抗原提呈细胞（antigen-presenting  cell,APC）是指能摄取和在细胞内加工处理抗原，并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的细胞。通常所指的抗原提呈细胞包括树突状细胞（dendritic cell,DC）、巨噬细胞（Macrophages,Mφ）、B淋巴细胞等表达MHC  II类分子的细胞，也将其称为专职性抗原提呈细胞（professional  APC）。然而，机体的有核细胞均表达MHC  I类分子，它们可将细胞内的蛋白质抗原（内源性抗原，endogenous antigen）加工处理成为抗原肽，并以抗原肽-MHC  I类分子复合物的形成将抗原信息提呈给CD8+的杀伤性T细胞（cytotoxic T cell,CTL），成为CTL杀伤的靶细胞。通常并不将该类有核细胞称为APC，只称为靶细胞。但有人仍广义地定义APC为：能加工处理抗原并以抗原肽-MHC分子复合物的形成提呈抗原信息的所有细胞。
        除了专职性抗原提呈细胞之外，内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞及间皮细胞也能加工、处理和提呈抗原，但其能力较弱，统称为非专职抗原提呈细胞。

一、树突状细胞
        1973年，Steinman和Cohn在小鼠脾脏发现具有树枝状突起的独特形态的细胞，并将之命名为树突状细胞（dendritic  cell,DC）。DC是目前所知抗原提呈功能最强的APC，最大的特点是能够刺激初始型T细胞（naïve T cell）活化和增殖，而Mφ、B淋巴细胞等仅能刺激已活化的T细胞或记忆性T细胞，因此，DC是特异性免疫应答的始动者。由于发现DC及其在获得性免疫应答中的重要作用，Steinman荣获2011年诺贝尔生物学或医学奖。随着对不同组织来源DC研究的深入，目前已知的DC亚群包括存在于淋巴组织、血液和非淋巴组织的经典DC（convrntional DC,cDC），以及分泌I型干扰素的浆细胞样DC（plasmacytoid DC,pDC），分别具有不同的表型及功能。其中，经典DC的主要功能是诱导针对入侵抗原的特异性免疫应答并维持自身耐受，而pDC的主要功能则是针对微生物，特别是病毒感染产生大量的I型干扰素并激活相应的T细胞。

二、DC与T细胞的相互作用
        目前研究表明，DC在免疫应答的首要环节——抗原提呈中扮演着重要的角色，是目前公认的体内功能最强大的专职抗原提呈细胞。在免疫稳定状态下，分布于外周非淋巴细胞组织的DC处于未成熟状态，主要功能为识别和摄取抗原。未成熟DC表面表达低水平的MHC  II类分子和共刺激分子，高表达一系列受体以便于识别与病原体相关的物质。一旦发生感染或组织损伤，未成熟DC就会向炎性部位迁移，摄取加工抗原，同时释放大量的炎性因子，激发天然免疫应答，避免感染的扩散。同时，未成熟DC发生了一系列的变化，获得成熟表型及功能：①丢失介导吞噬的受体；②高表达MHC  II类分子和共刺激分子，包括CD40、CD80和CD86；③形态发生改变；④启动抗原处理机制，包括溶酶体相关的膜蛋白（DC-LAMP）的水平增加。
        DC活化T细胞由以下三种信号介导：信号1通过T细胞受体（TCR）和MHC-抗原肽复合体的相互作用来传递。信号2被称为共刺激信号，最典型的共刺激信号是通过T细胞上的CD28和DC上的CD80/CD86的相互作用来传递的。信号1和信号2共同启动了获得性免疫，包括T细胞克隆扩增和分化为效应细胞。信号3有DC向T细胞传递，决定T细胞发育命运。例如，IL-12是信号3的介导者之一，它和TNF-α联合诱导初始T细胞分化为Th1细胞，诱导CTL细胞的细胞毒活性和TNF-γ的分泌。另一个信号3的介导者是DC表面的Notch家族成员，其中Delta-1诱导Th1的分化，而Jagged-2诱导Th2分化。其他参与诱导Th1分化的分子包括T-bet和semapphorin4A。

