《APC及抗原递呈》课件

及抗原递呈APC抗原提呈细胞APC是人体免疫系统中起关键作用的一类特殊细胞APC能够捕获、吞噬和分解抗原蛋白,并把抗原肽片段呈递给T细胞,触发特异性免疫应答抗原递呈简介抗原识别抗原递呈指免疫细胞可以识别和结合抗原分子的过程抗原加工免疫细胞将抗原分子降解成小肽,并装载到MHC分子上抗原递呈携带抗原肽的MHC分子在细胞表面呈递给T细胞,激活免疫应答抗原递呈细胞类型树突状细胞巨噬细胞树突状细胞DC是最专业的抗原递呈细胞,能有效捕获、加工和递呈巨噬细胞也是重要的抗原递呈细胞,能吞噬和处理外源性抗原,并将抗原,从而启动特异性免疫应答抗原肽递呈给T细胞B细胞其他APCB细胞具有抗原受体,可通过抗原受体识别抗原、内化并加工,将抗原一些其他细胞,如肝细胞、内皮细胞等,在某些特殊情况下也可以发肽递呈给T细胞挥抗原递呈功能树突状细胞DC树突状细胞是一类专业的抗原递呈细胞,在免疫系统中扮演着关键角色它们能够有效捕获并呈递抗原,激活并调节T细胞和B细胞的免疫反应树突状细胞广泛分布在人体各组织器官,是连接自然免疫和适应性免疫的重要细胞类型树突状细胞的亚群及其功DC能浊斑髓样DC DC12主要位于皮肤和粘膜表面,是广泛分布于淋巴组织,负责加第一道免疫防线,在感染、损工和递呈抗原,强力激活T细伤等情况下迅速反应胞免疫应答质样调节性DC DC34在感染初期大量产生干扰素,能抑制自身免疫反应和炎症,发挥抗病毒作用,并能通过递维持免疫耐受,对于防止自身呈抗原激活T细胞免疫疾病很重要的成熟与活化DC接触抗原1树突状细胞DC接触抗原后开始进行成熟表面分子的变化2成熟的DC会上调MHC分子和共刺激分子的表达功能的改变3成熟的DC增强了抗原递呈和T细胞激活的能力迁移到淋巴结4成熟的DC会迁移到淋巴结,在那里与T细胞接触树突状细胞DC是最强大的抗原递呈细胞APC当DC接触到抗原后,它们会经历一个从不成熟到高度成熟的过程这个过程包括表面分子的变化、功能的改变以及迁移到淋巴结等步骤成熟的DC能更有效地将抗原递呈给T细胞,从而启动机体的免疫应答分子概况MHC什么是分子分子的作用分子的特点MHCMHC MHC主要组织相容性复合体MHC是一组在MHC分子是免疫系统识别自我和非MHC分子具有高度多态性和种间保守性细胞表面表达的糖蛋白,负责将自身或自我的关键,在抗原递呈、T细胞活化,这些特性确保了对多种病原体的广泛外源性抗原肽呈递给T细胞及免疫应答中发挥核心作用识别分子结构及分类MHC主要组织相容性复合体MHC分子由重链和轻链两部分组成,呈现出高度多态性按照重链的结构和功能,MHC分子可分为三类:I类、II类和III类I类和II类MHC分子都能够结合并递呈抗原肽,参与免疫应答分子的细胞表达MHC广泛表达细胞膜表达分类表达MHC分子广泛存在于人体的各种细胞表MHC分子通常位于细胞膜表面,以利于抗MHC分子主要分为MHC-I和MHC-II两大类面,尤其是淋巴细胞、树突状细胞和巨噬原肽的结合和递呈这种膜表达方式使,它们在不同类型的细胞上有不同的表达细胞等抗原递呈细胞它们扮演着关键MHC分子能有效地与T细胞受体发生识别模式,以满足免疫系统的多样化需求角色,参与免疫应答的启动与调节和结合分子结合抗原肽MHC抗原肽的结合位点1MHC分子在其疏水性的肽结合槽中结合特定长度的抗原肽每种MHC分子都有其自身独特的结合位点偏好结合位点的变化2MHC分子的结合位点可因特定氨基酸序列而发生变化,从而影响可结合的抗原肽种类结合性及亲和力3抗原肽与MHC分子的结合性和亲和力决定了能否有效刺激T细胞免疫应答锚定位点及抗原肽长度锚定位点的重要性最适肽长度MHC分子表面上存在特定的疏通常情况下,结合MHC