononuclear phagocyte system, MPS)
１．来源及组织分布： • 骨髓造血干细胞髓样干细胞单核母细
胞前单核细胞单核细胞组织中的各 种巨噬细胞
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Байду номын сангаас
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利

自身免疫性疾病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾 病。
常见的自身免疫性疾病包括类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎等。
这些疾病的发生与抗原提呈细胞的功能异常有关，抗原提呈细胞无法正确地处理和 提呈自身抗原，导致免疫系统对自身组织产生攻击。
感染性疾病
感染性疾病是指由各种病原体感染引起的疾病，如细菌、病毒、真菌等 。
肿瘤细胞表面常常会表达一些异常的抗原，这些抗原可以被抗原提呈细胞识别并提呈给免疫 系统。
在正常情况下，免疫系统能够识别并清除肿瘤细胞，但在某些情况下，肿瘤细胞可能会逃避 免疫系统的攻击，导致肿瘤的生长和扩散。因此，了解抗原与抗原提呈在肿瘤发生和发展中 的作用对于肿瘤免疫治疗具有重要的意义。
05
抗原的研究进展
抗原的加工和提呈
抗原的摄取
Hale Waihona Puke 通过吞噬、胞饮等方式摄取抗原。
抗原的加工
在细胞内将抗原降解成小分子肽段，与MHC分子结合。
抗原的提呈
将结合了抗原肽的MHC分子表达于细胞表面，供T细胞识别。
抗原提呈的信号转导
01
02
03
T细胞识别抗原
T细胞通过其表面的TCR识 别结合了抗原肽的MHC分 子。
信号转导
识别后，抗原提呈细胞和 T细胞通过一系列信号转 导过程，激活T细胞，引 发免疫应答。
抗原诱导的免疫应答
体液免疫应答
抗原刺激B细胞分化为浆细胞，产 生抗体，与抗原结合形成沉淀或 复合物，被吞噬细胞吞噬清除。
细胞免疫应答
抗原刺激T细胞分化为效应T细胞， 对靶细胞进行杀伤和破坏。
记忆应答
部分活化的免疫细胞转化为记忆细 胞，在再次接触相同抗原时，迅速 增殖并产生更强烈的免疫应答。

CSF等），能调节免疫细胞分化、发育、活化及移行等
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APC
特
异
DC通过如下机制摄取抗原
性
免
疫
应
答
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APC
特 异 性 免 疫 应 答
二、单核吞噬细胞系统（mononuclear phagovyte system,MPS）包括骨髓中的前单核细胞（premonocyte）、外周血中的单核细胞（monocyte, Mon）以及组织内的巨噬细胞（macrophage, M）
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APC
特 异 性 免 疫 应 答
（3）产生多种酶及分泌产物 单核吞噬细胞能产生各种溶酶体酶、溶菌酶、髓过氧化物酶等。M （尤其是活化的M）还能产生和分泌近百种生物活性物质，如细胞因子（IL-1、IL-6、IL-12、 TNF-、IFN-g、IFN-a、G-CSF、GM-CSF、TGF-b等）、补体成分（C1、C2、C3、C4、C5、 B因子、D因子、P因子等）、凝血因子（凝血因子Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和凝血酶原等）、反应性氧中间 产物[超氧阴离子(O2－)、过氧化氢(H2O2)和单线态氧(1O2)等、反应性氮中间产物[一氧化氮(NO)等，
CD8+T细胞识别靶细胞表面抗原肽-MHC-Ⅰ类分子复合物。
细胞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，以适合与胞内MHC分子结 合，此过程称为抗原加工(antigen processing)或抗原处理。抗原肽与MHC分子结合成抗原 肽-MHC分子复合物，并表达在细胞表面，以供T细胞识别，此过程称为抗原递呈 (antigen presenting)。

