免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理及提呈-課件

1、免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理及提呈免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞的概念專職抗原提呈細(xì)胞的種類和功能特點(diǎn) 樹(shù)突狀細(xì)胞抗原的處理和提呈 內(nèi)源性抗原、外源性抗原抗原提呈細(xì)胞的概念A(yù)PC抗原提呈細(xì)胞抗原提呈細(xì)胞APC:antigen-presenting cell 能攝取、加工處理抗原并將抗原信息提呈給淋巴細(xì)胞的一類細(xì)胞,在機(jī)體的免疫識(shí)別、免疫應(yīng)答與免疫調(diào)節(jié)中起重要作用APC抗原提呈細(xì)胞抗原提呈細(xì)胞APC抗原提呈細(xì)胞專職抗原提呈細(xì)胞(professional APC) 組成性表達(dá)MHCII類分子和共刺激分子、粘附分子APC抗原提呈細(xì)胞專職抗原提呈細(xì)胞(professiona免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原

2、的處理及提呈-課件APC抗原提呈細(xì)胞專職抗原提呈細(xì)胞 (professional APC)兼職APC 組成性表達(dá)MHC I類分子 血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、 嗜酸性粒細(xì)胞、病毒感染細(xì)胞 腫瘤細(xì)胞APC抗原提呈細(xì)胞專職抗原提呈細(xì)胞抗原提呈細(xì)胞的概念專職抗原提呈細(xì)胞的種類和功能特點(diǎn) 樹(shù)突狀細(xì)胞抗原的處理和提呈 內(nèi)源性抗原、外源性抗原抗原提呈細(xì)胞的概念樹(shù)突狀細(xì)胞 (dendritic cells, DC) 是功能最強(qiáng)的APC,能有效攝取、加工及提呈抗原,刺激初始型T細(xì)胞的增殖和活化,是啟動(dòng)、調(diào)控并維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)。一、樹(shù)突狀細(xì)胞樹(shù)突狀細(xì)胞 (dendritic cells, DC) 是功 呈散

3、在生長(zhǎng)的成熟DC(400) 呈散在生長(zhǎng)的成熟DC(400)樹(shù)突狀細(xì)胞目前所知的功能最強(qiáng)的APC(一)類型與特點(diǎn) 依照來(lái)源的分類 依照分化成熟狀態(tài)的分類 依照組織分布的分類樹(shù)突狀細(xì)胞目前所知的功能最強(qiáng)的APC(一)類型與特點(diǎn)激發(fā)T細(xì)胞免疫應(yīng)答參與抗病毒固有免疫1、依照來(lái)源分類:髓系DC和淋巴系DC激發(fā)T細(xì)胞免疫應(yīng)答參與抗病毒固有免疫1、依照來(lái)源分類:髓系D2、依照分化成熟狀態(tài)的分類前體階段 （主要存在于胚肝、骨髓、臍血和外周血， 功能：維持非淋巴組織內(nèi)DC的數(shù)量 產(chǎn)生各種髓系DC ）未成熟期 （主要存在于實(shí)體器官或非淋巴組織上皮， 功能：攝取和加工處理抗原）遷移期 （主要存在于輸入淋巴管、外周血

4、、肝及淋巴組織， 功能：?jiǎn)?dòng)T細(xì)胞的免疫應(yīng)答）成熟期 （主要存在于淋巴結(jié)及脾等 功能：提呈抗原給初始T細(xì)胞并使之活化） 抗原攝取能力強(qiáng),提呈能力弱抗原攝取能力弱,提呈能力強(qiáng)2、依照分化成熟狀態(tài)的分類前體階段 （主要存在于胚肝、骨髓、攝取抗原加工處理抗原啟動(dòng)免疫應(yīng)答提呈抗原攝取抗原加工處理抗原啟動(dòng)免疫應(yīng)答提呈抗原未成熟DC成熟DC存在部位非淋巴組織、器官外周淋巴組織表達(dá)MHC類分子 數(shù)量/細(xì)胞1067106表達(dá)共刺激分子、黏附分子或低表達(dá)FcR,CR,TLR主要功能攝取、處理抗原提呈抗原未成熟DC和成熟DC的特點(diǎn)未成熟DC成熟DC存在部位非淋巴組織、器官外周淋巴組織表達(dá)M淋巴樣組織中的DC: 并

