主要組織相容性複合體（MHC）I 類分子的合成、型別和功能

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簡介

免疫系統負責保護機體免受病毒和細菌等病原體的侵害。它由各種細胞和分子組成，這些細胞和分子協同工作以識別和消除外來入侵者。在這個過程中，一個關鍵參與者是主要組織相容性複合體（MHC）I 類分子。下面我們將研究 MHC I 類分子的合成、型別和功能。

MHC I 類分子的合成

MHC I 類分子在細胞的內質網（ER）中合成。MHC I 類分子合成的過程始於 MHC I 類基因的轉錄，該基因位於人類的 6 號染色體上。

該基因被轉錄成初級 RNA 轉錄本，然後進行剪接以去除內含子並形成成熟的 mRNA 分子。然後，mRNA 分子從細胞核轉運到細胞質，在那裡被翻譯成多肽鏈。

然後，新生多肽鏈透過跨越內質網膜的轉運蛋白複合物轉運到內質網腔。在內質網腔中，多肽鏈經歷一系列翻譯後修飾，這些修飾對於 MHC I 類分子的正確摺疊和組裝至關重要。

這些修飾包括新增 N 連線的聚糖、二硫鍵的形成以及 MHC I 類重鏈與 β2 微球蛋白 (β2m) 分子的結合。

MHC I 類分子的型別

主要組織相容性複合體（MHC）I 類分子透過向 CD8+ T 細胞呈遞細胞內肽在免疫系統中發揮關鍵作用。人類有三種主要的 MHC I 類分子，它們由 6 號染色體上的不同基因編碼：HLA-A、HLA-B 和 HLA-C。

每種分子都有獨特的特徵，包括它們的肽結合特異性，這使得它們能夠向 CD8+ T 細胞呈遞各種細胞內肽。在本節中，我們將更詳細地討論 MHC I 類分子的型別。

HLA-A

HLA-A 是三種 MHC I 類基因中多型性最高的，已知有超過 1000 個等位基因。它在體內幾乎所有有核細胞中表達，並參與將細胞內肽呈遞給 CD8+ T 細胞。

HLA-A 分子具有一個肽結合溝，可以容納長度為 8-10 個氨基酸的肽。肽的第 2 位和第 9 位的氨基酸殘基對於與 HLA-A 分子的結合至關重要。

HLA-B

HLA-B 是三種 MHC I 類基因中第二多型性的，已知有超過 800 個等位基因。它在各種細胞型別中表達，並參與將細胞內肽呈遞給 CD8+ T 細胞。

HLA-B 分子具有一個肽結合溝，可以容納長度為 8-11 個氨基酸的肽。肽的第 2 位、第 3 位、第 7 位和第 9 位的氨基酸殘基對於與 HLA-B 分子的結合至關重要。

HLA-C

HLA-C 是三種 MHC I 類基因中多型性最低的，只有大約 200 個已知等位基因。

它在有限範圍的細胞型別中表達，包括一些免疫細胞，並參與將細胞內肽呈遞給 CD8+ T 細胞。HLA-C 分子具有一個肽結合溝，可以容納長度為 8-10 個氨基酸的肽。

肽的第 2 位和第 9 位的氨基酸殘基對於與 HLA-C 分子的結合至關重要。

除了獨特的肽結合特異性外，三種 MHC I 類分子的組織分佈、表達水平和功能特性也存在差異。

• 例如，HLA-A 和 HLA-B 在比 HLA-C 更廣泛的細胞型別中表達，並且更有效地將病毒肽呈遞給 CD8+ T 細胞。

MHC I 類分子的功能

抗原呈遞

MHC I 類分子的主要功能是將細胞內肽呈遞給 CD8+ T 細胞。當細胞內蛋白被蛋白酶體降解成肽，然後由與抗原加工相關的轉運蛋白 (TAP) 分子轉運到內質網 (ER) 中時，就會發生這種肽的呈遞。

在內質網中，肽與 MHC I 類分子結合，然後被轉運到細胞表面，在那裡它們被呈遞給 CD8+ T 細胞。

免疫監視

MHC I 類分子對於免疫監視至關重要，免疫監視是免疫系統監測機體是否有感染、癌症和其他異常跡象的過程。

CD8+ T 細胞識別並破壞在其 MHC I 類分子上呈遞外來肽的細胞，從而消除受感染的細胞並預防癌症的發展。

免疫逃避

一些病原體，如病毒，已經進化出逃避免疫系統的機制，方法是干擾 MHC I 類分子的表達或功能。

• 例如，一些病毒可以下調受感染細胞上 MHC I 類分子的表達，從而降低 CD8+ T 細胞識別和破壞這些細胞的能力。

同樣，一些病毒可以產生干擾 MHC I 類分子功能的蛋白質，從而阻止將病毒肽呈遞給 CD8+ T 細胞。

移植排斥反應

MHC I 類分子對於移植排斥反應也很重要，移植排斥反應是免疫系統識別和攻擊與受體在基因上不相同的移植組織的過程。

CD8+ T 細胞識別移植組織上的外來 MHC I 類分子，並引發免疫反應，從而導致移植排斥反應。

自身免疫

MHC I 類分子的異常與自身免疫性疾病（如 1 型糖尿病和類風溼性關節炎）的發展有關。

在這些疾病中，免疫系統錯誤地攻擊機體自身的組織，由於 MHC I 類分子的異常，這些組織被識別為外來組織。