免疫學第十章抗原遞呈細胞及抗原第一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五授課時間：

兩個學時目的與要求：

1．掌握抗原提呈細胞概念、種類（巨噬細胞，樹突狀細胞，Ｂ細胞及靶細胞）和特點。2．掌握MHCI和MHCII類抗原提呈途徑和過程。重點：1.基本概念2.樹突狀細胞3.胞質溶膠（MHC-I類分子途徑）4.溶酶體途徑（MHC-II類分子途徑）難點：1.胞質溶膠（MHC-I類分子途徑）2.溶酶體途徑（MHC-II類分子途徑）

第二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五

一、基本概念

1．抗原遞呈細胞(antigenpresentingcell,APC)能攝取、加工處理抗原，并將抗原遞呈給T淋巴細胞的一類免疫細胞，在機體免疫應答中發揮重要作用，也稱輔佐細胞（accessorycell，亦成稱A細胞）。２．專職APC(professionalAPC)能組成性表達MHC-II類分子和T細胞活化的共刺激分子，抗原遞呈能力強，包括巨噬細胞(Mφ)、樹突狀細胞(dendriticcell,DC)和B細胞等。

第三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五３．非專職性APC(non-professionalAPC)誘導性表達MHC-II類分子，抗原遞呈能力弱，包括內皮細胞、成纖維細胞、上皮細胞等。４．抗原遞呈（antigenpresentation）抗原遞呈細胞將抗原加工處理、降解為抗原肽片段并與胞內MHC分子結合，以抗原肽/MHC分子復合物的形式遞呈給T細胞識別的過程。

第四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五二、抗原遞呈細胞（一）樹突狀細胞(dendenticcell,DC)１．來源、分化及種類（１）來源：主要由骨髓中干細胞分化而來，其中大部分由髓系干細胞分化而來的DC，稱為髓樣DC（MDC）；部分由淋巴樣干細胞分化而來的DC，稱為淋巴樣DC（LDC）

第五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（２）分化*組織中未成熟DC的特征：具有強吞噬和吞飲作用，處理抗原能力強，低水平表達的MHC分子，缺乏共刺激分子，遞呈抗原能力弱。*淋巴組織中成熟DC的特征：不再有吞噬能力，表達共刺激分子(B7-1,B7-2)，高表達MHC和黏附分子，抗原遞呈能力強。

第六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（３）分類*朗格漢斯細胞（Langerhanscell，LC）:分布于表皮和上皮DC。*間質性DC（interstitialDC）:分布于心肺腎肝胃間質。*外周血DC（peripheralbloodDC）：分布于血漿中。*隱弊細胞（veiledcell）：分布于輸入淋巴管和淋巴液。*并指狀DC（interdigitatingDC，IDC）：分布于外周淋巴組織胸腺依賴區。*胸腺DC（thymicDC，TDC）：分布于胸腺髓質。*濾泡DC（follicularDC，FDC)：分布于淋巴濾泡。

第七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五２．生物學功能（１）抗原遞呈功能：主要以吞飲和受體（FcR、C3bR和甘露糖受體等）介導的胞吞作用攝取抗原，其吞噬作用較弱。此外，FDC通過FcR和C3bR捕獲并滯留抗原于細胞表面。（２）免疫調節*激活初始T細胞，啟動免疫應答*分泌細胞因子，調節免疫細胞分化發育*分泌趨化性細胞因子，趨化T/B細胞*利用未成熟DC誘導免疫耐受

第八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（二）單核－吞噬細胞系統生物學特征(mononuclearphagocytesystem,MPS)１．來源及組織分布：骨髓造血干細胞髓樣干細胞單核母細胞前單核細胞單核細胞組織中的各種巨噬細胞

第九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五肺吞噬細胞吞噬大腸桿菌第十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五２．生物學特征（１）表面標志MHC-I/II類抗原、粘附分子（LFA-1,ICAM-1）、共刺激分子(B7,CD40)、FcR、補體受體(CR1、CR3、CR4等)、LPS受體(CD14)和CKR等。（２）分泌功能：*產生溶酶體酶、髓過氧化物酶、活性氧等*分泌細胞因子、補體、凝血因子等*產生前列腺素、白三烯、ACTH、內啡肽