5、指狀DC(IDC),濾泡樣DC(FDC)非淋巴組織中的DC: 間質(zhì)性DC、朗格漢斯細(xì)胞(LC) 體液中的DC: 隱蔽細(xì)胞和血液DC3、依照組織分布的分類 分布廣泛、但含量特別少,不同部位 的DC有不同名稱淋巴樣組織中的DC: 3、依照組織分布的分類 濾泡樣樹(shù)突狀細(xì)胞的掃描電鏡圖(樹(shù)突上的串珠樣結(jié)構(gòu)為捕獲的抗原抗體復(fù)合物)濾泡樣樹(shù)突狀細(xì)胞的掃描電鏡圖激活作用提呈MHC-肽共刺激分子細(xì)胞因子第一、二信號(hào)間接激活直接激活攝取、加工處理并提呈抗原,激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答是DC最重要的功能(二) 功能1、抗原提呈和免疫激活作用激活作用提呈MHC-肽細(xì)胞因子第一、二信號(hào)間接激活直接激活攝分泌多種細(xì)胞因子和趨

6、化因子調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答 2、 免疫調(diào)節(jié)作用分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子 2、 免疫調(diào)節(jié)作用3、 免疫耐受的維持與誘導(dǎo)清 除自身反應(yīng)性T細(xì)胞DC參與中樞和外周免疫耐受的誘導(dǎo)imDC3、 免疫耐受的維持與誘導(dǎo)清 除自身反應(yīng)性T細(xì)胞DC參與中樞樹(shù)突狀細(xì)胞目前已知的功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞,因其成熟時(shí)伸出許多樹(shù)突樣或偽足樣突起而得名分布廣,數(shù)量少,功能強(qiáng),是啟動(dòng)、調(diào)控、并維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié) 未成熟DC:攝取、加工處理抗原,遷移成熟DC:提呈抗原,能有效激活初始型T細(xì)胞,是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能激活初始型T細(xì)胞的APC樹(shù)突狀細(xì)胞目前已知的功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞,因其成熟時(shí)伸出許二、單核-巨噬細(xì)胞骨髓前體細(xì)胞單核細(xì)

7、胞巨噬細(xì)胞血液組織 表達(dá)膜表面分子 分泌酶類 生物活性產(chǎn)物(細(xì)胞因子、凝血因子)攝取抗原,并加工提呈給T細(xì)胞分解異物免疫趨化、調(diào)節(jié)作用巨噬細(xì)胞不能將抗原信息提呈給初始T細(xì)胞,只能對(duì)活化或效應(yīng)T細(xì)胞提呈抗原,其抗原提呈功能明顯弱于DC二、單核-巨噬細(xì)胞骨髓前體細(xì)胞單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞血液組織 表達(dá)三、B淋巴細(xì)胞 成熟的B細(xì)胞具有抗原提呈能力三、B淋巴細(xì)胞 成熟的B細(xì)胞具有抗原提呈抗原提呈細(xì)胞的概念專職抗原提呈細(xì)胞的種類和功能特點(diǎn) 樹(shù)突狀細(xì)胞抗原的處理和提呈 內(nèi)源性抗原、外源性抗原抗原提呈細(xì)胞的概念抗原處理APC首先降解自身合成的或在感染和炎癥局部攝取的抗原,然后在細(xì)胞內(nèi)將其加工處理成抗原多肽片斷,再

