抗原递呈细胞与抗原递呈.ppt

抗原提呈细胞与抗原提呈细胞与 抗原提呈抗原提呈 Antigen Presenting Cells and Antigen Presentation 1973年年-DCs T细胞不能识别天然蛋白质抗原，抗原肽是细胞不能识别天然蛋白质抗原，抗原肽是与与MHC分子一起被识别的。分子一起被识别的。20世纪世纪80年代年代 T细胞只能识别与细胞只能识别与MHC分子形成复合物的分子形成复合物的抗原肽成分，需要其他免疫细胞辅助：将天然抗原肽成分，需要其他免疫细胞辅助：将天然蛋白质抗原降解为多肽，形成蛋白质抗原降解为多肽，形成MHC-肽复合物，肽复合物，被被T细胞识别。细胞识别。第一节第一节 抗原提呈细胞抗原提呈细胞（Antigen Presenting Cells）基本概念基本概念 抗原加工抗原加工：指蛋白质抗原在细胞内被降解成：指蛋白质抗原在细胞内被降解成能与能与MHC分子结合的肽的过程。分子结合的肽的过程。抗原提呈抗原提呈：指：指MHC分子与抗原肽结合，将其分子与抗原肽结合，将其展示于细胞表面供展示于细胞表面供T淋巴细胞识别的过程。淋巴细胞识别的过程。抗原提呈细胞（抗原提呈细胞（Antigen presenting cell，APC）：）：在机体特异性免疫应答过程中，能在机体特异性免疫应答过程中，能摄取、加工及处理抗原，并将抗原信息提呈摄取、加工及处理抗原，并将抗原信息提呈给给T 淋巴细胞的一类细胞。淋巴细胞的一类细胞。基本概念基本概念 专职抗原提呈细胞（专职抗原提呈细胞（professional APC）：具有显著的抗原摄取、加工和提呈功能，组成具有显著的抗原摄取、加工和提呈功能，组成性表达性表达MHC II类分子、协同刺激分子的一类类分子、协同刺激分子的一类细胞。细胞。主要包括树突细胞、巨噬细胞和主要包括树突细胞、巨噬细胞和B 淋巴细胞。淋巴细胞。是体内主要负责免疫激活的成分。是体内主要负责免疫激活的成分。基本概念基本概念 非专职或兼职抗原提呈细胞非专职或兼职抗原提呈细胞（non-professional APC）通常指一般情况下不表达通常指一般情况下不表达MHC II类分子，不具备抗原提类分子，不具备抗原提呈功能，但在炎症状况下可被诱导表达呈功能，但在炎症状况下可被诱导表达MHC II类分子、类分子、协同刺激分子的一类细胞。协同刺激分子的一类细胞。如：成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞、各类肿瘤细胞和如：成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞、各类肿瘤细胞和病毒细菌感染细胞。病毒细菌感染细胞。与专职与专职APC相比，非专职相比，非专职APC的抗原处理和提呈能力较的抗原处理和提呈能力较弱，主要为靶细胞提呈抗原被弱，主要为靶细胞提呈抗原被CD8+T 细胞识别。细胞识别。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，近年来亦将其称为年来亦将其称为广义的广义的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。主要抗原提呈细胞主要抗原提呈细胞 1973年，美国学者年，美国学者Steinman and Cohn。小鼠脾脏。小鼠脾脏。目前所知抗原提呈功能最强的细胞，能够刺激初始目前所知抗原提呈功能最强的细胞，能够刺激初始（na ve)T细胞增殖，因此细胞增殖，因此DC是适应性免疫应答的是适应性免疫应答的始动者，在始动者，在T细胞免疫应答的诱导中具有独特的地细胞免疫应答的诱导中具有独特的地位。位。1、树突细胞（、树突细胞（Dendritic cells，DC）尚未发现特异的表面标志。一般通过形态学、组合尚未发现特异的表面标志。一般通过形态学、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)中中能刺激初始能刺激初始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，高水平表达水平表达MHC-/类分子，辅助刺激分子类分子，辅助刺激分子CD80及及CD86，黏附分子，黏附分子CD40、CD54以及以及1、整合素家整合素家族成员。族成员。表面标志表面标志 来来 源源 按来源不同分按来源不同分髓系髓系DC（DC1）和和淋巴系淋巴系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之内即可大量之内即可大量产生产生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诱导诱导Th2分化。分化。