抗原提呈细胞及固有免疫应答.ppt

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1、抗原提呈细胞、抗原加工提呈 & 固有免疫应答,代剑平 汕头大学医学院微免教研室,2,第一部分 抗原提呈细胞 Antigen-presenting cells, APCs,3,抗原提呈细胞（APC）是T细胞活化所必须的。,4,定 义,抗原提呈细胞（APC）：是能够捕获抗原、加工处理抗原、将抗原肽提呈给T细胞识别，并提供T细胞活化信号（第一信号和第二信号）的细胞群体。,提呈,APCs 的2大功能: 1. 加工处理抗原，并将抗原肽-MHC（pMHC）分子复合物提呈给T细胞； 2. 为T细胞活化提供共刺激信号（costimulators），即T细胞活化第二信号。,5,专职的抗原提呈细胞 （Profe

2、ssional APCs） 组成型表达 MHC II 类分子，共刺激分子和粘附分子 非专职的抗原提呈细胞 （Non-professional APCs） 被诱导表达MHC II 类分子或共刺激分子,抗原提呈细胞（APCs）的类型,靶细胞 Target cells (eg: 病毒感染的细胞/肿瘤细胞) 特殊的非专职性APC 表达 MHC I 类分子, 提呈给CD8+ T 细胞,6,专职的APCs,树突状细胞 Dendritic cells（DC） 巨噬细胞 Macrophages（M） B 淋巴细胞 (B cells),10,2) DC发育,DCs 都是骨髓来源的 髓样DC：常指的DC, 表达T

3、LR2/4/5, 分泌IL-2/12, 诱导Th0-Th1，细胞免疫. 淋巴样 DC（浆细胞样DC） 表达TLR7/8/9, 病毒刺激下，释放IFN/, 抗病毒； IL-3/CD40L联合刺激下，分泌IL-4/5，诱导Th0-Th2，体液免疫.,11,12,DCs的4个阶段,14,根据组织分布的分类:,淋巴结/滤泡/生发中心,淋巴结/副皮质区/胸腺依赖区,淋巴结/浅皮质区/非胸腺依赖区,淋巴结,胸腺,15,3) DC细胞的功能,免疫激活: 并指状DC活化T细胞: 高表达pMHC I/II, CD8+/CD4+ T, 1st 信号; 高表达CD80/86,CD40, 2nd信号, T nave

4、细胞 滤泡样DC活化B细胞：高表达FcR和CR, 滞留/浓缩Ag-Ab/C数年, 体液免疫,免疫记忆 免疫耐受: 阴性选择 ：单阳性T细胞与胸腺 DC上的自身抗原肽-MHC I/II作用，删除高 亲和力T细胞，获得中枢免疫耐受。 非成熟DC诱导T细胞无能： Langerhans cells表达 MHC I/II，不/ 幻灯片 14 低表达共刺激分子, 只有1st 信号无2nd信号. 免疫调节: 分泌细胞因子和趋化因子，如IL-12,16,17,2 滤泡样 DC(FDC)活化B细胞,FDC高水平表达Fc受体和补体受体(CR3)，通过抗原抗体复合物或抗原补体复合物摄取抗原，并固定在细胞的表面，并不

5、内吞，从而在淋巴滤泡中持续活化B细胞, 参与体液免疫和维持免疫记忆。,皮质,淋巴小结,滤泡,Fc结合位点,18,3 阴性选择:（T细胞在胸腺中的发育）,发生地点： 胸腺皮髓交界处 机制： DC表面MHC分子高水平提呈自身抗原，能与之高亲和力结合的自身反应性T细胞被诱导凋亡。 意义：自身耐受,19,4 非成熟DC诱导T细胞失能,Immature DCs or resting B cells,Immature DCs or resting B cells,B细胞也是抗原提呈细胞, 静息状态的B细胞亦可诱导T细胞失能.,非成熟DC， 如LC，表达 MHC I/II，不/低表达共刺激分子, 只有1st

