人人学懂免疫学：第十五期

▉ 导读

前几期推送中，我们详细为大家介绍了B细胞和抗体，包括B细胞受体的结构、初始B细胞的激活、四种类型的抗体以及伴随B细胞成熟发生的一系列事件等。在接下来的几期推送中，我们将为大家介绍获得性免疫系统的中心环节——抗原提呈。抗原提呈过程涉及从抗原被提呈细胞摄取并消化成免疫原性肽，以MHC 肽复合物的形式呈现于细胞表面，通过TCR激活T细胞 ,直至触发免疫应答反应的复杂过程。今天，我们首先为大家介绍MHC分子。

▉ MHC分子

主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC） 是一组编码动物主要组织相容性抗原的基因群的统称。目前，MHC I类和MHC II类分子的结构已经得到了完整的解析（如下图所示）。人类的MHC被称为HLA（human leukocyte antigen，HLA），即人白细胞抗原。

MHC分子最主要的功能是参与抗原呈递，即MHC分子通过其肽结合槽与抗原肽结合，并将其呈现于细胞表面，供T细胞识别并促发免疫应答反应。

MHC分子的结构（左为MHC I类分子，右为MHC II类分子）

▉ MHC I 类分子

MHC I类分子的结构具有一个两段闭合的结合沟， 它们所提呈的多肽片段（大多由8-11个氨基酸组成）与沟相匹配而落在沟内。

每一个I类HLA蛋白均与β2微球蛋白的蛋白质配对以形成完整的MHC I类分子。我们每个人都有3个MHC I 类分子的编码基因（HLA-A、HLA-B和HLA-C），定位于6号染色体。由于人类有分别来自于母亲和父亲的两条6号染色体，故我们都有 6 个MHC I类基因。而HLA-A、HLA-B和HLA-C基因编码的HLA蛋白都存在轻微的变异形式（具有相同的大体形态，但存在一个或几个氨基酸的差异），这被称之为“多态性”。

因为MHC I类分子的多态性，因而它们具有不同的结合基序并能提呈具有不同氨基酸末端的多肽（例如，有一些MHC I类分子能与一端为疏水性氨基酸的多肽结合，而另外一些 MHC I类分子则更倾向与碱性氨基酸结合等等）。因此，MHC I类分子能结合和提呈大量不同的多肽，每一个多肽均与MHC结合大沟末端的特定氨基酸相匹配。

6号染色体

▉ MHC I类分子介导的抗原提呈过程

MHC I类分子主要介导内源性抗原的抗原提呈过程（外源性抗原的抗原提呈过程由MHC II类分子介导，下一期介绍）。内源性抗原包括肿瘤细胞内合成的肿瘤抗原、病毒感染细胞合成的病毒蛋白（当病毒进入细胞后，会利用宿主细胞的生物合成机制，以生产病毒基因编码的蛋白质，因此病毒产生的蛋白质也归为内源性抗原）等等。

内源性抗原与外源性抗原的区别

内源性蛋白质抗原会在胞浆内的蛋白质销毁“装置”——蛋白酶体内被切割成小片段，这些多肽小片段大多数随后进一步裂解成单个氨基酸，被重新用于蛋白质合成。但是某些由蛋白酶体裂解产生的多肽能被特异性转运蛋白(TAP1、TAP2)所携带，穿过内质网膜。一旦进入内质网，某些多肽被选中、填入MHC I类分子结合沟内，它们将在细胞表面并被展示（这里说的“选中”，是因为并非所有的多肽都能满足相关条件）。首先，多肽分子须具有适当长度——约8-11个氨基酸（这种长度正是MHC I类分子抗原结合槽所能容纳的最适长度）；其次，多肽末端氨基酸必须与衬于MHC分子结合沟两端的锚定氨基酸相容。显然，并不是所有由蛋白酶体准备的“碎片”都具有这些特征，那些不符合条件的多肽分子被转运出内质网，回到胞浆中进一步降解。因此，MHC I类分子展示的有 3 个重要步骤：由蛋白酶体裂解产生抗原多肽；由TAP转运体将多肽转运至内质网；多肽结合于MHC I类分子结合沟内并被运至细胞表面展示。

MHC I类分子介导的内源性抗原呈递过程（英文版）MHC I类分子介导的内源性抗原呈递过程（中文版）

尽管不同的细胞表达的MHC I类分子数量各异，但人体内几乎所有的细胞均在表面表达MHC I类分子。细胞毒性T淋巴细胞（CTL）会审查由MHC I类分子展示的蛋白质多肽片段，因此几乎每一个细胞都像是一本“打开的书”，均可被 CTL 检查以确定该细胞是否被病毒或其他生物侵袭，从而决定是否应该破坏之。

▉ 小结

本期推送中，我们为大家介绍了MHC I类分子的结构和由其介导的内源性抗原的抗原呈递过程。MHC分子能呈递约由8-11个氨基酸组成的内源性抗原的多肽片段，MHC I类分子展示的有 3 个重要步骤：由蛋白酶体裂解产生抗原多肽；由TAP转运体将多肽转运至内质网；多肽结合于MHC I类分子结合沟内并被运至细胞表面展示。相信大家现在对MHC I类分子已经有了充分的了解，下一期推送中我们将为大家介绍MHC II类分子。

参考资料:https://europepmc.org/article/med/27614798

参考书：《How the immune system works》

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