8、以抗原肽-MHC復(fù)合物的形式表達(dá)在細(xì)胞表面抗原提呈APC與T細(xì)胞接觸時(shí),抗原肽-MHC復(fù)合物被T細(xì)胞的TCR識(shí)別,從而將抗原信息傳遞給T細(xì)胞,引起T細(xì)胞活化抗原處理APC首先降解自身合成的或在感染和炎癥局部攝取的外源性抗原和內(nèi)源性抗原外源性抗原:被APC從細(xì)胞基質(zhì)外攝入的蛋白質(zhì)抗原,如細(xì)菌和某些可溶性蛋白等內(nèi)源性抗原:在細(xì)胞內(nèi)合成的抗原,病毒感染細(xì)胞所合成的病毒蛋白外源性抗原和內(nèi)源性抗原外源性抗原:被APC從細(xì)胞基質(zhì)外攝入的APC加工處理提呈抗原的途徑MHC I類分子途徑MHC II類分子途徑非經(jīng)典的抗原提呈途徑(交叉提呈)脂類抗原的CD1分子提呈途徑APC加工處理提呈抗原的途徑MHC I類分

9、子途徑外源性抗原內(nèi)源性抗原降解為肽段與MHCII結(jié)合CD4T細(xì)胞與MHCI結(jié)合CD8T細(xì)胞外源性抗原內(nèi)源性抗原降解為肽段與MHCII結(jié)合CD4T細(xì)胞免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理及提呈-課件類分子凹槽兩端封閉,接納的抗原肽長(zhǎng)度有限,為812個(gè)氨基酸殘基;類分子凹槽兩端開(kāi)放,進(jìn)入槽內(nèi)的抗原肽長(zhǎng)度變化較大,為1317個(gè)氨基酸殘基甚至更多類分子凹槽兩端封閉,接納的抗原肽長(zhǎng)度有限,為812個(gè)氨基 1、 外源性抗原的加工處理過(guò)程促進(jìn)II類分子的形成、轉(zhuǎn)運(yùn);封閉II類分子的肽結(jié)合槽MHC類分子的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)外源性抗原的加工處理肽-MHC復(fù)合物的形成及表達(dá)MIIC 1、 外源性抗原的加工處理過(guò)程促進(jìn)II類分子

10、的形成、轉(zhuǎn)YY吞飲吞噬抗體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用Y攝取外源性抗原肽補(bǔ)體介導(dǎo)的吞噬作用YFc介導(dǎo)的吞噬作用攝取外源性抗原的機(jī)制YY吞飲吞噬抗體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用Y攝取外源性抗原肽補(bǔ)體介導(dǎo)的吞抗原被分解成10-30氨基酸(aa)大小的片段內(nèi)體酸性增加Cell surfaceTo lysosomes攝取內(nèi)體內(nèi)的抗原組織蛋白酶 B, D and L由于酸度增加而被激活Cell surface抗原被分解成10-30氨基酸(aa)大小的片段內(nèi)體酸性增加C需要阻止新合成的自身抗原肽與不成熟的MHC II類分子結(jié)合恒定鏈通過(guò)非共價(jià)鍵與MHC II類分子結(jié)合,穩(wěn)定 MHC II類分子的構(gòu)象在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)MHC class II

11、 成熟和恒定鏈需要阻止新合成的自身抗原肽與不成熟的MHC II類分子結(jié)合恒內(nèi)體Cell surface攝取 II類分子相關(guān)的恒定鏈多肽 (CLIP)(Ii)3 復(fù)合體在恒定鏈作用下被轉(zhuǎn)運(yùn)組織蛋白酶降解恒定鏈;CLIP封閉了MHC II類分子的抗原結(jié)合槽包含MHC II類分子的小泡與包含抗原的小泡融合內(nèi)體Cell surface攝取 II類分子相關(guān)的恒定鏈多肽移除 CLIP?抗原肽之間的競(jìng)爭(zhēng)移除 CLIP?抗原肽之間的競(jìng)爭(zhēng)HLA-DM催化CLIP的去除MIIC partmentHLA-DM的作用HLA-DMHLA-DM催化CLIP的去除HLA-DM的作用HLA-DMMHC II類分子-抗原肽的膜