第十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五３．MPS的主要生物學功能吞噬消化作用：吞噬、胞飲和受體介導（FcR、C3bR、PRR和TLR等）的胞吞作用捕獲病原體，通過氧依賴和非依賴機制殺傷、消化病原體；（２）抗腫瘤作用：通過直接殺傷作用、ADCC作用和激發抗瘤免疫；（３）參與免疫應答：*加工和遞呈抗原，提供第二活化信號；*參與Th1細胞介導的細胞免疫的效應階段。

第十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（４）參與免疫調節:*產生IL-1/12，TNF-a等細胞因子促進免疫應答*產生前列腺素、TGF-等細胞因子抑制免疫應答（５）介導炎癥反應:*吞噬殺傷病原體的同時，產生溶酶體損傷周圍組織。分泌各種炎癥介質第十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五４．B淋巴細胞B細胞是再次免疫應答過程中的最重要的APC，主要通過BCR途徑和非特異性胞飲攝取抗原。第十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五二、抗原提呈（一）概念１．抗原處理（antigenprocessing）指APC細胞將胞漿內自身產生或攝入胞內的抗原消化降解成一定大小的抗原肽片段，以適合與胞內MHC分子結合的過程。２．外源性抗原(exogenousantigen)：來源于APC外的抗原，通過溶酶體途徑由MHCII類分子遞呈給CD4T細胞。３．內源性抗原(endogenousantigen)：細胞內合成的抗原，通過胞質溶膠途徑由MHCI類分子遞呈給CD8T細胞。

第十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（二）胞質溶膠（MHC-I類分子途徑）內源性抗原被胞質溶膠中蛋白酶體降解為小分子抗原肽后，與MHC-I類分子結合，形成抗原肽/MHC-I類分子復合物，供CD8+T細胞識別的過程。如病毒抗原、腫瘤抗原，組織抗原等主要經此途徑遞呈。其具體過程如下：

第十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五1.內源性抗原的加工蛋白酶體：一種存在于大多數細胞內的大分子多重蛋白酶復合體蛋白酶體將胞內蛋白質降解，在LMP2和LMP7的作用下產生6-10個氨基酸殘基的肽。第十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五在蛋白酶體中的降解蛋白酶體包括MECL-1,LMP2,LMP7等第十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五酵母20s蛋白酶體的晶體結構ViewEndon第十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五2.內源性抗原肽的轉運由TAP選擇性的將8-15個氨基酸殘基的肽轉運到內質網。TAP分子位于內質網膜上，其跨膜段在內質網膜上環繞形成跨膜孔道。第二十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五內質網CYTOSOL抗原肽需要轉運給新合成的MHCI分子新合成的MHCI分子在裝配到MHCI分子前抗原肽必須穿過內質網膜第二十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五ERmembraneLumenofERCytosolTAP1、2參與了抗原肽的轉運TAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2Peptide內質網膜內質網基質胞質TAP-1TAP-2肽段ATP結合結構域(ABC)來自蛋白酶體的肽段第二十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五3.MHCⅠ類分子荷肽在內質網中進行在鈣聯蛋白、鈣網蛋白的協助下折疊形成α/β2m二聚體，通過TAP1相關蛋白的作用結合于內質網孔道的內側口，并與內源性抗原肽結合。第二十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五2-M鏈與鏈結合，鈣聯蛋白脫離TAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2PeptideTAP-1TAP-2Peptide鈣網蛋白,TAP1&2與MHC形成復合體胞質中的抗原肽被裝入MHC分子MHCI分子的成熟與荷肽鈣聯蛋白與I類分子鏈結合第二十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五4.內源性抗原肽的遞呈結合了肽的I類分子在高爾基體中與TAP1相關蛋白解離，通過外吐空泡運送到細胞表面，供CD8+T細胞識別。第二十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五FateofMHCclassISenttolysosomesfordegradation第二十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五內源性抗原（如病毒抗原、腫瘤抗原）胞質↓被蛋白酶體酶解抗原肽（含8-13個AA）↓經TAP轉運至內質網形成抗原肽/MHC-I類分子復合物↓轉運至APC表面遞呈給CD8+T細胞識別

第二十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五（三）溶酶體途徑（MHC-II類分子途徑）外源性抗原被APC攝取、加工、處理為抗原肽，與MHC-II類分子形成抗原肽/MHC-II類分子復合物，表達于APC表面，供CD4+T細胞識別的過程，稱為溶酶體途徑。其具體過程如下：

