主要組織相容性複合體和MHC分子


引言

主要組織相容性複合體(MHC)是一組位於人類6號染色體上的基因,編碼MHC分子。這些分子對於免疫系統識別和應對外來入侵者(如病毒、細菌和其他病原體)至關重要。

MHC在決定移植的相容性方面起著至關重要的作用,並且還與多種疾病有關,包括自身免疫性疾病和癌症。

下面我們將詳細探討MHC,討論其結構、功能以及在免疫學中的重要性。

MHC分子的結構

MHC分為兩類:I類和II類。

  • I類MHC分子存在於所有有核細胞的表面,

  • 而II類MHC分子主要存在於抗原呈遞細胞上,如樹突狀細胞、巨噬細胞和B細胞。

  • I類MHC分子由一個跨膜糖蛋白(α鏈)和一個小蛋白(β2-微球蛋白)組成。α鏈由三個結構域組成:胞外結構域、跨膜結構域和胞質結構域。胞外結構域進一步分為三個亞結構域:α1、α2和α3。α1和α2結構域形成一個肽結合裂隙,抗原肽在此結合。α3結構域與細胞毒性T細胞上的T細胞受體(TCR)相互作用,細胞毒性T細胞識別並破壞受感染的細胞。

  • II類MHC分子由兩個跨膜糖蛋白(α和β鏈)組成,每個鏈都由兩個結構域組成:胞外結構域和跨膜結構域。α和β鏈的胞外結構域形成一個肽結合裂隙,抗原肽在此結合。α和β鏈的胞外結構域也與輔助性T細胞上的TCR相互作用,輔助性T細胞負責啟用其他免疫細胞,如B細胞。

MHC分子的功能

  • MHC分子透過將抗原肽呈遞給T細胞,在免疫系統中發揮著至關重要的作用。

  • T細胞分為兩個主要亞群:細胞毒性T細胞(也稱為CD8+ T細胞)和輔助性T細胞(也稱為CD4+ T細胞)。

    • 細胞毒性T細胞識別並破壞受感染的細胞,

    • 而輔助性T細胞啟用其他免疫細胞並幫助協調免疫反應。

  • I類MHC分子將抗原肽呈遞給細胞毒性T細胞,而II類MHC分子將抗原肽呈遞給輔助性T細胞。抗原呈遞過程始於抗原呈遞細胞吞噬病原體,將其分解成抗原肽,並將這些肽載入到MHC分子上。然後,MHC分子遷移到細胞表面,在那裡將抗原肽呈遞給T細胞。

  • 如果T細胞識別MHC分子呈遞的抗原肽,它將被啟用並開始增殖,產生大量抗原特異性T細胞。然後,這些T細胞將遷移到感染部位,在那裡它們將破壞受感染的細胞或啟用其他免疫細胞。

MHC分子的重要性

  • MHC在決定移植的相容性方面起著至關重要的作用。

  • 當免疫系統將移植組織識別為外來物質並對其發起免疫反應時,就會發生移植排斥反應。

  • 透過匹配供體和受體的MHC分子,可以降低移植排斥反應的可能性。

  • MHC還與多種疾病有關,包括自身免疫性疾病和癌症。

  • 自身免疫性疾病發生時,免疫系統錯誤地將自身抗原識別為外來物質並對其發起免疫反應。

  • 許多自身免疫性疾病與特定的MHC分子相關,這表明遺傳因素在其發生發展中發揮作用。

    • 例如,II類MHC分子HLA-DR3與患1型糖尿病的風險增加相關,而II類MHC分子HLA-B27與患強直性脊柱炎的風險增加相關。

  • 除了自身免疫性疾病外,MHC分子還與癌症有關。

  • 腫瘤細胞通常在其表面表達異常蛋白,免疫系統可以將其識別為外來物質。

  • 然而,腫瘤可以透過下調MHC分子或呈遞低水平的抗原肽來逃避免疫系統。這使得腫瘤細胞能夠逃避免疫系統的識別和破壞。

研究表明,某些MHC分子與患某些型別癌症的風險增加或降低相關。例如,I類MHC分子HLA-A2與黑色素瘤發生風險降低相關,而II類MHC分子HLA-DRB1*15:01與多發性硬化症和某些型別癌症發生風險增加相關。

MHC多型性

  • MHC多型性是指人群中MHC分子的變異。

  • MHC基因高度多型,這意味著在一個群體中,每個MHC基因都有許多不同的等位基因(變體)。

  • 這種多樣性對於免疫系統識別和應對各種各樣的病原體至關重要。MHC多型性也決定了移植器官和組織的相容性和排斥反應。

更新於: 2023年3月29日

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