APC在自身免疫性疾病中的作用
APC在自身免疫性疾病中发挥双刃剑 的作用。一方面，它们可以激活自身 反应性T细胞，导致自身免疫反应； 另一方面，它们也可以通过调节T细 胞免疫应答来抑制自身免疫反应。
APC通过摄取并提呈自身抗原，激活 自身反应性T细胞，参与自身免疫性 疾病的发生和发展。
APC还通过分泌抗炎细胞因子或表达 抑制性受体等方式，抑制T细胞免疫 应答，对自身免疫性疾病起到一定的 缓解作用。
3
除了B7家族分子外，还有ICAM、LFA等分子参 与共刺激信号的传递，共同调节T细胞的免疫应 答。
03
抗原提呈细胞与免疫应答
APC与T细胞的相互作用
01
APC通过MHC-TCR信号转导激活T细胞，促进T细胞 增殖和分化，产生细胞免疫应答。
02
APC通过分泌细胞因子如IL-12、IL-18等，影响T细 胞的极化和功能。
参与免疫记忆
抗原提呈细胞能够诱导T淋巴细胞 的记忆分化，使机体在再次接触 相同抗原时能够快速、有效地产 生免疫应答。
02
抗原提呈机制
MHC-Ⅰ类抗原提呈途径
01
MHC-Ⅰ类抗原提呈途径是细胞 内抗原向CD8+T细胞提呈的主 要途径。
02
抗原在细胞内被降解成多肽片段， 与MHC-Ⅰ类分子结合后，形成 MHC-Ⅰ类抗原复合物，表达于 细胞表面。
通过基因编辑技术，可以定向改造 APC，增强其抗原提呈能力，提高免 疫应答效果，用于治疗肿瘤、感染性 疾病和自身免疫性疾病等。
APC在疫苗设计与开发中的应用
APC在疫苗设计中发挥着关键作用，通过疫苗刺激APC摄取、加工并提呈抗原，进而激活T细胞应答 。
利用APC的抗原提呈功能，可以设计新型疫苗，如基于mRNA的疫苗和基于细胞的疫苗，以诱导更强 的免疫应答。

原递呈
抗原在细胞内被降解成小分子肽 段，与MHC分子结合形成复合 物。
抗原复合物通过细胞表面被呈递 给T细胞，供其识别。
抗原的递呈和识别
MHC分子的分类
MHC分子分为Ⅰ类和Ⅱ类，分别在抗原递呈中起重 要作用。
T细胞识别抗原
T细胞通过TCR识别MHC分子呈递的抗原肽，实现特 异性免疫应答。
维持免疫平衡
树突状细胞在体内维持免疫系统的平衡，防止过度或不当的免疫反 应。
03
巨噬细胞
巨噬细胞的特征
形态多样
巨噬细胞形态多样，根据 其来源和功能的不同，可 分为单核巨噬细胞和多核 巨噬细胞。
表面标志
巨噬细胞表面具有多种受 体和标志物，如CD14、 CD68等，这些标志物有助 于识别和分离巨噬细胞。
分为不同的亚群
根据功能和表型的不同，T淋巴细胞可以分 为不同的亚群，如辅助性T细胞、细胞毒T细 胞和调节性T细胞等。
T淋巴细胞的功能
细胞免疫
01
T淋巴细胞通过释放细胞因子、表达穿孔素和颗粒酶等机制，直
接杀伤被感染的细胞和肿瘤细胞，发挥细胞免疫功能。
体液免疫
02
T淋巴细胞通过与B淋巴细胞相互作用，促进B淋巴细胞分化为浆
巨噬细胞在抗原递呈中的作用
摄取抗原
巨噬细胞通过吞噬、胞饮等方式摄取抗原，并将其消化、 分解为小分子抗原肽。
加工抗原
巨噬细胞将抗原肽与自身 MHC 分子结合，形成抗原肽MHC 复合物。
递呈抗原
巨噬细胞将抗原肽-MHC 复合物呈递给 T 淋巴细胞，激活 T 淋巴细胞的特异性免疫应答。
04
B淋巴细胞
B淋巴细胞的特征
细胞并产生抗体，发挥体液免疫功能。
免疫调节

