MHC分子：免疫系统中的关键桥梁，揭秘人体防御机制

MHC分子：免疫系统中的关键桥梁，揭秘人体防御机制

无论是人类还是小鼠，我们的免疫系统里都有一个至关重要的守护者——主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）。它不仅是我们身体抵御外来入侵者的前线战士，更是科学研究中的明星分子！你是否好奇过，当病原体入侵时，我们的免疫系统是如何精准识别并消灭它们的？这一切的背后，都离不开MHC分子的作用。今天，就让我们一起来探索MHC分子与抗原呈递细胞（APC）及T细胞之间的奇妙关系吧！

图1：MHC分子与抗原呈递细胞APC

MHC分子简介

人源MHC：编码人类主要组织相容性复合物（MHC）的基因HLA即人类白细胞抗原，位于第6号染色体短臂。基因产物MHC分子表达在不同细胞表面。其在T细胞的分化和成熟中起重要作用，启动和调控T细胞免疫反应，主要参与抗原呈递，并且和自身免疫也密切相关。

人源MHC主要分为3类，其中两类参与抗原呈递过程：I类分子负责呈递胞内病原体的抗原片段，而II类分子则主要呈递胞外抗原。

图2：人源MHC的分类（图片来源于Janeway’s Immunobiology）

鼠源MHC：在小鼠中，MHC被称为H-2复合体。小鼠的H-2基因位于第17号染色体上。H-2具有高度多态性，每种实验室用的小鼠都是拥有独特MHC单体型的纯合子，这些独特的单体型被标记为（a、b、d、k、q、s等)，如BALB含H-2Kd、H-2Dd、H-2Ld、IAd、I-Ed。C57BL含H-2Db、H-2Kb、I-Ab。

鼠源H-2分子主要分为I类（如H-2K、H-2D、H-2L）和II类，它们的功能与人类中的HLA分子相似。

图3：鼠源MHC的分类（图片来源于Janeway’s Immunobiology）

MHC蛋白结构与功能

MHC分子由两条多肽链组成，一条重链和一条轻链。它们共同形成一个抗原结合槽，用来装载并呈递抗原片段给T细胞。这一过程对于免疫系统的抗原识别至关重要。

I类分子

• 结构：由一条α重链和一条β2微球蛋白轻链组成，形成异二聚体。
• 功能：主要参与内源性抗原（如病毒）的呈递，通过结合CD8+T细胞受体，启动特异性免疫应答。

II类分子

• 结构：由两条α和β链以非共价键紧密结合形成异二聚体。
• 功能：主要参与外源性抗原（如胞内菌）的呈递，通过结合CD4+T细胞受体，激活特异性免疫反应。

尽管人源和鼠源MHC分子在细节上有所不同，但它们的功能高度相似，都是通过识别和呈递抗原片段来激活T细胞。

抗原呈递过程

抗原呈递是MHC分子的核心功能之一。当病原体侵入体内时，抗原呈递细胞（如巨噬细胞、树突状细胞等）会捕捉并处理病原体，将其分解成小片段。这些抗原片段会被装载进MHC分子的抗原结合槽中，然后通过细胞表面呈递给T细胞识别。

1. 在内源性抗原呈递中，抗原首先被蛋白酶体降解为多肽片段，然后与MHC I类分子结合，最终呈递给CD8+T细胞。
2. 在外源性抗原呈递中，抗原被溶酶体内的蛋白酶降解，与MHC II类分子结合，最终呈递给CD4+ T细胞。这一过程是免疫系统识别并清除外来威胁的关键步骤。

T细胞是免疫系统中的士兵，它们通过T细胞受体（TCR）识别MHC分子呈递的抗原片段。一旦识别成功，T细胞就会被激活，进而发动免疫反应。T细胞与MHC分子的完美配合是免疫防御机制的核心。

总结

MHC分子在人体免疫系统中扮演着不可或缺的角色。T细胞通过其受体（TCR）识别MHC分子所呈递的抗原片段。它们通过精确的抗原呈递机制，确保T细胞能够有效地识别并应对各种病原体。这种相互作用启动了特异性免疫应答，使免疫系统能够精准地识别和清除病原体。

了解MHC的结构和功能，有助于我们更好地认识免疫系统的工作原理，并为未来开发新的免疫疗法提供理论基础。

参考文献

[1] Nicholson LB. The immune system. Essays Biochem. 2016;60(3):275-301. doi:10.1042/EBC20160017