交叉提呈

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交叉提呈(Cross-presentation)是指专职抗原提呈细胞(主要是树突状细胞)摄取外源性抗原(如肿瘤碎片、病毒颗粒)后,将其加工并装载至 MHC I 类分子上,提呈给 CD8+ T 细胞的过程。这一机制打破了免疫学中“外源性抗原仅通过 MHC II 类分子提呈给 CD4+ T 细胞”的经典传统,使得免疫系统能够在 APC 未被病毒感染或非肿瘤细胞本身的情况下,依然能够启动强有力的杀伤性 T 细胞应答。

交叉提呈 · 免疫转换
Cross-presentation Profile (点击展开)
                   核心逻辑:外源抗原 → 穿透内吞体 → MHC I 类通路 → 激活 CTL
关键效应细胞 cDC1 (人类 BDCA3+ DC)
提呈分子 MHC I 类分子
生物学意义 启动抗肿瘤/抗病毒 CTL 应答

分子路径:打破传统的两条路线

交叉提呈的生化过程极度复杂,目前学术界公认存在两条主要的细胞内路径:


  • 胞质溶胶路径(Cytosol-to-ER Pathway): 抗原被摄取入内吞体后,通过特定通道(如 Sec61)易位至胞质溶胶。随后,抗原被蛋白酶体降解为多肽,再由 TAP 转运体送入内质网或重新运回内吞体,装配至 MHC I 类分子上。
  • 空泡路径(Vacuolar Pathway): 抗原始终停留在内吞体或溶酶体空泡内。抗原在空泡内被组织蛋白酶(Cathepsins)降解,直接在该酸性环境中与 MHC I 类分子结合。此路径不依赖 TAP 转运体。

经典提呈 vs 交叉提呈对比

特征 经典 MHC I 提呈 交叉提呈 (Cross-presentation)
抗原来源 内源性 (胞质内合成) 外源性 (摄入胞外物质)
主要提呈细胞 几乎所有有核细胞 专职 APC (主要是 cDC1)
激活对象 效应 CD8+ T 细胞 初始 (Naive) CD8+ T 细胞
生理功能 展示自身受感染/癌变状态 免疫预警:启动全身性细胞免疫

临床与科研价值

交叉提呈是连接先天免疫与肿瘤清除的枢纽,其效率直接决定了免疫治疗的成败:

  • 肿瘤疫苗设计: 有效的 DC 疫苗 必须依赖交叉提呈机制,将外源载入的肿瘤抗原“跨界”递送至 MHC I 通路,否则无法激活杀伤性 T 细胞。
  • 交叉耐受 (Cross-tolerance): 若 DC 在缺乏共刺激信号(如 CD40 激动剂 激活)的情况下进行交叉提呈,会导致 CD8+ T 细胞发生凋亡或耗竭,引发免疫耐受。
  • 抗病毒应答: 许多病毒并不直接感染 DC 细胞,此时交叉提呈是诱导抗病毒 CTL 反应的唯一途径。
       参考文献与学术点评
       

[1] Bevan M J. (1976). Cross-priming for a secondary cytotoxic response to minor H antigens with H-2 congenic cells which do not cross-react in the cytotoxic assay. Journal of Experimental Medicine.
[学术点评]:交叉提呈现象的发现之作,Michael Bevan 首次证明了宿主 APC 可以提呈外源细胞表面的抗原。

[2] Joffre O P, et al. (2012). Dendritic cells, pathogens and antigen presentation. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:详尽论述了 cDC1 亚群在交叉提呈中的特异性地位,以及该机制在抗感染免疫中的生物学逻辑。

[3] Kurts C, et al. (2010). Cross-presentation: fact and fiction. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:总结了交叉提呈的分子机制,并厘清了关于胞质溶胶路径与空泡路径的学术争鸣。

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