其处理抗原的调节 等方 面， 细胞 自噬现象可提高病原菌在吞噬小体内的抗原呈递效率进行 了综述 。 就
关键词 ：细胞 自噬 ； ＨＣ ｌ； Ｍ —Ｉ 结核分枝杆菌 ； 抗原处理 中图分类号 ： ２ ｑ５ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ６２ ８ （０ １Ｏ － ３ － １７ ￣９ ３ ２ １ ） ｌ０ ９０ ０ ５
近Hale Waihona Puke 研 究发现 ， 细胞 自 噬在胞 内感染性病原体的防御机制方面也发挥重要作用。一方 面， 胞内感染性细菌 和病毒在
逃脱 非吞噬细胞的内吞体后 ， 可被 自噬体内化、 降解 ， 从而促进 细胞 对胞 内感 染的病原体 的清 除 ； 另一方面 ， 胞内感染
病 原 体通 过 某些 机制 逃 避 宿 主 细 胞 的 自噬 ， 与胞 内感 染 性病 原 体 的 致病 机 制 有 关 Ｊ 。
１ 细胞 自噬
细胞 自 噬是普遍存在 于真核细胞中的细胞生物学行为， 自噬作用在生物体生长发育 、 细胞分化及对环境应激的应答
方面极为关键 。在胞内感 染细菌和病毒感染宿主 细胞 的过 程中 ， 自噬一方面能促进感 染细胞对 病原体的清除 ； 另一方 面， 胞内感染病原体通过某些机制逃避 细胞 的自噬作用 ， 内感染的致病机制有关 。 与胞 自噬性细胞死亡的现 象早在 ２ ０世纪 ６ ０年代就 已被发现 ， 它是指细胞 内的溶 酶体降解 自身 细胞器和其他大分子的 过程 。当细胞在缺乏营养或发生应激反应时 ， 可发生细胞 自噬现象 （ｕｏｈｇ ） ａ ｔ ａｙ 。细胞开始 自噬时， ｐ 细胞质 中形成大量 由 双层膜包裹着 的待降解物质 的泡状结构 ， 自噬小体（ｕｏｈｇｓｍ ） 称 ａｔ ａｏｏ ｅ 。随后 ， ｐ 自噬小体与溶酶体发生融合形成 自噬溶酶 体， 自噬泡所包裹着 的待降解物质在溶酶体所含酶的作用下分解成氨基 酸和 核苷酸等 ， 并进入三 羧酸循环 ， 产生小分子

MHC分子的功能
MHC分子的主要功能是结合并 提呈抗原肽段给T细胞受体
（TCR），从而激活T细胞免疫 应答。此外，MHC分子还能够 参与免疫细胞的相互识别和相互
作用。
MHC多态性
MHC分子具有高度多态性，不 同个体之间的MHC分子存在差 异。这种多态性有利于扩大免疫 应答的范围和强度，提机体对病原体的防御能力。
抗原提呈细胞将抗原提呈给B 细胞受体，从而活化B细胞。
活化的B细胞在T细胞的帮助下 发生增殖和分化，形成浆细胞 和记忆B细胞。
浆细胞合成和分泌抗体，而记 忆B细胞则长期保存，以便在 再次遇到相同抗原时快速应答。
免疫记忆的形成与维护
抗原提呈细胞和T、B细胞的相 互作用促进了免疫记忆的形成。
免疫记忆使得机体在再次遇到相 同抗原时能够迅速而有效地启动
抗原的外排
抗原在细胞内被加工处理后，通过外 排作用释放到细胞外，以便与T细胞表 面的受体结合。外排的方式包括胞吐 作用和囊泡运输等。
抗原的加工与修饰
抗原的加工
抗原提呈细胞内的蛋白酶体对抗 原进行加工，将其降解为小分子 肽段。加工过程包括泛素化、去 泛素化和蛋白酶体降解等步骤。
抗原的修饰
加工后的抗原肽段在细胞内进行 修饰，如糖基化、磷酸化等，以 便更好地与MHC分子结合并提呈 给T细胞。
基于抗原提呈细胞的免疫治疗策略
01 02 03
疫苗设计
通过改造或合成抗原，使其能够被抗原提呈细胞有效摄取、 加工和提呈，从而诱导机体产生特异性免疫应答。例如，基 于DCs的疫苗设计策略，将抗原靶向DCs，提高疫苗的免疫 效果。
细胞免疫治疗
通过体外培养并扩增具有抗原提呈功能的免疫细胞，如 DCs、B细胞等，回输给患者，从而激活患者体内的免疫 应答。这种治疗方法在肿瘤免疫治疗等领域具有广阔的应 用前景。

