主要组织相容性复合体（MHC）I 类分子的合成、类型和功能

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简介

免疫系统负责保护机体免受病毒和细菌等病原体的侵害。它由各种细胞和分子组成，这些细胞和分子协同工作以识别和消除外来入侵者。在这个过程中，一个关键参与者是主要组织相容性复合体（MHC）I 类分子。下面我们将研究 MHC I 类分子的合成、类型和功能。

MHC I 类分子的合成

MHC I 类分子在细胞的内质网（ER）中合成。MHC I 类分子合成的过程始于 MHC I 类基因的转录，该基因位于人类的 6 号染色体上。

该基因被转录成初级 RNA 转录本，然后进行剪接以去除内含子并形成成熟的 mRNA 分子。然后，mRNA 分子从细胞核转运到细胞质，在那里被翻译成多肽链。

然后，新生多肽链通过跨越内质网膜的转运蛋白复合物转运到内质网腔。在内质网腔中，多肽链经历一系列翻译后修饰，这些修饰对于 MHC I 类分子的正确折叠和组装至关重要。

这些修饰包括添加 N 连接的聚糖、二硫键的形成以及 MHC I 类重链与 β2 微球蛋白 (β2m) 分子的结合。

MHC I 类分子的类型

主要组织相容性复合体（MHC）I 类分子通过向 CD8+ T 细胞呈递细胞内肽在免疫系统中发挥关键作用。人类有三种主要的 MHC I 类分子，它们由 6 号染色体上的不同基因编码：HLA-A、HLA-B 和 HLA-C。

每种分子都有独特的特征，包括它们的肽结合特异性，这使得它们能够向 CD8+ T 细胞呈递各种细胞内肽。在本节中，我们将更详细地讨论 MHC I 类分子的类型。

HLA-A

HLA-A 是三种 MHC I 类基因中多态性最高的，已知有超过 1000 个等位基因。它在体内几乎所有有核细胞中表达，并参与将细胞内肽呈递给 CD8+ T 细胞。

HLA-A 分子具有一个肽结合沟，可以容纳长度为 8-10 个氨基酸的肽。肽的第 2 位和第 9 位的氨基酸残基对于与 HLA-A 分子的结合至关重要。

HLA-B

HLA-B 是三种 MHC I 类基因中第二多态性的，已知有超过 800 个等位基因。它在各种细胞类型中表达，并参与将细胞内肽呈递给 CD8+ T 细胞。

HLA-B 分子具有一个肽结合沟，可以容纳长度为 8-11 个氨基酸的肽。肽的第 2 位、第 3 位、第 7 位和第 9 位的氨基酸残基对于与 HLA-B 分子的结合至关重要。

HLA-C

HLA-C 是三种 MHC I 类基因中多态性最低的，只有大约 200 个已知等位基因。

它在有限范围的细胞类型中表达，包括一些免疫细胞，并参与将细胞内肽呈递给 CD8+ T 细胞。HLA-C 分子具有一个肽结合沟，可以容纳长度为 8-10 个氨基酸的肽。

肽的第 2 位和第 9 位的氨基酸残基对于与 HLA-C 分子的结合至关重要。

除了独特的肽结合特异性外，三种 MHC I 类分子的组织分布、表达水平和功能特性也存在差异。

• 例如，HLA-A 和 HLA-B 在比 HLA-C 更广泛的细胞类型中表达，并且更有效地将病毒肽呈递给 CD8+ T 细胞。

MHC I 类分子的功能

抗原呈递

MHC I 类分子的主要功能是将细胞内肽呈递给 CD8+ T 细胞。当细胞内蛋白被蛋白酶体降解成肽，然后由与抗原加工相关的转运蛋白 (TAP) 分子转运到内质网 (ER) 中时，就会发生这种肽的呈递。

在内质网中，肽与 MHC I 类分子结合，然后被转运到细胞表面，在那里它们被呈递给 CD8+ T 细胞。

免疫监视

MHC I 类分子对于免疫监视至关重要，免疫监视是免疫系统监测机体是否有感染、癌症和其他异常迹象的过程。

CD8+ T 细胞识别并破坏在其 MHC I 类分子上呈递外来肽的细胞，从而消除受感染的细胞并预防癌症的发展。

免疫逃避

一些病原体，如病毒，已经进化出逃避免疫系统的机制，方法是干扰 MHC I 类分子的表达或功能。

• 例如，一些病毒可以下调受感染细胞上 MHC I 类分子的表达，从而降低 CD8+ T 细胞识别和破坏这些细胞的能力。

同样，一些病毒可以产生干扰 MHC I 类分子功能的蛋白质，从而阻止将病毒肽呈递给 CD8+ T 细胞。

移植排斥反应

MHC I 类分子对于移植排斥反应也很重要，移植排斥反应是免疫系统识别和攻击与受体在基因上不相同的移植组织的过程。

CD8+ T 细胞识别移植组织上的外来 MHC I 类分子，并引发免疫反应，从而导致移植排斥反应。

自身免疫

MHC I 类分子的异常与自身免疫性疾病（如 1 型糖尿病和类风湿性关节炎）的发展有关。

在这些疾病中，免疫系统错误地攻击机体自身的组织，由于 MHC I 类分子的异常，这些组织被识别为外来组织。