导图社区 医学免疫学-011抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈
医学免疫学抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈,本图内容有:抗原提呈细胞(APC)的种类与特点和抗原的加工和提呈,感兴趣快来看看。
编辑于2023-03-27 17:19:23 广东011抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈
第一节 抗原提呈细胞(APC)的种类与特点
概述
1.通过MHCII类分子提呈外源性抗原的APC
(1)摄取、加工外源性抗原并以抗原肽-MHC II类分子复合物的形式将抗原肽提呈给CD4+T细胞,即通常所称的APC。
(2)专职APC:包括树突细胞、单核/巨噬细胞和B淋巴细胞,它们组成性表达MHC II类分子、共刺激分子和黏附分子,具有直接摄取、加工和提呈抗原的功能。
(3)非专职性APC:包括内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞等多种细胞,它们通常不表达或低表达MHC II类分子,但可被诱导表达MHC II类分子、共刺激分子和黏附分子,故加工和提呈抗原的能力较弱。
2.通过MHC1类分子提呈内源性抗原的APC
(1)此类APC能够降解、加工细胞内(内源性)抗原并以抗原肽-MHCI类分子复合物的形式将抗原肽提呈给CD8+T细胞,属广义的APC。
(2)此类细胞通常被胞内寄生病原体感染而产生病原体抗原或细胞发生突变产生突变蛋白抗原,提呈抗原给CD8+T细胞而自身被识别、杀伤,故又称为靶细胞,即被CD8+T细胞杀伤的靶细胞。
一、专职APC
1.树突细胞(DC)
(1)是一类成熟时具有许多树突样突起的、能够识别、摄取和加工外源性抗原并将抗原肽提呈给初始T细胞并诱导T细胞活化增殖的、功能最强的抗原提呈细胞。
(2)DC不但参与固有免疫应答,还是连接固有免疫和适应性免疫的“桥梁”,是机体适应性免疫应答的始动者。
(3)单核/巨噬细胞和B细胞与DC不同,它们仅能刺激已活化的效应T细胞或记忆T细胞,同时本身被T细胞激活,发挥更强的作用。
(4)DC主要分为经典DC(cDC)及浆细胞样DC(pDC)两大类。
(5)cDC主要参与免疫应答的诱导和启动。
(6)部分DC具有负向调控免疫应答、维持免疫耐受的作用,称为调节性 DC(regulatory DC)。
(7)pDC活化后可快速产生大量I型干扰素,参与抗病毒固有免疫应答,在某些情况下也参与自身免疫病的发生发展。
(8)pDC也能加工抗原提呈。
(9)滤泡DC(FDC)虽然呈树突状形态,但不具备抗原提呈能力,不属于DC。
1)未成熟DC:主要存在于各组织器官。
①表达模式识别受体,能有效识别和摄取外源性抗原;
②具有很强的抗原加工能力;
③低水平表达MHC II类分子和共刺激分子、黏附分子,故提呈抗原和激发免疫应答的能力较弱。未成熟DC主要包括分布于皮肤的、含特征性 Birbeck 颗粒的朗格汉斯细胞(LC)和分布于多种非免疫器官组织间质的间质DC。
2)迁移期DC:未成熟DC在迁移的过程中逐渐成熟。在输入淋巴管和淋巴液中迁移的DC称为隐蔽细胞,而外周血DC则包括迁移形式的DC和来自骨髓的DC前体。
3)成熟DC:迁移到外周免疫器官的DC已是成熟DC,其特点是:
①表面有许多树突样突起;
②低表达模式识别受体,识别和摄取外源性抗原的能力弱;
③加工抗原的能力弱;
④高水平表达MHC II类分子和共刺激分子、黏附分子,故能有效提呈抗原和激活T细胞,启动适应性免疫应答。外周免疫器官T细胞区的并指状DC(IDC)即属成熟DC。表11-1比较了未成熟DC与成熟DC的特点。
表11-1 未成熟DC与成熟DC特点的比较
2.DC的功能
(1)识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫:pDC活化后可快速产生大量I型干扰素,参与抗病毒固有免疫应答。
(2)抗原提呈与免疫激活作用:这是DC最重要的功能。DC是唯一能直接激活初始T细胞的专职性 APC。DC亦能以抗原肽-MHC I类分子复合物的形式将抗原肽提呈给CD8+T细胞并激活之。DC还能通过诱导Ig的类别转换和释放某些可溶性因子等促进B细胞的增殖与分化。
(3)免疫调节作用:DC能够分泌多种细胞因子和趋化因子,通过细胞间直接接触的方式或者可溶性因子间接作用的方式,调节其他免疫细胞的功能。
(4)免疫耐受的诱导与维持:未成熟DC参与外周免疫耐受的诱导。胸腺DC是胸腺内对未成熟T细胞进行阴性选择的重要细胞,通过清除自身反应性T细胞克隆,参与中枢免疫耐受的诱导。
二、单核-吞噬细胞
(1)单核细胞来源于骨髓,从血液移行到全身组织器官,成为巨噬细胞(MΦ)。
(2)单核/巨噬细胞表达多种受体(包括补体受体、Fc受体、清道夫受体、模式识别受体等),其吞噬和清除病原微生物能力很强。
