内源性抗原循胞质溶胶途径（cytosol pathway）被提呈，上述提呈过程受MHCⅠ类分子限制，故亦称MHCⅠ类分子途径。由于所有有核细胞均表达MHCⅠ类分子，因此，所有有核细胞均具有通过MHCⅠ类分子途径加工处理和提呈抗原的能力。
（一）TAP依赖机制
内源性蛋白被某些胞质蛋白酶降解，所形成的短肽通过位于内质网膜表面的TAP转运入内质网腔，与腔内MHCⅠ类分子结合，经高尔基体转运至细胞膜表面。
1.蛋白质抗原的降解 胞质溶胶中蛋白酶体（proteasome）在内源性抗原的降解中发挥着重要作用。蛋白酶体是28个亚单位组成的大分子蛋白水解酶复合体，为中空（孔径为1～2nm）的圆柱体结构，由一个具有催化活性的蛋白酶体核心和多种相关因子［如ATP酶和切割泛素（ubiquitin）的多肽酶］组成。具有酶活性的蛋白酶体核心包括两种蛋白酶体β亚单位（proteasome submit beta type，PSMB）PSMB8、PSMB9和蛋白酶体激活物28（proteasome activator28，PA28），三者协同作用使抗原被裂解形成5～15个氨基酸大小的肽段。
2.抗原多肽的转运 内源性抗原肽水解片段首先以ATP依赖性方式与胞质溶胶中的热休克蛋白（HSP70和HSP90）结合，继而转运至ER膜表面，借助ER表面的抗原加工相关转运物（transporter associated with antigen processing，TAP）转运至ER腔内。
（1）TAP是一种由两种亚单位（TAP1、TAP2）组成的异二聚体，属非经典HLAⅡ类基因，可以ATP依赖性方式，选择性将肽段从胞质转运至ER中。与MHCⅠ类分子肽结合槽最佳匹配的肽分子（一般含8～10个残基）和TAP亲和力最高，转运效率也最高。
（2）TAP不仅能转运适宜与MHCⅠ类分子结合的肽分子（含8～10个氨基酸），也能转运较短或较长的多肽分子（含9～12个氨基酸），故抗原肽分子须经胞质溶胶及ER中多种外肽酶依次修剪，直至适合MHCⅠ类分子的肽结合槽。ER腔中的gp96具有蛋白酶活性和ATP酶活性，可能对肽段发挥主动修剪作用，促进其与MHCⅠ类分子结合。
3.MHCⅠ类分子的生成与组装 新合成的MHCⅠα链进入ER与钙连接蛋白结合，后者使Ⅰ类分子在ER中维持部分折叠，继而与新合成的β2微球蛋白组装成完整的Ⅰ类分子。
4.抗原肽-MHCⅠ类分子复合物形成 新合成的MHCⅠ类分子通过TAP相关蛋白与TAP相连，当抗原肽借助TAP转运至ER，可与MHCⅠ类分子的抗原结合槽形成抗原肽-MHCⅠ类分子复合物，经高尔基体转运至细胞表面。TAP相关蛋白（TAP1/2-associated protein，TAP-A，即tapasin）是分布于内质网中的IgSF成员，其在外源性抗原提呈途径中发挥如下作用。
（1）使TAP分子与Ⅰ类重链结合。
（2）保持TAP1/TAP2复合物稳定性或促进TAP表达。
（3）增加Ⅰ类分子结合抗原肽的种类与数量，并增强Ⅰ类分子与抗原肽结合的稳定性。tapasin缺陷的个体，因细胞膜表面Ⅰ类分子表达受阻，可发生Ⅰ型裸淋巴细胞综合征（typeⅠbare lymphocyte syndrome，BLS）。
（二）TAP非依赖机制
某些胞膜蛋白或内源性抗原、部分进入胞质的外源蛋白以及部分在内质网腔合成的蛋白，可循TAP非依赖性途径被处理。在ER或其他相关小室中，抗原经蛋白酶降解并被修饰，形成的抗原肽循TAP依赖机制，在ER中与MHCⅠ类分子结合和转运。
综上所述，内源性抗原提呈的基本过程是：内源性抗原在胞质中被蛋白酶降解，在热休克蛋白HSP70和HSP90参与下，水解形成的肽段借助TAP转运至内质网（ER）腔内，由gp96直接提交或修剪后提交给新合成的Ⅰ类分子，形成抗原肽-MHCⅠ类分子复合物，再转运至细胞表面，供CD8＋T细胞的TCR识别（图7-5）。
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