第十一章第十一章抗原提呈细胞抗原提呈细胞

与抗原的处理及提呈与抗原的处理及提呈

第十一章第十一章抗原提呈细胞抗原提呈细胞

与抗原的处理及提呈与抗原的处理及提呈

抗原提呈细胞(antigen-presenting cell, APC)

• 是指能摄取 , 加工处理抗原 , 并将抗原信息提呈给 T 淋巴细胞的一类免疫细胞，在机体免疫应答和免疫调节过程中发挥重要作用。

第一节 抗原提呈细胞的种类与特点

• 专职抗原提呈细胞 (professional 　 APC):

　　　　　　　　　　　　 组成性表达 MHC － II 类分子和共 ( 协同 ) 刺激分子、黏附分子，能摄取并处理和提呈抗原的细胞。包括：树突状细胞 ；单核 / 巨噬细胞；B 细胞。抗原提呈能力强。

• 非专职 APC(non-professional APC) ： 在某些活性分子刺激下能被诱导表达 MHC-II 类

分子，并能处理和提呈抗原的细胞 。包括：内皮细胞；成纤维细胞；上皮及间皮细胞；嗜酸性粒细胞等。抗原提呈能力弱。特殊非专职性 APC：表达MHCⅠ类分子的靶细胞，此类细胞能将内源性蛋白抗原降解、处理成多肽，以抗原肽 -MHCⅠ分子复合物的形式表达于细胞表面，提呈给 CTL,这类细胞称为： CD8+T细胞的靶细胞。

广义 APC ：指能加工处理抗原并以抗原肽 -MHC 分子复合物的形式提呈抗原信息的所有细胞。

一、树突状细胞

树突状细胞 (Dendritic Cells, 　 DC) ：成熟时伸出许多树突样突起或伪足样突起，而得以命名。抗原提呈功能最强 , 是唯一能够激活初始 T 细胞的专职 APC 。

（一）类型与特点 有多种的分类方法，从不同的角度分类 1. 根据来源的分类：均来源于多能造血干细胞 髓样干细胞 --- 髓系 DC(myeloid DC) ：经典的 DC ，研 究比较 深入主要参与免疫应答的诱导和启动； 淋巴样干细胞 --- 淋巴系 DC(lymphoid DC) ：指浆细胞

样 DC(plasmacytoid DC, pDC) ，静息状态下形态与浆 细胞相似，活化后获得树突状形态。

　　 （一） DC 来源

树突状细胞发育过程

2. 根据分化成熟状态的分类： 未成熟 (immature) 阶段到成熟 (mature) 阶段　　　　　　 发育过程：未成熟 DC 位于多种实体器官、及非淋巴组织的上皮未成熟 DC ： 表达多种膜受体（ Fc 受体、甘露糖受体等），具有极 强的抗原摄取、加工、处理能力； 但表达很少的其他分子： MHCⅡ 类分子、共刺激分子、 黏附分子（表达水平低），因此这个阶段提呈抗原和激 发免疫应答的能力较弱。成熟 DC ： 摄取抗原或某些刺激作用后，未成熟 DC 分化成熟 MHCⅡ 类分子、共刺激分子、黏附分子表达水平显著提 高，因此提呈抗原和激发免疫应答的能力很强，而在此 过程中，抗原摄取、加工能力显著降低。迁移 (migration) ：在外周组织获取了抗原信号，通过淋巴管和血液 循环，进入次级（外周）淋巴器官，激发 T 细胞应答。

3. 根据组织分布的分类： 总体分布： DC 来源于骨髓，进入血循环，到达全身组 织，分布于脑组织以外的组织 ( 脑组织没有 DC) 。数量：人外周血 DC 占外周血单核细胞的 1% 以下 (<1%)分为：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级 ( 外周 )

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

② 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 郎格汉斯细胞：位于表皮和胃肠上皮部位 ③ 体液中的 DC ： 隐蔽细胞：输入淋巴管和淋巴液中的 DC

血液细胞：外周血中的 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 和次级淋巴组织 滤胞样 DC: 分布于外周淋巴器官淋巴滤

泡 生发中心

（ 2 ）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 郎格汉斯细胞 : 位于表皮和胃肠上皮部位

（ 3 ）体液中的 DC

隐蔽细胞：输入淋巴管和淋巴液中的 DC

血液细胞：外周血中的 DC

4. 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

树突状细胞迁移成熟过程中生物学特性的变化

（二）功能

1. 抗原提呈与免疫激活作用： 将膜表面的抗原肽 -MHCⅠ 类分子复合物、抗原肽 -

MHCⅡ 类分子复合物提呈给相应的 CD8+T 和 CD4+T细胞，直接激活 T 细胞，产生细胞免疫应答。

共刺激分子（第二信号）： CD80 、 CD86 、 CD40　　　　　　　　　　 高表达 ICAM-1 等：加强与 T 细胞的结合。 分泌 IL-12 ：诱导初始 T 细胞产生 Th1 型免疫应答