三、抗原处理与提呈
        根据来源的不同，抗原可分为外源性抗原和内源性抗原。一般情况下，外源性抗原通过APC细胞表面的MHC  II分子进行提呈，而内源性抗原则通过MHC  I类分子进行提呈。在某些情况下，细胞外环境的抗原也能通过MHC  I类分子提呈，刺激CD8+T细胞免疫，称为交叉提呈。
1、MHC  II类分子提呈外源性抗原
        APC可以通过巨吞饮作用、胞饮作用、受体介导的内吞作用、吞噬作用和内化等多种途径摄取抗原。外源性抗原的加工处理在M II C（MHC class II conpartment）中进行，抗原被降解成抗原肽，抗原肽与MHC  II类分子的沟槽结合。改过程有Ii、HLA-DM和其他蛋白酶等参与。在M  II  C中形成稳定的抗原肽-MHC  II类分子复合物然后被转运至细胞膜，可在细胞膜上存留数天，以利于T细胞识别。抗原肽和MHC  II类分子的结合几乎是不可逆的，牢固的结合一方面可保护抗原肽不被蛋白酶降解，另一方面也能防止其他细胞外蛋白干扰抗原提呈。复合物被提呈后或未被提呈，均可重新被细胞内化和降解，以避免免疫系统被长期激活。
        部分外源性抗原也可不通过Ii依赖性途径与MHC  II类分子结合，而是直接与胞膜表面的空载MHC  II类分子结合；或者抗原被吞噬进入细胞后在体内中被降解成多肽，这些抗原肽随后与再循环至胞内的空载的成熟MHC  II类分子结合，形成稳定的抗原肽-MHC  II类分子复合物，转运至细胞膜。
2、MHC  I类分子提呈内源性抗原
        普遍存在于真核细胞胞质内的蛋白酶体在内源性抗原的降解中发挥着重要的作用。内源性抗原首先在胞质内与泛素结合，泛素化的蛋白质打开空间结构后释放泛素，线形的蛋白质进入免疫蛋白酶中被水解成6～30个残基的肽段。内源性抗原肽被TAP转运么入内质网与新组装的MHC  I类分子结合。TAP1和TAP2各跨越内质网膜6次共同形成一个孔样结构，依赖ATP对肽段进行主动转运。MHC  I类分子的合成需要多种伴侣分子参与。在内质网内，形成抗原肽/MHC  I类分子二聚体。被ATP转运入内质网的肽段，可结合部分折叠MHC  I类分子的抗原结合沟槽。荷载抗原肽后，MHC  I类分子才能与伴侣分子结合，稳定地表达在内质网膜上并经高尔基体转运至细胞膜提呈给相应的T细胞。
        一般蛋白、进入胞质的外源性抗原等的提呈不仅依赖TAP途径，可能是这些蛋白经未知途径进入内质网腔内，它们与内质网内合成的膜蛋白或分泌性蛋白一样可以被内质网的蛋白酶降解，再与MHC  I类分子结合而被提呈。
3、交叉提呈
        当病毒进入机体或细胞发生突变，机体就会通过适应性免疫反应利用CTL来清除感染或突变的细胞。CTL所介导的杀伤主要是通过识别感染细胞或突变细胞表面MHC  I类分子提呈的病毒蛋白或突变基因序列。但是，在感染的最初阶段，相应抗原特异性的CD8+T细胞频率很低，初始型的CD8+T细胞必须被APC表面的MHC  I类分子提呈相应的抗原肽来活化并扩增。如果APC自身不能合成该抗原，那么它必须从外界获取抗原并以MHC  I类分子提呈的方式提呈给T细胞，这种传统方式就称为交叉提呈（cross presentation）。



文献来源：肿瘤生物治疗学