6、 信号，无2nd信号.,20,5 免疫调节：,APC，DC和M,APC，DC和M,2 巨噬细胞 Macrophages (Mf),血液中- 单核细胞（M0） 组织中- 巨噬细胞（M）,单核吞噬细胞系统 Mononuclear phagocyte system, MPS,不同组织中不同的名称: 单核细胞 Monocyte ( 血液 blood ) 枯否细胞 Kupffer cells ( 肝脏 liver ) 小胶质细胞 Microglia ( 脑 brain ) 肺泡巨噬细胞 Alveolar macrophages ( 肺 lung ) 系膜细胞 Mesangial cell (肾脏 kid

7、ney) 破骨细胞 Osteoclast (骨 bone),22,Maturation of mononuclear phagocytes,单核细胞的分化成熟,成单核细胞 原单核细胞,单核细胞,23,巨噬细胞比单核细胞大5-10倍，细胞中含有更多的细胞器，如溶酶体.,表面标志 见后,3. B cells,B细胞可通过BCR与抗原结合, 然后吞入胞内, 加工成抗原肽. B细胞可组成性表达MHC II类分子， 活化后才可以表达B7 等共刺激分子。,CD80/86,双向性,+CD81, 共受体,丝裂原受体,参看ppt 11,25,26,第二部分 抗原的处理与提呈 ANTIGEN PROCESSING

8、 AND PRESENTATION,27,外源性与内源性抗原,外源性抗原 (Exogenous antigens) 抗原来自细胞外 (e.g., 细菌蛋白) 内源性抗原 (Endogenous antigens) 抗原在细胞内合成 (e.g., 细胞内寄生的细菌或病毒的蛋白、肿瘤蛋白、异常的细胞蛋白等).,28,抗原处理和提呈的2条通路,抗原产生,抗原处理,MHC 合成,抗原肽-MHC 结合,抗原提呈,Antigen presentation,MHC II 途径,蛋白酶体,恒定链,溶酶体,外源性抗原,内源性抗原,29,MHC I类分子途径提呈内源性抗原 Processing and prese

9、ntation of endogenous antigen by Class I MHC pathway,30,1 内源性抗原在胞浆中产生,抗原产生,31,蛋白酶体,2 内源性抗原在蛋白酶体中被降解成抗原肽,功能- 将胞浆内抗原降解成 小分子抗原肽 (8-13氨基酸).,抗原处理及转运,32,抗原处理相关转运体（TAP）: 结构- TAP-1 和 TAP-2组成的异源二聚体, ATP. 功能- 将抗原肽 (8-12个氨基酸)转运至内质网,3 抗原肽经TAP转运至内质网,33,MHC I 类分子合成,MHC I 类分子链和2-微球蛋白在内质网内合成。, MHC I 分子合成,34,4 内源性抗原

10、肽与MHC I类分子在内质网内结合, 抗原肽-MHC 结合,35, 抗原提呈,5 抗原肽-MHC I类分子复合物表达在细胞膜表面，由CD8+ T细胞识别,36,MHC II类分子通路提呈外源性抗原 Processing and presentation of exogenous antigen by Class II MHC pathway,37,抗原摄取 Antigen uptake,1 摄取外源性抗原,38,内体（吞噬）溶酶体 phagolysosome: 含有蛋白酶. 功能-将蛋白质抗原降解成抗原肽 (10-30 氨基酸),2 抗原被降解成抗原肽, 抗原处理 Antigen proces

11、sing,39,3 MHC II类分子在内质网中合成，并转运至高尔基体，高尔基体与内体溶酶体融合成为MIIC,Ii 链: Ia 相关恒定链 功能: 促进MHC II a 链折叠和二聚体的形成 阻止MHC II类分子与其它内源性抗原肽在内质网中结合 促进新合成的MHC II类分子转运高尔基体以及 MIICs MHC II类分子腔室 (MII C)：, MHC II 分子合成,40,4 抗原肽和MHC II 类分子结合, 抗原肽-MHC分子结合,HLA-DM: 促进CLIP解离和外源性抗原肽进入抗原槽中.,41,5 抗原肽-MHC II类分子复合物表达在细胞表面，供CD4+Th细胞识别。,抗原提呈

