抗原提呈细胞(antigen-presenting cells,APC)
- 广义上,抗原提呈细胞是指在机体特异性免疫应答过程中,能摄取、加工、处理抗原,并将其信息提呈给T细胞的一类免疫细胞。
- 通常所说的APC即专职性APC,是指能组成性表达MHCⅡ类分子和协同刺激分子,具有较强抗原提呈能力的抗原提呈细胞,包括树突状细胞、单核-巨噬细胞和B细胞。
- 抗原提呈细胞包括专职APC,非专职APC,靶细胞 | 类 | 概述 | 例 | | —- | —- | —- | | 专职APC | | | | 非专职APC | 是在抗原刺激下,少量表达MHC II和协同刺激分子,具有较弱的抗原提呈能力的一类细胞 | 血管内皮细胞,上皮,间皮细胞 | | 靶细胞 | 提呈内源性抗原,交给MHC I分子 | |
专职性APC
- 树突状细胞(dendritic cell,DC)
- 形态:多伪足,呈树突状;
- 特点:抗原提呈功能最强且唯一能显著刺激初始T细胞增殖;
- 功能:提呈抗原、免疫调节、抗肿瘤等。
- 过程
- 未成熟DC具有强摄取、处理、加工抗原能力,弱提呈抗原到T细胞的能力(主要)
- 成熟DC具有弱摄取、处理、加工抗原能力,强提呈抗原到T细胞的能力
- 未成熟DC摄取抗原或受炎症因子影响后,向外周淋巴组织迁移,迁移过程中逐渐成熟,摄取抗原的分子减少,提呈抗原的分子增多
- 单核-吞噬细胞/单核-巨噬细胞
- 包括:单核细胞和巨噬细胞(Mφ);
- 功能:提呈抗原、吞噬和消化抗原等。
- B淋巴细胞
- 通过BCR摄取抗原(具有特异性)、表达 MHCⅡ类分子提呈抗原;
- 功能:提呈抗原、产生抗体介导体液免疫应答等。
抗原提呈(Antigen Presentation)
- 抗原提呈:指抗原提呈细胞将抗原加工成抗原肽,与MHCⅠ类/Ⅱ类分子结合为复合物,表达在细胞膜表面, 供T细胞识别的过程。
- 主要有以下4种途径:
- MHCⅠ类分子途径(内源性抗原提呈途径)
- 内源性抗原被靶细胞(合成内源性抗原的细胞)加工处理成抗原肽-MHCⅠ类分子复合物,提呈给CD8+T细胞识别。
- MHCⅡ类分子途径(外源性抗原提呈途径/溶酶体途径)
- 外源性抗原被专职APC( Mø、DC和B细胞)加工处理成抗原肽-MHCⅡ类分子复合物,提呈给CD4+T细胞识别。
- 非经典的抗原提呈途径
- CD1分子提呈途径(脂类抗原提呈途径)
- MHCⅠ类分子途径(内源性抗原提呈途径)
- 抗原的分类
- 内源性抗原 (endogenous antigens) :位于细胞内的蛋白质抗原,如:病毒蛋白、肿瘤抗原
- 外源性抗原 (exogenous antigens) :位于细胞外的蛋白质抗原,如:细胞外感染的微生物及其产物
- 参与抗原加工提呈过程的几种重要蛋白
- 低分子量多肽(蛋白酶体)
- 抗原加工相关转运体
- HLA-DM分子
- 抗原加工提呈相关基因
- 低分子量多肽基因(LMP-2 和 LMP-7)(Low Molecular-weight Polypeptide, LMP)
- 抗原加工相关转运体基因(TAP-1 和 TAP-2) (Transporter Associated with antigen Processing,TAP)
- HLA-DM基因(DMA 和 DMB )
- 低分子量多肽基因(Low Molecular-weight Polypeptide, LMP)
- 包括LMP-2 和 LMP-7两个基因座位
- 产物为LMP,是胞质溶胶中的蛋白酶体相关成分
- 产物也称为巨大多功能蛋白酶体,旧称蛋白酶体β亚单位(PSMB)
- 参与内源性抗原的酶解-内源性抗体经过泛素化后后被LMP蛋白水解(通常为8-11氨基酸)
- 抗原加工相关转运体基因(Transporter Associated with antigen Processing,TAP)
- 包括TAP-1 和 TAP-2
- 编码内质网膜上的TAP
- 参与内源性抗原的转运
MHC I类分子途径 (MHCⅠ Pathway)(内源性抗原提呈途径)
MHC II类分子途径(MHCⅡ Pathway)(外源性抗原提呈途径)
- MHC II分子前体的∂和ß链会和恒定链(li)组装(∂ßli)3 (异九聚体)
- CLIP是Ii(恒定链)水解剩余部位,由HLA-DM分子进一步取出,使得CLIP从HMC-II-抗原分子的肽结合槽中取出,从而移动到细胞表面,经CD4+分子识别
MHCⅠ类分子途径和MHCⅡ类分子途径比较
MHC I类分子途径 | MHC II类分子途径 | |
---|---|---|
抗原来源 | 内源性抗原 | 外源性抗原 |
抗原降解的胞内位置/降解酶体 | 胞质蛋白酶体 | 内体、溶酶体 |
提呈抗原多肽的MHC分子 | MHC I类分子 | MHC II类分子 |
MHC荷肽部位 | 内质网 | MHC II类分子腔室(M II C) |
伴随蛋白(伴侣分子) | TAP、钙联素 | Ii链、钙联素 |
处理和提呈抗原的细胞 | 有核细胞(靶细胞) | 专职性APC |
识别抗原的T细胞 | CD+8 T细胞(主要是CTL) | CD 4+ T细胞(主要是Th) |
抗原提呈主要在淋巴结等外周免疫器官
- 抗原提呈的两种方式
- 在局部摄取了抗原的APC可迁移至淋巴组织(主要是淋巴结)
- 抗原经淋巴液/血液转运至淋巴组织后被APC摄取,加工提呈给抗原特异性T细胞。
- 高内皮微静脉/毛细血管后微静脉 HEV
- 柱状上皮
- 非紧密连接
- 参与淋巴细胞再循环
- T细胞在皮质中穿过高内皮微静脉进入淋巴结
- 巨噬细胞和树突状细胞提呈抗原给T细胞
- DC上的CAM1会尝试与T细胞结合(不紧密),若抗原复合体-MHC II符合,则给予T细胞第一、第二信号促进分化
- 遇到特异性抗原的T细胞通过淋巴管离开淋巴结
- 接触特异性抗原的T细胞分化成为效应性细胞
非经典的抗原提呈方式(MHC分子对抗原的交叉提呈)
- 在某些情况下,在巨噬细胞和树突状细胞内,内源性抗原也可通过MHCⅡ分子递呈,外源性抗原可通过MHCI类分子递呈。
- 注意:提呈对象仍然未变,内源性抗原通过MHC II分子提呈给T细胞的CD4+,外源性抗原通过MHC I分子提呈给T细胞的CD8+
脂类抗原的CD1分子提呈途径
- 脂类抗原由CD1分子提呈