。 对 B 细胞的作用：诱导 Ig 的类别转换和细胞因子促

进 B 细胞的增值和分化。

2. 免疫调节作用 分泌多种细胞因子和趋化因子，调节其他

免疫细胞的功能。

3. 免疫耐受的维持与诱导 非成熟 DC ：参与外周免疫耐受的诱导。 胸腺 DC 细胞：对 T 细胞进行阴性选择的重

要细胞，删除自身反应性 T 细胞克隆，形成 T细胞的中枢免疫耐受。

未成熟 DC 和成熟 DC 的比较

二、单核 / 巨噬细胞

• 组成 : 　　　　　　　　骨髓内的前单核细胞 外周血中的单核细胞 组织内的巨噬细胞

• 功能 : 　　　　　　　　　　吞噬和清除病原微生物 抗原提呈 调节免疫应答 参与炎症，组织修复及组织再生

单核巨噬细胞：表达多种受体：补体受体、 Fc 受体、清道夫受体、模式识别受体；还可以分泌多种酶类和活性物质

表达分子： 正常情况下，大多数单核巨噬细胞表达水平很低的

MHCⅠ 类分子、 MHCⅡ 类分子和共刺激分子，这时起抗原的摄取、加工、处理能力很强，而其抗原提呈能力很弱；

在 IFN-г 等作用下，表达 MHCⅠ 类分子、 MHCⅡ类分子和共刺激分子水平显著升高，将抗原肽 -MHC Ⅱ类分子复合物提呈给 CD4+T 细胞。

三、 B 淋巴细胞

• 抗原提呈　　　　　　　　　　　　 通过 BCR 特异性识别，结合并内化抗

原，在低浓度可溶性抗原的提呈中起重要作用。

• 参与体液免疫应答

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 复合物，表达在APC 细胞表面的过程。

• 抗原提呈（ antigen presentation ）： APC 将其表面的抗原肽 -MHC 复合物提呈

给 T 细胞，供 TCR识别，诱导 T 细胞活化的过程。

第一信号： CD4+T 细胞识别 APC 表面的抗原肽 -MHCⅡ

类 分子复合物 CD8+T 细胞识别靶细胞表面的抗原肽 -MHC Ⅰ

类分子复合物第二信号： APC 的共刺激分子提供 T 细胞活化

的第二信号。 此外：细胞表面的黏附分子 ( 如 ICAM-1)

及其配体 (LFA-1) ：参与、加强了细胞之间的结合。

• APC 加工处理的抗原种类 :

　　　　　　　　　　　　 外源性抗原 (exogenous antigen): 通过吞噬或吞饮等作用被 APC 从细胞外摄入的抗原，如被吞噬的细胞、细菌、蛋白质抗原等。以抗原肽 -MHC I I 类分子复合物形式提呈给 CD4+T 细胞 。

内源性抗原 (endogenous antigen): 细胞 (靶细胞 )内合成的抗原，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、某些细胞内的自身成分等。以抗原肽 -MHC I 类分子复合物形式提呈给CD8+T 细胞 。

外源性抗原和内源性抗原的产生

四种途径：APC 根据抗原的性质和来源的不同，进行抗原的加工、处理和提呈：

1. MHCⅠ 类分子途径 2. MHCⅡ 类分子途径 3. 非经典的抗原提呈途径 4. 脂类抗原的 CD1 分子提呈途径

( 一 ) MHC-I 类分子途径（内源性抗原的加工处理和提呈）

MHCⅠMHCⅠ 类分子：表达于所有有核细胞，均具有通类分子：表达于所有有核细胞，均具有通过过 MHCⅠMHCⅠ 类分子途径加工、处理、提呈抗原类分子途径加工、处理、提呈抗原的能力。的能力。

• 胞浆内的抗原，经酶降解成小的肽片段，与胞浆内的抗原，经酶降解成小的肽片段，与MHC-Ⅰ 类分子结合成复合物，然后转送到细类分子结合成复合物，然后转送到细胞膜表面，供胞膜表面，供 CD8CD8++ T T 细胞识别的过程。细胞识别的过程。

内源性抗原加工，处理及提呈

（二） MHC II 类分子途径（外源性抗原的加工处理和提呈）

摄取抗原 吞噬小体 吞噬溶酶体

MHC-Ⅱ 类分子 Ii 链 复合体 MHC+

抗原肽MHC-Ⅱ 类分子复合物

Ii链降解

外源性抗原加工、处理及提呈

（三）非经典的抗原提呈途径（ MHC 分子对抗原的交叉提呈）

• 外源性抗原： MHC-I 类分子途径提呈给 CD8+ T 细胞

• 内源性抗原： MHC-II 类分子途径提呈 CD4+T 细胞

（四） 脂类抗原的 CD1 分子提呈途径

CD1 分子：非经典 MHC I 类样分子

CD1 分子途径：脂类抗原与表达于 APC 表面的CD1

分子结合，提呈。 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。

CD1 分子抗原提呈途径

思考题

1. 抗原提呈细胞的定义及种类。2. 树突状细胞的表面标志及生物学功能。3. 外源性抗原及内源性抗原的抗原提呈过程。