12、 (Antigen presentation),42,2条抗原提呈途径比较,内源性抗原 外源性抗原,蛋白酶体 溶酶体（酶）,内质网 MIIC,CD8+ T cell (Tc) CD4+ T cells (Th),所有有核细胞 专职的APC,MHC II类分子腔室,43,非经典的抗原提呈途径,外源性抗原, 被MHC I 类分子提呈给CD8+ T 细胞.,2. 脂类抗原由 CD1分子提呈,CD1： 类似的MHC I类分子,1. MHC分子对抗原的交叉提呈,44,第三部分:固有免疫系统及其应答,45,固有免疫（innate immunity）: 也称非特异性免疫（non-specific immun

13、ity）, 是生物在长期种系进化过程中形成的一系列防御机制。 该系统与生俱来，发生非特异性抗感染效应，并清除体内损伤、衰老或畸变的细胞，及参与适应性免疫应答。 固有免疫系统 （innate immune system） 屏障组织 固有免疫细胞 固有免疫分子组成。,46,第一节 组织屏障及其作用 （一）皮肤粘膜及附属成分的屏障作用 物理屏障: 致密上皮组织，纤毛，粘液。 化学屏障：皮肤、粘膜及腺体分泌溶菌酶、杀菌肽。 微生物屏障：皮肤和粘膜表面的正常菌群。,（二）体内屏障 血-脑屏障：由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁和包在壁外的星形胶 质细胞形成。阻挡微生物和大分子物质进入脑。婴幼儿 血-胎屏障 ：

14、由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细 胞组成。防止母体病原生物进入胎儿。妊娠早期（ 3月）,47,第二节 固有免疫细胞 吞噬细胞（中性/单核）： 树突状细胞： NK细胞： NKT细胞： T细胞： B1细胞： 肥大细胞、嗜酸/嗜碱性粒细胞,48,一 吞噬细胞 （一）中性粒细胞-小吞噬细胞 初级颗粒（溶酶体颗粒）：髓过氧化物酶、酸性磷酸酶、溶菌酶 次级颗粒：碱性磷酸酶、溶菌酶、防御素等。 具有强趋化作用和吞噬功能；表面有IgG Fc受体和补体C3b受体，调理作用。 IL-1/TNFa, IL-8/-17，呼吸爆发, 侵润，中性粒细胞池“trap” （二）单核巨噬细胞-大吞噬细胞 包括单核细

15、胞和巨噬细胞； 溶酶体颗粒： 单核/巨噬细胞可做变形运动，对玻璃和塑料表面有很强粘附能力。,49,（1）模式识别受体（pattern-recognition receptors, PRR）：指Mo/M、DC等，胞膜或胞内膜上识别病原体某些共有特定分子的受体。 1）甘露糖受体（mannose receptors, MR）：甘露糖和岩藻糖。 2）清道夫受体（scavenger receptors, SR）：乙酰化低密度脂蛋白、脂多糖、磷壁酸、磷脂酰丝氨酸（凋亡细胞） 3）Toll样受体（Toll like receptors, TLR）：人TLR1-11, TLR1、2、4、5、6位于胞膜, TL

16、R3、7、8、9位于胞内膜。,（*）病原相关模式分子（pathogen associated molecular patterns, PAMP） : 即PRR识别结合的配体，是病原体及其产物所共有的、高度保守的特定分子。 如G-菌的脂多糖、G+菌的肽聚糖和脂磷壁酸，细菌和真菌的甘露糖等。 外源性危险因子： 内源性危险因子（损伤相关模式分子，damage associated molecular patterns, DAMP）：体内损伤后产生的物质。,中医 温病学：外感发热、内伤发热（清代）,1.巨噬细胞表面受体及其识别的配体,50,（2）调理性受体： 1) IgG Fc受体 (FcR) : I