抗原递呈专题知识讲座CATALOGUE目录•抗原递呈细胞概述•抗原递呈细胞的种类与功能•抗原递呈的过程及调控•抗原递呈与疾病的关系•研究抗原递呈的实验方法•展望与总结01抗原递呈细胞概述抗原递呈细胞（Antigen-presenting Cell，APC）是指能够摄取、加工并呈递抗原给淋巴细胞的单核/巨噬细胞系统。

定义抗原递呈细胞具有多种生物学特点，如表达高水平的MHC分子、共刺激分子和粘附分子等，同时具有摄取、加工和呈递抗原的能力。

特点抗原递呈细胞的定义与特点1抗原递呈细胞在免疫应答中的作用23抗原递呈细胞通过将抗原呈递给淋巴细胞，激活T细胞和B细胞，从而启动免疫应答过程。

启动免疫应答在免疫应答过程中，抗原递呈细胞通过不断刺激淋巴细胞，维持免疫应答的持续进行。

维持免疫应答抗原递呈细胞还可以根据不同的信号和刺激调节免疫应答的方向和强度。

调节免疫应答研究历史自1973年发现MHC限制性以来，抗原递呈细胞的研究一直是免疫学的热点领域之一。

发展方向目前，抗原递呈细胞的研究已经深入到分子和基因水平，未来将会有更多的研究致力于探索其生物学功能和调节机制，为免疫学的发展提供新的思路和方向。

抗原递呈细胞的研究历史与发展02抗原递呈细胞的种类与功能树突状细胞（DC）DC是体内最重要的抗原递呈细胞之一，具有摄取、加工和递呈抗原的能力，能够刺激初始T细胞活化，启动适应性免疫应答。

APC种类与功能巨噬细胞（Mac）Mac是固有免疫系统中重要的效应细胞，具有吞噬、杀伤和清除病原体作用，同时也能摄取、加工和递呈抗原，激活T细胞和B细胞。

B细胞B细胞通过表面免疫受体识别抗原，并把抗原加工成肽-MHCⅡ类分子复合物，再与T细胞结合，通过共刺激信号进一步分化、活化，产生抗体。

未成熟DC未成熟DC具有较强的吞噬和迁移能力，能够摄取和加工抗原，但不易激活T细胞，主要负责将抗原输送至淋巴结。

成熟DC成熟DC表达高水平的共刺激分子和粘附分子，能够有效地活化和刺激T细胞，促进T细胞的分化、增值和效应功能。

专职APC 抗原提呈能力强，
树突状细胞(DC)、巨噬细胞(Mφ)和B细胞等。
分
非专职性APC 抗原提呈能力弱，
类
内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞等。
第三页，共30页
第四页，共30页
Antigen -Presenting Cells
第二节 树突状细胞
（一）DC的来源、分布与表面标志
（二）DC的分化、发育与迁移
第三节 巨噬细胞
（一）Mѱ的概述 （二）Mѱ的生物学功能
第十八页，共30页
（一）Mѱ的概述
• 巨噬细胞的定义： 巨噬细胞（英语：Macrophages，缩写为mø）源自单核细胞，而单核
细胞又来源于骨髓中的前体细胞。巨噬细胞和单核细胞皆为吞噬细胞， 在脊椎动物体内参与非特异性防卫（先天性免疫）和特异性防卫（细胞 免疫）。
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
第十一页，共30页
（二）
外周未成熟DC从皮肤、各种脏器及血液等处捕获 抗原后移行到淋巴结或脾脏等次级淋巴器官的过程， 伴随着DC的成熟，表面标志发生一系列的变化。其过程 受到诸多因素的影响，包括抗原的种类、各种细胞因 子、与其它细胞间的相互作用等，形成复杂的调控机
第三十页，共30页
*淋巴样树突状细胞（lymphoid-derived dendritic cell， LDC
）
第七页，共30页
（一）
（2）按照组织分布分类
*淋巴样组织中的DC
并指状DC (interdigitating cell，IDC)： 外周淋巴组织
胸腺依赖区
滤泡样DC (follicular DC，FDC)：淋巴滤泡生发中心