主要组织相容性复合体和MHC分子
引言
主要组织相容性复合体(MHC)是一组位于人类6号染色体上的基因,编码MHC分子。这些分子对于免疫系统识别和应对外来入侵者(如病毒、细菌和其他病原体)至关重要。
MHC在决定移植的相容性方面起着至关重要的作用,并且还与多种疾病有关,包括自身免疫性疾病和癌症。
下面我们将详细探讨MHC,讨论其结构、功能以及在免疫学中的重要性。
MHC分子的结构
MHC分为两类:I类和II类。
I类MHC分子存在于所有有核细胞的表面,
而II类MHC分子主要存在于抗原呈递细胞上,如树突状细胞、巨噬细胞和B细胞。
I类MHC分子由一个跨膜糖蛋白(α链)和一个小蛋白(β2-微球蛋白)组成。α链由三个结构域组成:胞外结构域、跨膜结构域和胞质结构域。胞外结构域进一步分为三个亚结构域:α1、α2和α3。α1和α2结构域形成一个肽结合裂隙,抗原肽在此结合。α3结构域与细胞毒性T细胞上的T细胞受体(TCR)相互作用,细胞毒性T细胞识别并破坏受感染的细胞。
II类MHC分子由两个跨膜糖蛋白(α和β链)组成,每个链都由两个结构域组成:胞外结构域和跨膜结构域。α和β链的胞外结构域形成一个肽结合裂隙,抗原肽在此结合。α和β链的胞外结构域也与辅助性T细胞上的TCR相互作用,辅助性T细胞负责激活其他免疫细胞,如B细胞。
MHC分子的功能
MHC分子通过将抗原肽呈递给T细胞,在免疫系统中发挥着至关重要的作用。
T细胞分为两个主要亚群:细胞毒性T细胞(也称为CD8+ T细胞)和辅助性T细胞(也称为CD4+ T细胞)。
细胞毒性T细胞识别并破坏受感染的细胞,
而辅助性T细胞激活其他免疫细胞并帮助协调免疫反应。
I类MHC分子将抗原肽呈递给细胞毒性T细胞,而II类MHC分子将抗原肽呈递给辅助性T细胞。抗原呈递过程始于抗原呈递细胞吞噬病原体,将其分解成抗原肽,并将这些肽加载到MHC分子上。然后,MHC分子迁移到细胞表面,在那里将抗原肽呈递给T细胞。
如果T细胞识别MHC分子呈递的抗原肽,它将被激活并开始增殖,产生大量抗原特异性T细胞。然后,这些T细胞将迁移到感染部位,在那里它们将破坏受感染的细胞或激活其他免疫细胞。
MHC分子的重要性
MHC在决定移植的相容性方面起着至关重要的作用。
当免疫系统将移植组织识别为外来物质并对其发起免疫反应时,就会发生移植排斥反应。
通过匹配供体和受体的MHC分子,可以降低移植排斥反应的可能性。
MHC还与多种疾病有关,包括自身免疫性疾病和癌症。
自身免疫性疾病发生时,免疫系统错误地将自身抗原识别为外来物质并对其发起免疫反应。
许多自身免疫性疾病与特定的MHC分子相关,这表明遗传因素在其发生发展中发挥作用。
例如,II类MHC分子HLA-DR3与患1型糖尿病的风险增加相关,而II类MHC分子HLA-B27与患强直性脊柱炎的风险增加相关。
除了自身免疫性疾病外,MHC分子还与癌症有关。
肿瘤细胞通常在其表面表达异常蛋白,免疫系统可以将其识别为外来物质。
然而,肿瘤可以通过下调MHC分子或呈递低水平的抗原肽来逃避免疫系统。这使得肿瘤细胞能够逃避免疫系统的识别和破坏。
研究表明,某些MHC分子与患某些类型癌症的风险增加或降低相关。例如,I类MHC分子HLA-A2与黑色素瘤发生风险降低相关,而II类MHC分子HLA-DRB1*15:01与多发性硬化症和某些类型癌症发生风险增加相关。
MHC多态性
MHC多态性是指人群中MHC分子的变异。
MHC基因高度多态,这意味着在一个群体中,每个MHC基因都有许多不同的等位基因(变体)。
这种多样性对于免疫系统识别和应对各种各样的病原体至关重要。MHC多态性也决定了移植器官和组织的相容性和排斥反应。