抗原提呈细胞与抗原提呈.ppt

抗原提呈细胞与抗原提呈抗原提呈细胞与抗原提呈 Antigen Presenting Cells&Antigen Presentation 武汉大学基础医学院免疫系武汉大学基础医学院免疫系 熊熊 洁洁 主要内容：主要内容：1、掌握抗原提呈细胞的概念掌握抗原提呈细胞的概念、种类种类。2、熟悉抗原的处理和提呈的过程及抗原提呈熟悉抗原的处理和提呈的过程及抗原提呈机制机制。3、了解与抗原提呈作用相关的免疫分子及其、了解与抗原提呈作用相关的免疫分子及其在抗原递呈中的作用。在抗原递呈中的作用。第一节第一节 抗原提呈细胞抗原提呈细胞 Antigen Presenting Cells 在机体特异性免疫应答过程中，能摄取、加在机体特异性免疫应答过程中，能摄取、加工及处理抗原，并将抗原信息提呈给工及处理抗原，并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的淋巴细胞的一类细胞称为抗原提呈细胞（一类细胞称为抗原提呈细胞（Antigen presenting cell，APC）。专职性抗原提呈细胞：能表达专职性抗原提呈细胞：能表达MHC II类分子，类分子，具有较强的抗原提呈作用的细胞。包括：具有较强的抗原提呈作用的细胞。包括：B淋巴淋巴细胞、树突状细胞、单核细胞、树突状细胞、单核-巨噬细胞等巨噬细胞等 。非专职性或兼职性抗原提呈细胞非专职性或兼职性抗原提呈细胞:执行抗原提呈执行抗原提呈时，非组成性表达时，非组成性表达MHC II类分子，具有一定抗类分子，具有一定抗原提呈能力的细胞。包括：内皮细胞、成纤维细原提呈能力的细胞。包括：内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞等。胞、上皮细胞等。机体有核细胞均表达机体有核细胞均表达MHC I类分子，类分子，能将内源性蛋白加工处理成抗原肽，并以抗原能将内源性蛋白加工处理成抗原肽，并以抗原肽肽-MHC I类分子复合物的形式，将抗原信息提类分子复合物的形式，将抗原信息提呈给呈给CD8+T细胞，成为细胞，成为CTL杀伤的靶细胞，近杀伤的靶细胞，近年来亦将其称为广义的年来亦将其称为广义的APC，即：所有表达，即：所有表达MHC分子并能处理和提呈抗原的细胞分子并能处理和提呈抗原的细胞。1973年年，美国学者美国学者Steinman 目前所知抗原提呈功能最强的细胞，能够刺激初目前所知抗原提呈功能最强的细胞，能够刺激初始（始（na ve)T细胞增殖，因此细胞增殖，因此DC是适应性免疫应是适应性免疫应答的始动者，具有独特的地位。答的始动者，具有独特的地位。一、树突状细胞（一、树突状细胞（DENTRITIC CELLS,DC）表面标志表面标志 尚未发现特异的表面标志尚未发现特异的表面标志。一般通过形态学一般通过形态学、组合组合性细胞表面标志以及在混合淋巴细胞反应性细胞表面标志以及在混合淋巴细胞反应MLR中能中能刺激初始刺激初始T细胞增殖等三方面加以综合判断细胞增殖等三方面加以综合判断。成熟成熟DC的主要标志为的主要标志为CD1a、CD11c、CD83，高水高水平表达平表达MHC-/类分子类分子，辅助刺激分子辅助刺激分子CD80及及CD86，黏附分子黏附分子CD40、CD54以及以及整合素家族成员整合素家族成员。来源、分化、发育及迁移来源、分化、发育及迁移 来源来源 按来源不同分髓系按来源不同分髓系DC（DC1）和淋巴系）和淋巴系DC（DC2）两类）两类，主要不同点为：主要不同点为：产生的细胞因子（产生的细胞因子（CK）不同，不同，DC1受受CD40L刺激后，刺激后，24h之内即可大量产生之内即可大量产生IL-12，而而DC2不产生不产生IL-12；诱导分化的细胞不同，诱导分化的细胞不同，DC1诱导诱导Th1分化，而分化，而DC2诱诱导导Th2分化分化。分化、发育、成熟及迁移分化、发育、成熟及迁移 髓系髓系DC分化发育过程已逐渐清楚，但对淋巴系的知分化发育过程已逐渐清楚，但对淋巴系的知之甚少之甚少。