(3)正常情况下,大多数单核/巨噬细胞低水平表达MHCI类分子、II类分子和共刺激分子,虽然其摄取和加工抗原的能力很强,但提呈抗原的能力较弱。
(4)在IFNy等作用下,单核/巨噬细胞表达的MHCI类分子、II类分子和共刺激分子水平显著升高,可将抗原肽-MHC II类分子复合物提呈给CD4+效应T细胞,发挥专职性APC的功能。
三、B细胞
(1)B细胞是体液免疫应答的主要细胞。
(2)作为专职性APC,B细胞主要以BCR识别、浓集和内化抗原,亦可通过胞饮作用摄取抗原(图11-1)。
抗原摄取 抗原提呈 免疫效应
图11-1 三种专职性APC提呈抗原效应的比较
(3)B细胞将抗原加工成抗原肽后,以抗原肽-MHC II类分子复合物的形式表达于细胞表面,提呈给Th细胞。
(4)在激活Th的同时B细胞本身也受到Th的辅助而活化并对TD抗原应答产生抗体。
(5)通常,B细胞不表达CD80、CD86等共刺激分子,但在细菌感染等刺激后或在Th的辅助下可以表达。
(6)B细胞接受T细胞提供的第二信号而完全活化,并在T细胞产生的细胞因子作用下增殖、分化、产生抗体和发挥体液免疫效应。
第二节 抗原的加工和提呈
一、APC提呈抗原的分类
(1)抗原加工或称抗原处理,是APC将摄取人胞内的外源性抗原或者胞质内自身产生的内源性抗原降解并加工成一定大小的多肽片段,使抗原肽适合与MHC分子结合,抗原肽-MHC分子复合物再转运到细胞表面的过程。
(2)抗原提呈是表达于APC表面的抗原肽-MHC分子复合物被T细胞识别,从而将抗原肽提呈给T细胞,诱导T细胞活化的过程。
(3)T细胞只能识别APC提呈的抗原肽:CD4+T细胞的TCR识别APC提呈的抗原肽-MHC II类分子复合物,CD8+T细胞的TCR识别靶细胞提呈的抗原肽-MHC I类分子复合物(表11-2)。
(4)来自细胞外的抗原称为外源性抗原,如被吞噬的细胞、细菌或蛋白质抗原等。
(5)细胞内合成的抗原称为内源性抗原,如病毒感染的细胞内合成的病毒蛋白、肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原和某些细胞内的自身抗原等。
表11-2 MHCI类分子和MHCII类分子抗原提呈途径的比较
二、四种APC加工和提呈抗原的途径
(一)内源性抗原主要通过MHC I类分子途径加工与提呈
内源性蛋白抗原被蛋白酶体降解后,与TAP结合并由TAP选择性地将8~12个氨基酸的抗原肽转运至ER内,与ER内组装的MHCI类分子的抗原结合肽槽结合形成抗原肽-MHCI类分子复合物,再
经高尔基体将此复合物转运至细胞膜上,供CD8+T细胞识别,从而完成抗原提呈过程(图11-2)。
图11-2 内源性抗原通过MHC I类分子途径加工和提呈
(二)外源性抗原主要通过MHC II类分子途径加工与提呈
外源性抗原被APC 识别和摄取,在胞内形成内体或吞噬溶酶体,再与MIIC融合,在MIIC中抗原被降解为多肽。
在ER中合成和组装的(MHCII/Ii)3九聚体经高尔基体形成MIIC。
Ii链在MIIC中被降解而将CLIP留于MHCII类分子的抗原肽结合槽中。
在HLA-DM的作用下抗原肽结合槽的CLIP被抗原肽所置换,形成稳定的抗原肽-MHCII类分子复合物,然后转运至APC膜表面,供CD4+T细胞识别,从而完成抗原提呈过程(图11-3)。
(三)非经典的抗原提呈途径
(1)抗原的交叉提呈也称为交叉致敏,是指APC能将摄取、加工的外源性抗原通过MHC I类分子途径提呈给CD8+T细胞;或将内源性抗原通过MHC II类分子途径提呈给CD4+T细胞。
(2)抗原的交叉提呈参与机体对于病毒(如疱疹病毒)、细菌(如李斯特菌)感染和大多数肿瘤的免疫应答,但并不是抗原提呈的主要方式,也不涉及MHC分子的合成。
(3)外源性抗原交叉提呈的机制包括:
①某些外源性抗原从内体或吞噬溶酶体中溢出进入胞质或者直接穿越细胞膜进入胞质;
②溶酶体中形成的抗原肽通过胞吐作用被排出细胞外,然后与细胞膜表面的空载MHC I类分子结合而被提呈;
③细胞表面MHC I类分子被重新内吞进入内体,新合成的MHC I类分子也可进入内体,在内体中它们直接与外源性抗原肽结合形成复合物而被提呈。
(4)内源性抗原交叉提呈的机制包括:
①含有内源性抗原的细胞或凋亡小体被APC摄取,形成内体;
②内源性抗原肽被释放出细胞外,然后与细胞膜表面的空载MHCII类分子结合为复合物。
图11-3 外源性抗原通过MHC II类分子途径加工和提呈
(四)脂类抗原的CD1分子提呈途径
(1)脂类抗原(如分枝杆菌胞壁成分)不是多肽,不能结合MHC分子,不能被MHC限制性T细胞识别。
(2)脂类抗原可结合APC表面的CD1分子而被提呈。
(3)脂类抗原的提呈没有明显的抗原加工过程,而主要通过CD1分子在细胞表面-吞噬体或内体-细胞表面的再循环过程中结合胞外的脂类抗原或结合进入内体的自身脂类抗原,再被运至细胞膜表面参与抗原提呈。
医学免疫学 011 抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