17、gG抗体Fab段与病原结合，Fc段与巨噬细胞表面IgG Fc受体结合，促进吞噬。 2) 补体受体(C3bR /C4bR) : C3b、C4b与病原结合，再与巨噬细胞表面C3bR /C4bR结合，促进吞噬。 （3）细胞因子受体： 单核细胞趋化蛋白-1受体（MCP-1R）： 巨噬细胞炎症蛋白-1/受体（MIP-1/R ）： IFN-受体、M-CSF受体、GM-CSF受体,51,2.巨噬细胞的主要生物学功能 （1）清除杀伤病原体： 1）氧依赖性途径： ROI与RNI作用系统。 反应性氧中间产物（ROI）：呼吸爆发，氧自由基 (O2-，OH-，H2O2，1O2) 反应性氮中间产物（RNI）：iNOS,

18、 NO 2）氧非依赖性途径：酸性环境、溶菌酶和防御素。 3）消化和清除：吞噬溶酶体，胞吐，递呈。 （2）参与和促进炎症反应：MIP-1, MCP-1,IL-8/1/6 （3）杀伤靶细胞： ADCC, 肿瘤/病毒感染细胞 （4）加工、提呈抗原：巨噬细胞属专职APC。 （5）免疫调节：活化巨噬细胞分泌多种细胞因子。,52,二、树突状细胞(DC)： 略,53,三、自然杀伤细胞(nature killer cell, NK) 是一类无需抗原剌激，不受MHC限制，可非特异直接杀伤靶细胞（肿瘤细胞、病毒感染细胞等）的淋巴细胞。 表面标志：TCR-，mIg-，CD56+，CD16+,54,（一）NK细胞杀伤

19、作用的机制 1.穿孔素/颗粒酶途径：穿孔素：似补体攻膜复合物； 颗粒酶：丝氨酸蛋白酶，激活凋亡。 2. Fas / FasL途径：NK表达 FasL，靶细胞Fas， 3. TNF- / TNFR-途径：,55,肿瘤细胞,肿瘤特异性抗原,Fc结合 位点,56,1. 识别HLA类分子的NK细胞受体 抑制性受体： MHC类分子、KIR2DL和3DL 活化性受体： 多糖类抗原、 KIR2DS和3DS 正常生理条件下，抑制性受体占优势 病理情况下， MHC类分子表达下降或缺失,抑制作用,（二）NK细胞活性的调节,57,识别HLA类分子的NK细胞受体 按结构分两类： （1）杀伤细胞免疫球蛋白样受体（kil

20、ler immunoglobulin-like receptor，KIR） 抑制性受体：KIR2DL和3DL，含酪氨酸抑制模体（基序）（ITIM） 活化性受体：KIR2DS和3DS ，结合DAP12，含酪氨酸活化模体（ITAM）,胞内肽 短,58,（2）杀伤细胞凝集素样受体（killer lectin-like receptor，KLR） 抑制性受体：CD94-NKG2A，含ITIM 活化性受体：CD94-NKG2C，结合DAP-12 ，含酪氨酸活化模体（ITAM）,59,2. 识别非HLA类分子的活化性受体 （1）NKG2D：结合DAP10（含ITAM），识别肿瘤细胞表面的MHC I类链相关

21、分子（MIC A/B） （2）自然细胞毒性受体（NCR）：是NK特有标志和主要活化性受体。NKp46和NKp30 结合CD3-（含ITAM）；NKp44（活化标志）结合DAP12 （含ITAM）；,60,四、NK T细胞 主要分布：骨髓、肝、胸腺 表面标志： CD56+（小鼠NK1.1），TCR-CD3复合体 CD4-CD8-，少数CD4+ NKT细胞的特点： 1 TCR表达低，缺乏多样性 2 识别CD1分子提呈的磷脂和糖脂类抗原 3 不受MHC限制 功效： 1 分泌穿孔素，或通过Fas/FasL途径，杀伤靶细胞 2 分泌IL-4， Th0Th2 3 分泌IFN-和IL-12， Th0Th1

