人人学懂免疫学：第十七期

▉ 导读

前两期，我们为大家介绍了MHC I类分子和MHC II类分子的结构、功能和作用机制。我们知道，在CTL（杀伤性T细胞，cytotoxic T cell）和Th（辅助性T细胞，helper T cell）行使功能之前，它们都必须先被激活——T细胞除了能识别由MHC分子呈递的抗原外，还需要接受共刺激信号。只有某些特定的细胞可以表达MHC I类和II类分子、协同刺激信号分子和各种粘附分子，这就是我们今天这期推送所要介绍的主角——抗原呈递细胞（Antigen-presenting cells, APC）。

▉ 抗原呈递细胞

抗原呈递细胞（APC）的工作职责就是激活CTL和Th，它们能够加工抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的形式将抗原肽呈递给T细胞（需要注意的是，体内大部分细胞都能够表达MHC I类分子，而这里所介绍的APC是指一类特殊的细胞，能够提供T细胞激活所需的高水平的MHC分子及共刺激信号）。

抗原呈递细胞与T细胞间共刺激信号传递的过程涉及到存在于抗原提呈细胞表面的B7蛋白和T细胞表面的CD28蛋白，B7蛋白可以与CD28蛋白相结合，从而传递共刺激信号。

抗原呈递细胞（左）与辅助性T细胞（右）

抗原提呈细胞可以分为三类，分别是：树突状细胞、巨噬细胞和B细胞，这三类细胞都是白细胞，来源于骨髓组织，出骨髓后迁移至机体各个部位，它们在其行使抗原提呈功能之前必须被激活。接下来我们将为大家一一细述上述三类抗原提呈细胞。

三种抗原提呈细胞：树突状细胞（左）、巨噬细胞（中）、B细胞（右）

▉ 树突状细胞（dendritic cell）

树突状细胞，顾名思义，是由于该细胞成熟时伸出许多树突状或伪足样突起而得名。在静息状态时，树突状细胞表面有低水平表达的MHC分子和B7分子，因此静息态树突状细胞并不擅长呈递抗原给T细胞（尤其是初始T细胞，因为要激活初始T细胞需要有由MHC-多肽复合体及强的共刺激介导的大量受体交联）。

A dendritic cell (blue) engages a T cell (yellow)

静息状态树突状细胞内有大量的MHC II类分子正等候着被装载。一旦有微生物入侵，树突状细胞定居的组织将成为战场，它们也因被激活而将发生显著变化。这些“储备”的MHC II类分子与来自战区的抗原装载，树突状细胞离开组织，经由淋巴系统迁移至最近的淋巴结。正是这种“一经战斗信号刺激即游走”的能力使得树突状抗原提呈细胞如此特别。当树突状细胞抵达目的地时，这些装载抗原的MHC II类分子被展示于树突状细胞表面。同时在向淋巴结游走过程中，树突状细胞将上调MHC I类分子的表达（因此，如果树突状细胞在战区被病毒感染入侵，那么它们在到达淋巴结时，由这些侵袭者产生的蛋白片段可以由MHC I类分子有效提呈）。最后，在树突状细胞移行过程中，它们会增加B7共刺激蛋白表达。所以，当抵达淋巴结时，激活的树突状细胞已具备激活初始T细胞所必需的一切条件——高水平的MHC I类和II类分子及足够量的 B7 蛋白。

关于树突状细胞的三个阶段：“取样者”——“载货游走者”——“呈递者”

举个例子来更清晰地说明上述过程。树突状细胞以“快照”的形式抓拍正在前线战场发生的事情，并把这些图像带到淋巴结。由于淋巴结是T细胞经常去的“约会酒吧”，游走的树突状细胞可以将从战区携带的图像带至初始T 细胞的聚集点并激活它们。而诸如TNF等细胞因子可激发树突状细胞迁移至淋巴结。总而言之，只要战斗还在继续，机体就需要树突状细胞游走并提呈抗原。

树突状细胞向T细胞呈递抗原的过程的卡通示意图

当细胞因子激活树突状细胞后（例如在战场中的巨噬细胞所分泌的TNF），树突状细胞迁移至临近的淋巴结。如果感染严重，会产生大量的细胞因子，大量的树突状细胞就会被激活并开始迁移。在离开组织之前，树突状细胞还能产生的特殊的细胞因子（亦称趋化因子）来影响前体细胞 (单核细胞)，使其离开血液，进入组织，成为树突状细胞——激活的树突状细胞可募集自身替代者！这些新抵达的树突状细胞继而被激活，并被派遣至淋巴结，从而扩大了针对入侵的免疫应答。

另一种情况，当感染并不严重时，则细胞因子的产生相对较少，相应地，较少的树突状细胞参与游走，替换补充者也较少。由于在淋巴结中被激活的T细胞的数量取决于携带有战斗信息的树突状细胞的数量，因此能使免疫应答的强度取决于感染的严重性。

一旦激活（免疫学家通常也称其为“成熟”）的树突状细胞抵达淋巴结，它们仅能够存活数天，乍一看这一短暂的寿命似乎不可思议，毕竟，几天的时间不足以使树突状细胞较长时间地与初始T细胞接触。但其实，这一短暂的寿命确保了由树突状细胞所携带的战斗信息总是最新的。事实上，由于树突状细胞能够募集自身替换者， 如果战斗持续进行并越发严重，更多的树突状细胞将被激活，携带新的战斗信息至淋巴结。而且，当入侵者被制服，树突状细胞即结束游走，因此，成熟树突状细胞的短暂寿命使得免疫系统更容易回复到为应答状态。

▉ 小结

树突状细胞作为体内功能最强和最重要的APC，是组织中的“哨兵细胞”。当有外来入侵时，树突状细胞将被激活并游走至最近的淋巴结，在那里树突状细胞会将从“战区”收集到的抗原提呈给初始T细胞并显著刺激初始T细胞增殖，激发获得性免疫应答。激活的树突状细胞寿命很短，能够确保携带至淋巴结的“战斗信息”是最新的。而且，从组织中派遣出来的树突状细胞和替换补充的树突状细胞数量取决于受攻击的严重程度。因而，针对入侵引发的危险，免疫系统能够组织起相对应的应答水平。在下一期中，我们将为大家介绍APC的另外两类细胞——巨噬细胞和B细胞，敬请期待！

参考书：《How the immune system works》

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