I分子的水性口袋,能够容纳抗原肽的特肽长为8-10个氨基酸,结合MHC定氨基酸残基,这些区域称为II分子的肽长为13-17个氨基酸锚定位点这些位点的特性决这些长度可以使肽段完全容定了MHC分子能够结合哪些肽纳在MHC分子的抗原结合槽内段灵活的肽段长度部分肽段虽然超出了最适长度,但也可以通过弯曲或伸展的方式适配于MHC分子的结合槽,从而被有效装载和递呈上抗原肽的装载MHC抗原肽结合1抗原肽被运输到ER腔内,与MHC分子结合装载装置2TAP等传输体将抗原肽运输至ER,装载进MHC编码及折叠3MHC基因编码,并在ER内正确折叠MHC分子在内质网内完成装载抗原肽的过程首先,抗原肽通过TAP等运输体运输至内质网腔内,与MHC分子结合MHC分子在此过程中进行正确的编码和折叠,最终形成稳定的MHC-抗原肽复合物外源性抗原递呈通路抗原摄取抗原递呈细胞APC通过吞噬作用或受体介导的方式摄取外源性抗原抗原加工抗原被分解成短肽,并与MHC类II分子结合MHC-II-抗原肽复合物表达MHC-II-抗原肽复合物转运到细胞表面,供CD4+T细胞识别T细胞激活CD4+T细胞识别MHC-II-抗原肽复合物,在共刺激信号的作用下被激活内源性抗原递呈通路细胞内抗原处理1细胞内病原体或自身蛋白质被分解成肽段分子装载MHC-I2肽段被装载到MHC-I分子上运输到细胞表面细胞表面展示3展示MHC-I-抗原肽复合物供CD8+T细胞识别内源性抗原递呈是指细胞内源性抗原被加工处理,经由MHC-I分子递呈呈现于细胞表面,供CD8+细胞识别的一种抗原递呈过程这种通路主要针对细胞内部产生的抗原,如病毒感染或肿瘤细胞产生的自身抗原交叉递呈通路外源性抗原1细胞外入侵的病原体或肿瘤细胞抗原DC捕获外源性抗原2树突状细胞通过吞噬作用捕获外源性抗原分子抗原进入MHC-I途径3捕获的外源性抗原进入细胞内MHC-I递呈通路CD8+T细胞识别4树突状细胞在表面表达MHC-I-抗原肽复合物,被CD8+T细胞识别交叉递呈通路是树突状细胞特有的一种抗原递呈机制它允许树突状细胞将外源性抗原进入MHC-I递呈通路,最终被CD8+T细胞识别和激活,这对于产生细胞毒性T细胞免疫应答很重要细胞受体与分子结合T MHCT细胞受体MHC分子细胞间接触T细胞表面的T细胞受体TCR可以识别MHC分子的两个亚基以及其展示的抗原T细胞受体与MHC-抗原肽复合物的结合MHC分子上展示的抗原肽这种特异性肽共同形成了T细胞识别的抗原复合物需要T细胞与APC细胞之间的密切接触识别是T细胞免疫反应的基础这种接触触发了T细胞的激活信号细胞活化的共刺激信号T信号1肽抗原+MHC信号2共刺激分子共刺激路径负调节机制T细胞受体识别来自抗原递T细胞上的共刺激受体如共刺激信号通过激活多种信为避免过度激活,免疫系统呈细胞APC表面的肽-MHC CD28与APC上的配体如B7号通路如PI3K/AKT、还有CTLA-

4、PD-1等负调复合物,这是T细胞活化的第分子结合,提供共刺激信号,RAS/MAPK等促进T细胞增节共刺激信号的机制一个信号增强T细胞活化殖、分化和存活细胞分化与功能TT细胞分化T细胞在胸腺中经历多个分化阶段,最终发展成为不同功能的效应T细胞T细胞活化T细胞需要通过抗原刺激和共刺激信号才能全面激活,进而发挥自身功能T细胞功能效应T细胞可以直接杀伤靶细胞或者协调其他免疫细胞的免疫反应细胞抗原递呈BB细胞表面受体B细胞吞噬抗原B细胞通过表面的B细胞受体BCR来识别和结合抗原分子B细胞会吞噬和降解抗原分子,并将抗原肽段结合到自身的MHC-II分子上B细胞抗原递呈B细胞活化及分化B细胞将抗原肽段递呈给辅助T细胞,激活T细胞的免疫反应与T细胞的共刺激信号后,B细胞会发生活化和分化,产生特异性抗体细胞活化与分化BB细胞识别抗原1B细胞通过表面的B细胞受体BCR识别特异性抗原,触发其活化过程B细胞共刺激信号2B细胞还