22、4 分泌MCP-1，MIP-1,61,五、T细胞 TCR由链和链组成，缺乏多样性，并与CD3组成复合物。 多为CD4-CD8-，少数CD8+ 分布：胃/呼吸道/沁尿生殖道的粘膜和皮下组织，占外周血 CD3+T细胞0.5 1%， 识别抗原：HSP，CD1分子提呈的脂类抗原，某些病毒蛋白及细菌裂解产物中的磷酸化抗原。 作用：发挥早期非特异性免疫，具抗肿瘤和免疫调节作用。,62,六、B-1细胞 1.分布与特点 表面标志为CD5+，mIgM+，具自我更新能力的B细胞亚群，参与早期抗感染和维持自稳的作用。 分布：胸腔、腹腔和肠壁的固有层 识别的抗原：某些细菌共有的多糖抗原和变性的自身抗原。 2. B1细

23、胞免疫应答特点： 1）无再次应答，抗体亲和力低，无类别转换； 2）无免疫记忆。,63,七、其他固有免疫细胞 肥大细胞： 分布： 皮肤、呼吸道、胃肠道粘膜，血管壁 表面受体： PRR，过敏毒素C3a/C5a受体，IgE Fc受体 脱颗粒，炎症介质/促炎细胞因子 抗感染/抗肿瘤， 型超敏反应 嗜碱性粒细胞：高亲和力IgE Fc受体，介导型超敏反应。 嗜酸性粒细胞：趋化作用、吞噬杀菌作用 抗寄生虫免疫 抗过敏(灭活血管活性物质) ,64,第三节 固有体液免疫分子及其主要作用 一、补体系统 二、细胞因子 三、抗菌肽及酶类物质 防御素：是一类富含精氨酸，且耐受蛋白酶的小分子多肽，对细菌、真菌和某些包膜病

24、毒有直接杀伤作用。膜屏障/自溶 溶菌酶：作用于G+菌细胞壁，溶解、破坏细菌。 乙型溶素：血小板产生，作用于G+菌细胞膜，产生非酶性破坏。,65,第四节 固有免疫应答 一、固有免疫应答作用时相 1.瞬时固有免疫应答阶段： 感染0 4小时，屏障结构、M、补体、中性粒细胞。 2.早期固有免疫应答阶段： 感染后496h，M募集、活化细胞因子(CK)炎症反应，B-1、NK、T、NKT细胞活化。 3.适应性免疫应答诱导阶段： 感染96h后，诱导T细胞活化。M、DC（APC）T、B细胞。,66,二、固有免疫应答的特点 1 固有免疫细胞的识别特点： 模式识别：PRRPAMP 受体：模式识别受体(PRR)，识别

25、病原体或宿主凋亡细胞表面共有的特定分子结构（一类/群）， 即病原相关模式分子 (PAMP) 。 2 固有免疫细胞的应答特点： 快速募集：具有多种趋化因子（IL-8,MCP-1,MIP1-/）或炎性介质（LTs、PGD2）受体。 快速激活和发挥效应：不经克隆扩增。 寿命短，无免疫记忆 不形成免疫耐受。,67,三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系 1 启动适应性免疫应答 为T细胞活化提供初始信号。 2 影响适应性免疫应答类型 M和mDC IL-12 Th0Th1 肥大细胞/NK T细胞/pDC IL-4 Th0Th2 3 协助适应性免疫应答产物发挥免疫效应 细胞免疫：活化T细胞CK活化M、NK杀伤靶细胞。 体液免疫： Ab调理吞噬、ADCC、活化补体清除病原体,68,谢 谢！,