前体阶段前体阶段 胎肝、脐血、胎肝、脐血、骨髓、外周血骨髓、外周血 成熟阶段成熟阶段 迁移阶段迁移阶段 未成熟阶段未成熟阶段 输入淋巴管、外周血、输入淋巴管、外周血、肝血液及淋巴组织肝血液及淋巴组织 实体器官、实体器官、非淋巴组织非淋巴组织 次级淋巴组织次级淋巴组织 很强的内吞、加工、处理抗很强的内吞、加工、处理抗原的能力，但处理初始原的能力，但处理初始T细细胞和胞和MLR的能力较弱的能力较弱 主要标志为主要标志为CD1a、CD11c、CD83，高表达，高表达MHC-/类分子，类分子，协同刺激分子协同刺激分子 未成熟未成熟DC与成熟与成熟DC区别区别 特性特性 未成熟未成熟DC 成熟成熟DC MHC分子表达水平分子表达水平 低低 高高 B7表达水平表达水平 缺乏缺乏 高高 刺激刺激T细胞活化的能力细胞活化的能力 无无 有有 吞噬抗原异物能力吞噬抗原异物能力 有有 无无 分布与命名分布与命名 并指状并指状DC：外周淋巴组织和胸腺髓质中的外周淋巴组织和胸腺髓质中的T细胞区，细胞区，高高表达表达MHC-/类分子类分子 间质间质DC：多种非淋巴器官如心、肺、肾、肝和胃肠道等多种非淋巴器官如心、肺、肾、肝和胃肠道等组织，属于未成熟的组织，属于未成熟的DC 郎格汉斯细胞：郎格汉斯细胞：表皮和胃肠上皮细胞部位的未成熟表皮和胃肠上皮细胞部位的未成熟DC 隐蔽隐蔽DC：输入淋巴管和淋巴液中迁移形式的输入淋巴管和淋巴液中迁移形式的DC 滤泡样滤泡样DC：淋巴组织中的非胸腺依赖区淋巴组织中的非胸腺依赖区 胸腺胸腺DC 外周血外周血DC 生物学功能生物学功能（1）抗原提呈）抗原提呈 吞噬作用（吞噬作用（phagocytosis）受体介导的内吞（受体介导的内吞（receptor-mediated endocytosis）吞饮作用（吞饮作用（pinocytosis）（2）参与淋巴细胞发育、分化和激活）参与淋巴细胞发育、分化和激活 （3）参与免疫耐受的形成）参与免疫耐受的形成 二、二、单核单核-巨噬细胞巨噬细胞 单核单核-巨噬细胞指的是血液中的单核细胞（巨噬细胞指的是血液中的单核细胞（monocyte,MC）和组织中的巨噬细胞（）和组织中的巨噬细胞（macrophage,M），），具有很强的吞噬能力。具有很强的吞噬能力。M是体内功能最为活跃的细胞之一。是体内功能最为活跃的细胞之一。网状内皮细胞系统网状内皮细胞系统reticuloendothelial system,RES 单核吞噬细胞系统单核吞噬细胞系统mononuclear phagocyte system,MPS 单单 核核 巨巨 噬噬 细细 胞胞 单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）单核细胞体积较大，蹄状核（左，普通光镜）胞浆颗粒明显（中透射电镜）胞浆颗粒明显（中透射电镜）腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右，扫描电镜）腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面（右，扫描电镜）来源及组织分布来源及组织分布 骨髓造血干细胞骨髓造血干细胞 多能干细胞多能干细胞 定向干细胞定向干细胞 单核母细胞单核母细胞 前单核细胞前单核细胞 单核细胞单核细胞 骨髓中的单核细胞成熟后进入外周血，而后穿过血管内骨髓中的单核细胞成熟后进入外周血，而后穿过血管内皮细胞间隙进入组织，进一步发育分化为巨噬细胞。皮细胞间隙进入组织，进一步发育分化为巨噬细胞。生物学特征生物学特征 单核单核-巨噬细胞具有迁移性，通过吞噬，吞饮和受巨噬细胞具有迁移性，通过吞噬，吞饮和受体介导的方式将颗粒或液体摄入胞内，发挥杀伤体介导的方式将颗粒或液体摄入胞内，发挥杀伤作用或对抗原进行加工处理，形成抗原肽作用或对抗原进行加工处理，形成抗原肽-MHC分分子表达在细胞表面，提呈给子表达在细胞表面，提呈给T细胞识别，诱导特异细胞识别，诱导特异性免疫应答。性免疫应答。单核单核-巨噬细胞具有较强的黏附玻璃或塑料的特性，巨噬细胞具有较强的黏附玻璃或塑料的特性，可以进行分离和纯化。可以进行分离和纯化。