需要辅助性T细胞提供共刺激信号,才能全面激活并分化浆细胞分化3经过活化和分化,B细胞可以分化为大量分泌特异性抗体的浆细胞浆细胞分化与抗体产生抗原识别B细胞受体识别特异的抗原，激活B细胞进入分裂增殖辅助T细胞活化辅助T细胞提供共刺激信号，激发B细胞快速分化成浆细胞浆细胞形成B细胞高度分化为浆细胞，失去表达B细胞受体而专注于大量分泌抗体抗体分泌浆细胞高度表达免疫球蛋白基因，大量分泌特异性抗体记忆细胞的形成B初次接触抗原1B细胞初次接触到特定抗原会发生激活和分化,形成抗体分泌的效应B细胞和记忆B细胞记忆细胞储备B2记忆B细胞会在体内储备下来,当再次遇到该抗原时可快速应答和产生大量抗体二次免疫应答3当机体再次暴露于相同抗原时,记忆B细胞可迅速分化和增殖,产生更强更快的抗体反应主要组织相容性复合体MHC的定义在人体中的重要性MHC MHC主要组织相容性复合体Major HistocompatibilityComplex,MHC分子能够识别和结合外来抗原肽,呈递给T细胞,激活机体MHC是人体免疫系统中一组重要的基因复合体,在抗原递呈、免疫应答,保护机体免受病原体侵害免疫识别及自身免疫反应中发挥关键作用分子的多态性及其意义MHC基因多态性识别多种抗原MHC基因高度多态性,拥有成百这种多态性使MHC分子能识别上千种不同的等位基因形式,可广泛的外来抗原,提高机体对病以编码出不同的MHC分子原体的识别和应答能力个体差异不同个体MHC基因型的差异,是人类个体免疫应答能力和疾病易感性存在差异的基础与疾病的关系MHC自身免疫性疾病某些MHC基因型与类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病有关感染性疾病某些MHC基因型会影响对艾滋病、乙肝等病原体感染的易感性肿瘤MHC基因型的多态性也与某些恶性肿瘤的发生有一定关联与免疫应答的关系MHC分子结构与细胞的互作调控免疫反应MHC MHCT MHCMHC分子由重链和轻链组成,其中重链含T细胞受体可以特异性识别和结合MHC分MHC分子在抗原递呈、T细胞活化和免疫有可变区和常数区,负责与T细胞受体和抗子上呈递的抗原肽,从而激活T细胞,引发耐受等免疫过程中起到关键作用,是维持原肽结合轻链则负责稳定整个分子结特异性的免疫应答机体免疫平衡的重要因素构与免疫耐受的关系APC抗原递呈细胞维持免疫耐受抑制性信号调节免疫耐受12未成熟的APC如未活化的树突状细胞可诱导T细胞无应答状APC上的抑制性分子如CTLA-4可抑制T细胞的活化,促进免疫态,从而维持机体的免疫耐受耐受的建立调节性T细胞诱导免疫耐受微环境调节免疫耐受34APC可诱导调节性T细胞的分化和增殖,通过溶解性因子或细APC分泌的抑制性细胞因子如IL-10和TGF-β可抑制炎症反应,胞接触方式维持免疫耐受增强免疫耐受与免疫调节的关系APC抗原递呈细胞APC在免疫调节中的关键作用APC通过共刺激信号调控T细胞活化12APC可以激活T细胞,诱导其分化为不同亚群,从而发挥对免疫APC表达的共刺激分子可以为T细胞提供第二信号,促进T细胞应答的调节作用的完全活化和分化APC在免疫耐受中的调节功能APC在慢性感染和肿瘤免疫中的作用34APC还可以诱导调节性T细胞的产生,帮助维持免疫耐受,避免APC通过多种机制参与调节T细胞功能,在慢性感染和肿瘤免自身免疫疾病的发生疫中发挥重要作用总结与展望总结展望APC与抗原递呈是机体获得免未来可进一步深入研究APC与疫应答的关键过程了解其各免疫耐受和免疫调节的关系,探细胞类型、分子机制和相关通索如何利用APC调控免疫功能,路,对疾病诊治和免疫治疗具有为免疫治疗开辟新的方向重要意义应用前景APC及抗原递呈机制的深入理解,有助于开发新型疫苗、免疫治疗等创新技术,造福人类健康。