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人人學(xué)懂免疫學(xué):第十五期
2021-02-03 訪問次數(shù):3051

? ? ? ?來源:藥學(xué)速覽

▉ 導(dǎo)讀

? ? ? ?前幾期推送中,我們詳細(xì)為大家介紹了B細(xì)胞和抗體,包括B細(xì)胞受體的結(jié)構(gòu)、初始B細(xì)胞的激活、四種類型的抗體以及伴隨B細(xì)胞成熟發(fā)生的一系列事件等。在接下來的幾期推送中,我們將為大家介紹獲得性免疫系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)——抗原提呈。抗原提呈過程涉及從抗原被提呈細(xì)胞攝取并消化成免疫原性肽,以MHC 肽復(fù)合物的形式呈現(xiàn)于細(xì)胞表面,通過TCR激活T細(xì)胞 ,直至觸發(fā)免疫應(yīng)答反應(yīng)的復(fù)雜過程。今天,我們首先為大家介紹MHC分子。

▉ MHC分子
? ? ? ?主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC) 是一組編碼動物主要組織相容性抗原的基因群的統(tǒng)稱。目前,MHC I類和MHC II類分子的結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了完整的解析(如下圖所示)。人類的MHC被稱為HLA(human leukocyte antigen,HLA),即人白細(xì)胞抗原。
? ? ? ?MHC分子最主要的功能是參與抗原呈遞,即MHC分子通過其肽結(jié)合槽與抗原肽結(jié)合,并將其呈現(xiàn)于細(xì)胞表面,供T細(xì)胞識別并促發(fā)免疫應(yīng)答反應(yīng)。


MHC分子的結(jié)構(gòu)(左為MHC I類分子,右為MHC II類分子)

▉ MHC I 類分子
? ? ? ?MHC I類分子的結(jié)構(gòu)具有一個兩段閉合的結(jié)合溝, 它們所提呈的多肽片段(大多由8-11個氨基酸組成)與溝相匹配而落在溝內(nèi)。

? ? ? ?每一個I類HLA蛋白均與β2微球蛋白的蛋白質(zhì)配對以形成完整的MHC I類分子。我們每個人都有3個MHC I 類分子的編碼基因(HLA-A、HLA-B和HLA-C),定位于6號染色體。由于人類有分別來自于母親和父親的兩條6號染色體,故我們都有 6 個MHC I類基因。而HLA-A、HLA-B和HLA-C基因編碼的HLA蛋白都存在輕微的變異形式(具有相同的大體形態(tài),但存在一個或幾個氨基酸的差異),這被稱之為“多態(tài)性”。
? ? ? ?因為MHC I類分子的多態(tài)性,因而它們具有不同的結(jié)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類分子能與一端為疏水性氨基酸的多肽結(jié)合,而另外一些 MHC I類分子則更傾向與堿性氨基酸結(jié)合等等)。因此,MHC I類分子能結(jié)合和提呈大量不同的多肽,每一個多肽均與MHC結(jié)合大溝末端的特定氨基酸相匹配。

6號染色體
▉ MHC I類分子介導(dǎo)的抗原提呈過程
? ? ? ?MHC I類分子主要介導(dǎo)內(nèi)源性抗原的抗原提呈過程(外源性抗原的抗原提呈過程由MHC II類分子介導(dǎo),下一期介紹)。內(nèi)源性抗原包括腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的腫瘤抗原、病毒感染細(xì)胞合成的病毒蛋白(當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞后,會利用宿主細(xì)胞的生物合成機(jī)制,以生產(chǎn)病毒基因編碼的蛋白質(zhì),因此病毒產(chǎn)生的蛋白質(zhì)也歸為內(nèi)源性抗原)等等。

內(nèi)源性抗原與外源性抗原的區(qū)別
? ? ? ?內(nèi)源性蛋白質(zhì)抗原會在胞漿內(nèi)的蛋白質(zhì)銷毀“裝置”——蛋白酶體內(nèi)被切割成小片段,這些多肽小片段大多數(shù)隨后進(jìn)一步裂解成單個氨基酸,被重新用于蛋白質(zhì)合成。但是某些由蛋白酶體裂解產(chǎn)生的多肽能被特異性轉(zhuǎn)運蛋白(TAP1、TAP2)所攜帶,穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。一旦進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),某些多肽被選中、填入MHC I類分子結(jié)合溝內(nèi),它們將在細(xì)胞表面并被展示(這里說的“選中”,是因為并非所有的多肽都能滿足相關(guān)條件)。首先,多肽分子須具有適當(dāng)長度——約8-11個氨基酸(這種長度正是MHC I類分子抗原結(jié)合槽所能容納的最適長度);其次,多肽末端氨基酸必須與襯于MHC分子結(jié)合溝兩端的錨定氨基酸相容。顯然,并不是所有由蛋白酶體準(zhǔn)備的“碎片”都具有這些特征,那些不符合條件的多肽分子被轉(zhuǎn)運出內(nèi)質(zhì)網(wǎng),回到胞漿中進(jìn)一步降解。因此,MHC I類分子展示的有 3 個重要步驟:由蛋白酶體裂解產(chǎn)生抗原多肽;由TAP轉(zhuǎn)運體將多肽轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng);多肽結(jié)合于MHC I類分子結(jié)合溝內(nèi)并被運至細(xì)胞表面展示。

MHC I類分子介導(dǎo)的內(nèi)源性抗原呈遞過程(英文版)


MHC I類分子介導(dǎo)的內(nèi)源性抗原呈遞過程(中文版)

? ? ? ?盡管不同的細(xì)胞表達(dá)的MHC I類分子數(shù)量各異,但人體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞均在表面表達(dá)MHC I類分子。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)會審查由MHC I類分子展示的蛋白質(zhì)多肽片段,因此幾乎每一個細(xì)胞都像是一本“打開的書”,均可被 CTL 檢查以確定該細(xì)胞是否被病毒或其他生物侵襲,從而決定是否應(yīng)該破壞之。
▉ 小結(jié)
? ? ? ?本期推送中,我們?yōu)榇蠹医榻B了MHC I類分子的結(jié)構(gòu)和由其介導(dǎo)的內(nèi)源性抗原的抗原呈遞過程。MHC分子能呈遞約由8-11個氨基酸組成的內(nèi)源性抗原的多肽片段,MHC I類分子展示的有 3 個重要步驟:由蛋白酶體裂解產(chǎn)生抗原多肽;由TAP轉(zhuǎn)運體將多肽轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng);多肽結(jié)合于MHC I類分子結(jié)合溝內(nèi)并被運至細(xì)胞表面展示。相信大家現(xiàn)在對MHC I類分子已經(jīng)有了充分的了解,下一期推送中我們將為大家介紹MHC II類分子。

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參考資料:https://europepmc.org/article/med/27614798

參考書:《How the immune system works》
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