（1）表面标志表面标志 补体受体：补体受体：CR1、CR2、CR3 IgG Fc受体：受体：Fc R 细胞因子受体：细胞因子受体：IL-1R，IL-2R，IFN-R 模式识别受体模式识别受体PRR：甘露糖受体，：甘露糖受体，Toll样受体样受体 HLA抗原：抗原：MHC I/MHC类分子类分子 黏附分子：黏附分子：LFA-1，ICAM-1 协同刺激分子：协同刺激分子：B7，CD40 （2）产生多种酶及活性物质产生多种酶及活性物质 细胞因子：细胞因子：IL-6，12，TNF-，IFN-补体成分：补体成分：C1-5，B因子因子 凝血因子：凝血因子凝血因子：凝血因子、和凝血酶原和凝血酶原 反应性氧中间产物：一氧化氮反应性氧中间产物：一氧化氮 前列腺素前列腺素 白三烯白三烯 血小板活化因子血小板活化因子 溶酶体酶溶酶体酶 溶菌酶溶菌酶 主要生物学作用：主要生物学作用：吞噬和杀伤作用：具免疫防御吞噬和杀伤作用：具免疫防御，监视和自稳作监视和自稳作用用，通过通过ADCC、调理及直接等方式吞噬杀伤病原调理及直接等方式吞噬杀伤病原体体、体内突变体内突变、衰老细胞衰老细胞。提呈提呈Ag，启动特异性免疫应答启动特异性免疫应答。分泌细胞因子分泌细胞因子，参与免疫调节参与免疫调节。其它：参与炎症其它：参与炎症，止血止血，组织修复等组织修复等。三三B淋巴细胞淋巴细胞 B淋巴细胞可通过淋巴细胞可通过BCR摄取抗原，由于抗原与受体摄取抗原，由于抗原与受体特异性结合，所以其摄取特异性结合，所以其摄取Ag的效率很高，在体液免的效率很高，在体液免疫应答中发挥重要作用。疫应答中发挥重要作用。B淋巴细胞不仅能在体外将蛋白淋巴细胞不仅能在体外将蛋白Ag有效的提呈给辅有效的提呈给辅助性助性T细胞，在体内也能发挥抗原提呈作用，尤其细胞，在体内也能发挥抗原提呈作用，尤其在低浓度在低浓度Ag时，能浓集时，能浓集Ag并使之内化。并使之内化。B淋巴细胞通过抗原肽淋巴细胞通过抗原肽-MHC类分子复合体有效的类分子复合体有效的将抗原提呈给将抗原提呈给CD4+TH细胞，受到刺激后才表达细胞，受到刺激后才表达B7分子，协同抗原的提呈。分子，协同抗原的提呈。四、兼职抗原提呈细胞四、兼职抗原提呈细胞 通常情况下不表达通常情况下不表达MHC-II分子，但在炎症或某些活分子，但在炎症或某些活性分子刺激后，则可表达性分子刺激后，则可表达MHC-II类分子，并能处理类分子，并能处理和提呈抗原的细胞被称为兼职和提呈抗原的细胞被称为兼职APC。主要包括血管内皮细胞、各种上皮细胞和间质细胞、主要包括血管内皮细胞、各种上皮细胞和间质细胞、皮肤的成纤维细胞等。皮肤的成纤维细胞等。兼职兼职APC可能参与炎症反应或某些自身免疫病。可能参与炎症反应或某些自身免疫病。第二节第二节 抗原的处理和提呈抗原的处理和提呈 Antigen Processing&Presentation 抗原提呈指抗原提呈细胞将抗原提呈指抗原提呈细胞将Ag加工处理、降解为加工处理、降解为多肽片段，并与多肽片段，并与MHC分子结合为多肽分子结合为多肽-MHC分子复合分子复合物，而转移至细胞表面，并与物，而转移至细胞表面，并与T细胞表面的细胞表面的TCR结合，结合，从而将从而将Ag信息提呈给信息提呈给T淋巴细胞的全过程。淋巴细胞的全过程。抗原提呈细胞抗原提呈细胞（a）内化抗原）内化抗原 抗原抗原（b）处理抗原）处理抗原（c）经处理的抗）经处理的抗原肽与原肽与MHC分子分子结合后表达于结合后表达于APC表面表面 T T细胞识细胞识别复合物别复合物 一、抗原的摄取一、抗原的摄取 抗原分类：抗原分类：外源性抗原（外源性抗原（exogenous antigen）:来源于来源于APC外的外的抗原，如被吞噬细胞吞噬的细菌、细胞或某些自身抗原，如被吞噬细胞吞噬的细菌、细胞或某些自身成分等。成分等。内源性抗原（内源性抗原（endogenous antigen）：）：APC内合成的内合成的抗原，如病毒感染细胞所合成的病毒蛋白及肿瘤细抗原，如病毒感染细胞所合成的病毒蛋白及肿瘤细胞所合成的蛋白等。胞所合成的蛋白等。摄取途径：摄取途径：（1）吞噬作用）吞噬