12、表面表達(dá)Exported to the cell surface 送往溶酶體被降解 MHC II類分子-抗原肽的膜表面表達(dá)Exported toClass II MHC/peptide 提呈給 CD4+Th cell: Th 活化并產(chǎn)生效應(yīng)“help”其他免疫細(xì)胞活化Class II MHC/peptide 提呈給 CD4+T免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理及提呈-課件 2、 內(nèi)源性抗原的加工處理過(guò)程(LMP) 2、 內(nèi)源性抗原的加工處理過(guò)程(LMP)MHC class I的命運(yùn)送到溶酶體降解 Exported to the cell surfaceMHC class I的命運(yùn)送到溶酶體降解 E

13、xportedClass I MHC/抗原肽通過(guò)靶細(xì)胞提呈給CD8+Tc cell導(dǎo)致后者的增殖和分化,成為效應(yīng)/殺傷細(xì)胞 Target cell“kiss of dead”Class I MHC/抗原肽通過(guò)靶細(xì)胞提呈給CD8+Tc 免疫學(xué)抗原提呈細(xì)胞與抗原的處理及提呈-課件MHC 類途徑MHC 類途徑抗原的來(lái)源內(nèi)源性抗原外源性抗原降解抗原的酶結(jié)構(gòu)胞質(zhì)蛋白酶體內(nèi)體、溶酶體抗原與MHC分子結(jié)合部位內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溶酶體及內(nèi)體參與的MHC分子MHC類分子MHC類分子處理和提呈抗原的細(xì)胞所有有核細(xì)胞專職性APC提呈對(duì)象CD8+T細(xì)胞CD4+T細(xì)胞抗原處理的兩條途徑比較MHC 類途徑MHC 類途徑抗原的來(lái)源內(nèi)源

14、性抗原外源性抗Antigen processing 外源性抗原 內(nèi)源性抗原 降解為肽段 與MHCI結(jié)合 CD4+T細(xì)胞 CD8+T細(xì)胞 Antigen presenting與MHCII結(jié)合Antigen processing 外源性抗原 3、MHC分子對(duì)抗原的交叉提呈MHC分子對(duì)抗原的提呈存在交叉現(xiàn)象,即外源性抗原經(jīng)MHC I分子而內(nèi)源性抗原經(jīng)MHC II分子提呈。但該方式不是抗原提呈的主要方式3、MHC分子對(duì)抗原的交叉提呈MHC分子對(duì)抗原的提呈存在交叉哺乳動(dòng)物的細(xì)胞不能將多糖和脂類加工處理成為能與MHC分子結(jié)合的分子,因而它們不能被MHC限制的T淋巴細(xì)胞識(shí)別且不能誘發(fā)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答糖脂類

15、抗原可與表達(dá)于APC表面的CD1分子結(jié)合,活化NKT細(xì)胞4、脂類抗原的CD1分子提呈途徑哺乳動(dòng)物的細(xì)胞不能將多糖和脂類加工處理成為能與MHC分子結(jié)合小 結(jié)專職APC,兼職APC專職性APC包括DC,M和B細(xì)胞DC是功能最強(qiáng)的APC,特點(diǎn):直截了當(dāng)刺激初始T細(xì)胞的增殖非成熟DC攝取和加工處理抗原能力強(qiáng),成熟DC抗原提呈功能強(qiáng)外源性抗原:MHCII分子途徑CD4+T細(xì)胞內(nèi)源性抗原:MHCI分子途徑CD8+T細(xì)胞小 結(jié)專職APC,兼職APC思 考 題APC,專職APC抗原提呈內(nèi)源性抗原,外源性抗原 交叉提呈內(nèi)、外抗原如何經(jīng)MHC I及MHC II類分子加工提呈？思 考 題APC,專職APCDegradation in the proteasomeCytoplasmic cellular proteins, including non-self prote