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，高水平表达，高水平表达MHC-/类类分子，协同刺激分子分子，协同刺激分子 分化、发育、成熟及迁移分化、发育、成熟及迁移 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 抗原捕获抗原捕获 抗原提呈抗原提呈 MHC分子表达水平分子表达水平 高高 高高 低低 低低 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 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，高表达高表达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：多种非淋巴器官如心、肺、肾、肝和胃肠道等组织，属于未成熟的道等组织，属于未成熟的DC 郎格汉斯细胞：表皮和胃肠上皮细胞部位的未成熟郎格汉斯细胞：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:迁移形式迁移形式 分布与命名分布与命名（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）：小颗粒或可溶性抗原）：小颗粒或可溶性抗原（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 生物学功能生物学功能 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。2、单核、单核-巨噬细胞巨噬细胞 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 早期：早期：M+网状细胞网状细胞 现在现在 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）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（髓干）定向干细胞（髓干）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。来源及组织分布来源及组织分布 组织组织 细胞名称细胞名称 外周血外周血 单核细胞单核细胞 一般组织一般组织 巨噬细胞巨噬细胞 结缔组织结缔组织 组织细胞组织细胞 肝肝 肝枯否细胞肝枯否细胞 肺肺 肺泡细胞肺泡细胞 骨髓骨髓 骨形成细胞骨形成细胞 皮肤皮肤 郎格罕细胞郎格罕细胞 神经系统神经系统 小胶质细胞小胶质细胞 腹腔腹腔 腹腔巨噬细胞腹腔巨噬细胞 脾和淋巴结脾和淋巴结 固定和游走的巨噬细胞固定和游走的巨噬细胞 单核吞噬细胞的组织分布单核吞噬细胞的组织分布 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，发挥体介导的方式将颗粒或液体摄入胞内，发挥杀伤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，子表达在细胞表面，提呈提呈给给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巨噬细胞具有较强的黏附黏附玻璃或塑料的特性，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。生物学特征生物学特征 细菌细菌 溶酶体溶酶体 吞噬小体吞噬小体 伪足伪足 吞噬溶酶体吞噬溶酶体 抗原肽抗原肽/MHC II类分子类分子 胞吐降级物质胞吐降级物质（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（激活状态下）产生多种酶及活性物质（激活状态下）细胞因子：细胞因子：IL-1，6，12，TNF-，IFN-补体成分：补体成分：C1-5，B因子，因子，D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：溶解革兰氏阳性菌溶菌酶：溶解革兰氏阳性菌 吞噬和杀伤作用：具免疫防御吞噬和杀伤作用：具免疫防御，监视和自稳作用监视和自稳作用，通过通过ADCC、调理及直接等方式吞噬杀伤病原体调理及直接等方式吞噬杀伤病原体、体内突变体内突变、衰衰老细胞老细胞。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（促炎因子促炎因子IL-1/6/TNF-a a），介导炎症介导炎症，参参与免疫调节与免疫调节。其它：止血其它：止血，组织修复等组织修复等。生物学作用生物学作用 参与非特异性免疫和特异性免疫参与非特异性免疫和特异性免疫 通过通过BCR摄取摄取可溶性抗原可溶性抗原，由于抗原与受体特异性，由于抗原与受体特异性结合，所以其摄取结合，所以其摄取Ag的效率很高，在体液免疫应答的效率很高，在体液免疫应答中发挥重要作用。中发挥重要作用。不仅能在体外将蛋白不仅能在体外将蛋白Ag有效的提呈给辅助性有效的提呈给辅助性T细胞，细胞，在体内也能发挥抗原提呈作用，尤其在低浓度在体内也能发挥抗原提呈作用，尤其在低浓度Ag