抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈.ppt
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1、抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈,哈尔滨医科大学基础医学院免疫教研室 分子生物学馆411室 鞠环宇,学习目标,掌握:抗原提呈细胞的概念、种类及特点 熟悉:抗原提呈细胞对抗原的摄取和加工处理途径,能够加工抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的形式将抗原肽提呈给T细胞的一类细胞,在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要的作用。,抗原提呈细胞 (antigen presenting cell, APC),一、抗原提呈细胞的分类,1.通过MHC类分子提呈外源性抗原的APC 专职APC (professional APC) 组成性表达MHC-类分子和协同刺激分子和黏附分子,抗原提呈能力强,包括巨噬细胞(M
2、)、树突状细胞(dendritic cell, DC)和B细胞。 非专职性APC (non-professional APC) 诱导性表达MHC类分子,抗原提呈能力弱,包括内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞等。 2.通过MHC类分子提呈内源性抗原的APC 广义的APC 能够降解加工细胞内抗原并以抗原肽-MHC类分子复合物的形式提呈给CD8+T细胞,DC由美国学者 Steinman于1973年 首次在小鼠淋巴结中 发现,因其在成熟时 伸出许多树突状或伪足状突起而得名,是迄今所知的能刺激初始T细胞活化的主要专职APC。,一、 树突状细胞,(一)DC的来源、分布与表面标志 (二)树突状细胞的分化、发育与
3、迁移 (三)树突状细胞的功能,主要内容,1. 来源,2 . DC的分布与分类,髓系前体阶段DC:功能为产生各种髓系DC Immature DC: 广泛分布于机体内,如上皮下及 多数组织器官心脏、肾脏,但大脑除外.高表达各种受体,功能为摄取加工处理抗原 迁移期DC:随迁移逐渐成熟 Mature DC: 淋巴组织,抗原提呈能力增强,DC的分类, 按照谱系来源分类,*髓样树突状细胞(myeloid dendritic cell,MDC) *淋巴样树突状细胞(lymphoid-derived dendritic cell, LDC),按照组织分布分类,1)淋巴样组织中的DC 并指状DC (interd
4、igitating cell,IDC): 外周淋巴组织 胸腺依赖区 滤泡样DC (follicular DC,FDC):淋巴滤泡生发中心 胸腺DC (thymic DC,TDC ) :胸腺髓质 2)非淋巴样组织中的DC 郎罕细胞(Langerhans cell): 表皮和上皮 间质性DC (interstitial DC): 心肺肾肝胃间质 3)体液中的DC 隐蔽DC (veiled cell):输入淋巴液 血液DC (peripheral blood DC):外周血,3. DC的表面标志,DC尚未发现特征性的表面标志。对DC的鉴定除了在细胞形态上加以区别外,常用细胞表面标志组合等进行鉴别。
5、常见的DC表面标志有MHC-I、MHC-、CD11a、CD11c、ICAM-1、CD58 、CD40、CD44、CD83、CD80、CD86、整合素(1、2)、DC-SIGN、FcR、C3bR及各种趋化因子受体等。,(二)树突状细胞的分化、发育与迁移,骨髓DC前体,血流,非淋巴组织,分化,非成熟DC,定居,上皮组织、胃肠道、生殖道和 泌尿管道、气道以及实质脏器的间质,具有很强的摄取、处理和加工 抗原的能力,但提呈抗原能力弱,细胞因子和抗原刺激下,DC细胞成熟并迁移进入局部淋巴结,摄取、处理和加工抗原的能力变弱 ,但提呈抗原能力逐渐增强,外周未成熟DC从皮肤、各种脏器及血液等处捕获抗原后移行到淋
6、巴结或脾脏等次级淋巴器官的过程,伴随着DC的成熟,表面标志发生一系列的变化。其过程受到诸多因素的影响,包括抗原的种类、各种细胞因子、与其它细胞间的相互作用等,形成复杂的调控机制。,影响DC成熟的因素,1、抗原的刺激:抗原的刺激是DC成熟的早期事件, 简言之,凡能被DC捕获并内化的抗原均能激活DC 并导致其成熟。,2、细胞因子:影响DC成熟的细胞因子种类较多,包括 GM-CSF、IL-4、TNF-、TGF-、IL-10等 。 目前得到公认的是GM-CSF为DC成熟所必需的细胞 因子,但单独使用GM-CSF并不能诱导DC完全成熟, 只有联合运用IL-4、TNF-或IFN-等细胞因子,才 能得到具有
7、典型形态、表型及功能的DC。,DC的成熟,组织中未成熟DC - 强吞噬和吞饮作用 - 处理抗原能力强 - 低水平的MHC - 缺乏共刺激分子 - 提呈抗原能力弱 淋巴组织中成熟DC - 不再有吞噬能力 - 表达共刺激分子(B7-1, B7-2) - 高表达MHC和黏附分子 - 抗原提呈能力强,未成熟DC 成熟DC,主要功能 抗原捕获、加工处理 提呈抗原 Fc受体和甘露糖受体的表达 + 存在部位 非淋巴组织器官 外周淋巴组织 胞浆内MHC数量 多 少 表面MHC-类分子的数量 106 7106 表面MHC-类分子的半衰期 10hr 100hr 共刺激分子(B7等)的表达 或低表达 + 黏附分子(
8、LFA-3,ICAM-1等)的表达 或低表达 + 活化初始T细胞的能力 无 强,未成熟DC与成熟DC的比较,(三)DC的生物学功能,1. 识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫 2. 抗原提呈与免疫激活作用 3. 免疫调节作用 4. 免疫耐受的诱导与维持,1、识别、摄取和加工抗原,参与固有免疫,DC表达多种模式识别受体以及Fc受体,可识别多种微生物或抗原抗体复合物,通过胞饮作用、吞噬作用和受体介导的内吞作用等摄取抗原物质。 pDC活化后可快速产生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,1.提供初始T细胞活化的启动信号 2.成熟DC高表达共刺激分子为T细胞活化提供第二信号
9、3.产生的细胞因子进一步诱导活化的T细胞增殖和分化,从而启动完整免疫应答 4.DC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细胞增殖与分化,DC可分泌多种细胞因子,调节免疫功能。 人DC:IL-1、IL-1、IL-8、INF-、 TNF-和GM-CSF等; 小鼠DC:可分泌IL-6和IL-12等。 DC还可分泌多种趋化因子,介导其他免疫细胞的趋化作用。,3、免 疫 调 节,4、免疫耐受的诱导与维持 未成熟DC可诱导外周免疫耐受 不表达共刺激分子,不能激活T细胞,诱导T细胞失能,引起自身耐受; 诱生调节性T细胞,分泌IL-10,TGF-,抑制T细胞应答,促进外周耐受形成; 胸腺DC参与
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