第二十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五MHCⅡ類途徑。分為抗原的攝取、加工、MHCⅡ類分子的合成與轉運、MHCⅡ類分子荷肽、遞呈幾個階段。第二十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五1.外源性抗原的攝取通過胞吞作用，外源性抗原由細胞外進入細胞內，形成內體。內體：胞吞的抗原被質膜包圍形成的空泡，是外源性抗原加工的場所。內體成熟后與溶酶體融合。第三十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五YYPinocytosisPhagocytosis膜Ig受體介導攝取Y外源抗原的攝取Complementreceptormediatedphagocytosis補體受體介導的吞噬作用YFcreceptormediatedphagocytosisFc受體介導的吞噬作用攝取作用介導外源抗源進入細胞內形成內體，以便加工吞噬作用胞飲作用第三十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五1005075250%ofmax.Tcellresponse10-110-210-3Antigengml-1Receptor-mediatedantigenuptakeNon-receptor-mediateduptakeReceptor-mediateduptakeenhancestheefficiencyoftheTcellresponse第三十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五2.外源性抗原的加工外源性抗原在內體的酸性環境和蛋白酶的作用下被降解成適于與MHCⅡ類分子結合的肽。第三十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五Proteasesproduce~24aminoacidlongpeptidesfromantigensDrugsthatraisethepHofendosomesinhibitantigenprocessingEndosomesExogenouspathwayIncreaseinacidityCellsurfaceTolysosomesUptakeProteinantigensInendosomeCathepsinB,DandLproteasesareactivatedbythedecreaseinpH組織蛋白酶第三十四頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五ActivationofCathepsinBatlowpHAthigherpHcathepsinBexistsinapro-enzymeformAcidificationoftheendosomealterstheconformationoftheproenzymetoallowcleavageofthepro-regionLossofthepro-regionexposesthecatalyticsiteoftheproteaseHence:drugsthatalteracidificationoftheendosomesdisturbexogenousantigenprocessing第三十五頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五3.MHCⅡ類分子的生物合成和轉運在粗面內質網合成，α/β二聚體與Ii鏈結合。Ii鏈：Ia-associatedinvariantchain,Ii鏈CLIP：Ii鏈中81-104位氨基酸殘基的特殊肽段結構，能與所有MHCⅡ類分子的抗原結合槽以不同親和力結合，稱為Ⅱ類分子結合的不變肽鏈（classIIassociatedinvariantpeptide,CLIP)第三十六頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五Ii鏈的作用：幫助II類分子折疊和裝配阻止II類分子與ER中新合成的肽或內源性抗原肽結合引導II類分子進入內體第三十七頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五Needtopreventnewlysynthesised,unfoldedselfproteinsfrombindingtoimmatureMHCInvariantchainstabilisesMHCclassIIbynon-covalentlybindingtotheimmatureMHCclassIImoleculeandforminganonomericcomplexIntheendoplasmicreticulum-內質網MHCclassIImaturationandinvariantchain成熟與不變鏈第三十八頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五InvariantchainstructureThreeextendedpeptideseachbindintothegroovesofthreeMHCclassIImoleculestoformthenonomericcomplex第三十九頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五ApeptideoftheinvariantchainblockstheMHCmoleculebindingsite.ThispeptideiscalledtheCLassIIassociatedInvariantchainPeptide(CLIP)InvariantchainCLIPpeptide

andbchainsofMHCclassIImoleculesCLIP第四十頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五4.MHCⅡ類分子荷肽荷肽：MHC分子與抗原肽結合的過程，在MⅡC和CⅡV中進行。是富含外源性抗原肽和HLA-DM分子的內體。

第四十一頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五MHCⅡ類分子荷肽過程：（1）蛋白水解酶降解Ii鏈，CLIP與II類分子結合。（2）HLA-DM分子與HLAII-CLIP復合物結合。（3）CLIP脫離抗原結合槽，抗原結合槽處于開放狀態。（4）具有合適錨定基的高親和力外源性抗原肽進入抗原結合槽，HLA-DM解離。第四十二頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五EndosomesCellsurfaceUptakeClassIIassociatedinvariantchainpeptide(CLIP)(inv)3complexesdirectedtowardsendosomesbyinvariantchainCathepsinLdegradesInvariantchainCLIPblocksgrooveinMHCmoleculeMHCClassIIcontainingvesiclesfusewithantigencontainingvesicles第四十三頁，共四十八頁，編輯于2023年，星期五RemovalofCLIP?Howcanthepeptidestablybindtoafloppybindingsite?Competitionbetweenlarg