这种非经典的抗原提呈机制在机体抵抗病毒（如疱疹病毒、流感病毒），细菌（如李斯特菌、沙门菌）和肿瘤（如前列腺肿瘤、黑色素瘤）的免疫应答中起重要作用。自身抗原的交叉提呈可在维持外周耐受中发挥重要作用。次要组织相容性抗原在胸腺中的交叉提呈可导致细胞毒性T淋巴细胞（CTL^[注]）耐受，此过程称为交叉耐受。

树突状细胞（dendritic cell，DC，图1）、巨噬细胞（图2）和B细胞均具有交叉提呈的功能。但由于DC具有独特的迁移方式和激活初始T细胞的能力，成为交叉提呈的主要细胞，如小鼠DC中的固有性CD8α⁺DC、迁移性CD103⁺DC与炎性DC。在病毒感染时，DC无需经病毒感染过程，可通过主动摄取病毒，即可循MHCⅠ类分子途径提呈病毒抗原，并激活CTL。

图1 树突状细胞

图2 巨噬细胞

交叉提呈的分子机制尚不完全清楚，已知的外源性抗原交叉提呈的机制主要有两种：①吞噬溶酶体途径。APC吞噬细胞外抗原（如肿瘤细胞或胞内感染病毒的细胞等），吞噬体与溶酶体结合，形成吞噬溶酶体，抗原在吞噬溶酶体中被消化后，与其中的MHCⅠ类分子形成复合物后被提呈；或者MHCⅠ类分子从细胞表面内吞后与内体融合，随后外源性的抗原肽在内体中与再循环的MHCⅠ类分子结合被提呈。②内质网介导的蛋白酶体途径（图3）：被吞噬后的外源抗原进入胞质，被胞质中的蛋白酶体降解成短肽。随后短肽经过内质网上通道蛋白TAP进入内质网，与内质网上新合成的MHCⅠ类分子结合，通过高尔基复合体被转运至细胞膜上；或经过吞噬体上的TAP进入吞噬体，与吞噬体中的MHCⅠ类分子结合，随后吞噬体与细胞膜融合，将短肽-MHCⅠ类分子复合物转运至胞膜，与CD8⁺T细胞的T细胞受体（TCR^[注]）结合，激活免疫应答。此外，某些抗原或肽能直接穿过细胞膜或通过紧密连接进入胞质，被蛋白酶体降解，与MHCⅠ类分子结合转运至细胞表面；在一些由病毒抗原引起的交叉提呈中，抗原蛋白并没有在胞浆中被降解成短肽形式，而是以完整的蛋白形式直接被APC提呈到细胞表面后再降解，从而激活T细胞。

图3 内质网介导的蛋白酶体途径

内源性抗原交叉提呈的机制主要是：含有内源性抗原的细胞或凋亡小体被APC摄取，形成内体；内源性抗原肽被释放出细胞外，与细胞膜表面的空载MHCⅡ类分子结合成复合物，提呈给CD4⁺T细胞。